一种天然纤维复合板材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种天然纤维复合板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 天然纤维纤维密度小，比强度较高，作为增强材料开发，已经有大量的研究和发 明。天然纤维是一种可循环利用的材料，其生长周期多为1~2年，该材料废弃后，经过一 段时间可以自然降解，作为一种绿色环保材料，其应用能力的开发不断地得到拓展。欧美， 日本和我国很多科研成果也已经进入实用推广阶段，显示出良好的应用前景。目前汽车内 饰件的仪表板，门内板，顶棚，行李箱内衬等零部件，天然纤维复合材料均有涉及。
[0003] 中国专利201010604305. 5公开了一种天然纤维复合材料汽车内饰板及其生产办 法，所述汽车内饰板，包含基层和层压在基层上的至少一个表面上的非织物或织物表面层。 基层由聚乳酸纤维、麻纤维及玄武岩纤维组成。表面层由聚乳酸纤维组成，本发明可制成三 位深拉伸的高强度汽车内饰板，当用作汽车门内板、顶棚基材时，安全坚固，绿色环保。
[0004] 中国专利200610168547. 8公开了一种竹纤维/棉麻纤维/聚丁二酸丁二醇酯树 脂构成的汽车内饰板。
[0005] 中国专利201210552797. 7公开了一种利用天然纤维，聚乳酸纤维加工制备内饰 用汽车复合板材，该专利采用的方法为聚乳酸纤维织物采用二次加工进行两层材料的粘 结，这样导致材料的加工程序增多，而且不利于流水生产。
[0006] 中国专利201010142221. 4采用天然纤维与聚乳酸短纤利用开松，梳理，交叉铺 网，针刺成毡生产出一种天然纤维复合材料，该材料经过浆液处理，裁剪处理，热压固化成 板材。该专利采用的方法复杂并且繁琐，导致材料的成本较高，难以实现工业化应用。
[0007] 中国专利200610039121. 2将制作胶面层、中间基层和面料层所需的纤维，按胶面 层、中间基层和面料层的顺序通过铺网、针刺成复合麻毡、再经加热辊压成型；加工形成汽 车用顶棚板材。此麻纤维的使用量较大，并且经过热辊压制可以提高产品的质量，但是由于 材料的中间基层添加涤纶纤维，材料没有完全粘结，导致材料的强度较低，不适宜用于强度 较高的场合。
[0008] 中国专利201210356586. 6中以苎麻、亚麻、大麻、黄麻等植物纤维为增强体，附载 膨胀型生物质树脂及生物质环氧树脂，制造得到轻质高性能复合材料泡沫板材。该方法采 用热固性材料，该材料属于一次用材料，对环境危害较大。
[0009] 上述专利文献中采用天然纤维为原料制备了天然纤维复合材料存在以下缺陷：1、 天然纤维复合材料的加工工序复杂，导致材料的成本增加；2、天然麻纤维使用量过高，导致 天然纤维增强材料的强度较低，没有体现天然纤维增强的效果；3、材料外观单一，不利于实 现产品的多元化。
【发明内容】
[0010] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无毒，无污染，并且加工工艺 简单，能源损耗小，环保性能突出的天然纤维复合板材。
[0011] 本发明的另一个目的是提供一种上述天然纤维复合板材的制备方法。
[0012] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0013] 本发明提供了一种天然纤维复合板材，包括热熔胶胶膜材料层、层叠天然纤维网 层和无纺纤维布层，所述层叠天然纤维网层位于所述热熔胶胶膜材料层和所述无纺纤维布 层之间。
[0014] 所述热熔胶胶膜材料层的材料选自PP膜、EVA膜、PE膜、聚氨酯膜材料中的一种或 一种以上。
[0015] 所述层叠天然纤维网层由包含以下重量份的组分组成：天然纤维30~45份，热塑 性树脂纤维55~70份。
[0016] 所述天然纤维选自黄麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、竹原纤维、剑麻纤维、椰棕纤 维、苎麻纤维中的一种或一种以上。
[0017] 所述热塑性树脂纤维选自PP短切纤维、PE短切纤维、ES短纤、PLA短切纤维、PET 短切纤维、氨纶短切纤维中的一种或一种以上。
[0018] 所述无纺纤维布为PET无纺布或PP无纺布。
