一种植物纤维复合工程材料制造工艺

摘要

本发明公开了一种植物纤维复合工程材料制造工艺，它是先将麻纤维与合成纤维合成两元纤维，再与木纤维经加工复合三元纤维复合材料，然后通过模压热压处理，最终形成具有预定形状的高强度工程材料。其加工原料来源广泛，通过调节三种纤维在复合材料中的比例，可形成具有不同强度特性的复合材料，能够满足不同领域的应用要求，因而使用范围广。

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物纤维复合工程材料制造工艺。

背景技术

以木材纤维为原料，通过无纺织工艺过程，将其与合成纤维制成复合材料的技术为近几十年发展起来的一种新型复合材料制造技术。这种复合材料在汽车内饰、异型包装、建筑装修以及家具制造等领域具有广泛的用途。但是现有技术主要发展木纤维与合成纤维两类纤维的复合材料，这种复合材料的强度、韧性、可塑性较弱，难以全部满足不同领域对材料性能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物纤维复合工程材料制造工艺，其在原有两元纤维复合材料及其制造工艺的基础上，引入麻纤维这种具有较强拉伸强度和表面结合性能的天然植物纤维，与木纤维和合成纤维共同形成三元纤维复合工程材料。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种植物纤维复合工程材料制造工艺，其特征在于：它是先将麻纤维与合成纤维合成两元纤维，再与木纤维经加工复合三元纤维复合材料，然后通过模压热压处理，最终形成具有预定形状的高强度工程材料。

其制造工艺具体步骤如下：

1)将麻纤维与合成纤维通过开松、疏理、成网形成两元纤维混合卷材；

2)木材通过削片、磨浆、施胶、干燥形成带胶木纤维；

3)将带胶木纤维与两元纤维混合卷材接一定的重量比例进一步混合开松，并通过混杂纤维的气流铺装、针刺加固、切边成卷工艺过程形成复合材料卷材；

4)将复合材料卷材热压、模压，按预定设计形状制成高强度工程材料。

本发明的优点是：加工原料来源广泛，通过调节三种纤维在复合材料中的比例，可形成具有不同强度特性的复合材料，能够满足不同领域的应用要求，因而使用范围广。

附图说明

图1为本发明工艺流程图

具体实施方式

如图1所示，本发明植物纤维复合工程材料制造工艺，该工艺以木材纤维和麻纤维两种长短不同的植物纤维为原料，通过以下工艺过程与合成纤维复合，形成木纤维/麻纤维/合成纤维三元纤维复合材料：(1)木材通过削片、磨浆、施胶、干燥形成带胶木纤维；(2)麻纤维与合成纤维可按一定重量比例(麻纤维含量：1％～99％；合成纤维含量：99％～1％)通过混合开松、疏理、成网形成两元纤维混合卷材；(3)将“带胶木纤维”与“两元