[0019] 所述无纺纤维布的面密度为150~400g/m2。
[0020] 本发明还提供了一种上述天然纤维复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0021] (1)将30~45份天然纤维与55~70份热塑性树脂纤维进行混合后，投入料仓， 将混合物料经过开松、铺网，形成混合天然纤维薄网，交替铺层后形成层叠天然纤维网层；
[0022] (2)将无纺纤维布利用张力辊进行铺放，覆于层叠天然纤维网层之上，对层叠天然 纤维网层和无纺纤维布层进行针刺；
[0023] ( 3 )利用张力辊将热熔胶膜材料贴覆于步骤（2 )所得材料上，将材料加热后进行热 压，形成连续的天然纤维复合板材，裁切，包装。
[0024] 所述热压的温度为180~2KTC。
[0025] 所述热压的压力为1~3MPa。
[0026] 本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0027] 1、本发明可以将三层材料一次成型形成一张天然纤维复合板材，这样可以减少加 工工序，提高生产效率。
[0028] 2、本发明所选用的材料均为安全无毒，环境友好型，使人体舒适的材料。
[0029] 3、本发明采用的是热塑性树脂纤维的混合纤维，由于不同纤维的性能不同，利用 热塑性树脂纤维的混合纤维，可以改善材料的性能，提高材料的吸音性，导热性。
[0030] 4、本发明对现有加工设备进行一些改进，经过改进后，板材的加工出的产品其表 面更加丰富，适合多种场合使用。相比较专利200610039121. 2来说，该专利无需另外制备 上下两个表面层，可以直接使用现有产品，降低产品的加工成本，更加有利于大规模生产； 可以直接添加热熔胶膜材料，而不是选用纤维毡。
[0031] 5、本发明采用的一体化成型设备，该设备可以直接成型天然纤维复合板材，该板 材可以直接应用；另外该设备可以分割，只利用设备一部分可以加工形成天然纤维毡。而天 然纤维可以作为航海用，火车用吸音材料。
[0032] 6、本发明利用张力辊对无纺布面料进行铺层，可以保证无纺布面料平整的铺在层 叠网上面，不形成褶皱，保证板材表面整洁。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明提供的天然纤维复合板材的加工示意图。
[0034] 图2是本发明提供的天然纤维复合板材的结构示意图。
[0035] 其中，1为天然纤维混合薄网，2为梳网机，3为第一张力辊，4为无纺纤维布，5为 针刺机，6为烘箱，7为热压辊，8为天然纤维复合板材，9为支架，10为第二张力辊，11为热 熔胶胶膜，12为层叠天然纤维网，13为底帘，14为热熔胶胶膜材料层，15为层叠天然纤维网 层，16为无纺纤维布层。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0037] 下面实施例中，如无特殊说明，所用原料的含量为重量份。
[0038] 实施例1
[0039] 将30份椰棕纤维与70份ES短纤进行混合，粗略拌匀后，将其投入料仓，将混合后 的纤维经过开松，梳网机铺网，形成混合椰棕/ES短纤薄网，其交替铺层后形成层叠纤维网 层；将上述层叠纤维网通过针刺机进行针刺；将连续的椰棕纤维毡进行裁切，裁切后的毡 进行包装。实施例2
[0040] 如图1所示，图1是本发明提供的天然纤维复合板材的加工示意图。
[0041] (1)将35份黄麻纤维与65份PP短切纤维进行混合后，投入料仓，将混合物料经 过开松、梳网机2铺网，形成天然纤维混合薄网1，交替铺层后形成层叠天然纤维网12,底帘 13将层叠天然纤维网12运到后面的加工设备中；
[0042] (2)从第一张力辊3上将无纺纤维布4 (PET无纺布）覆于层叠天然纤维网12之 上，无纺纤维布4的面密度为300g/m2 ;对层叠天然纤维网层15和无纺纤维布层16通过针 刺机5进行针刺；
[0043] (3)从第二张力辊10上将热熔胶胶膜IlPP膜贴覆于步骤（2)所得材料上，将材料 通过烘箱6加热，利用热压辊7进行热压，热压温度范围为195-200°C，压力为2MPa ;该连续 的天然纤维复合板材8置于支架9面板之上，形成连续的天然纤维复合板材8,裁切，包装。
[0044] 如图2所示，图2是本发明提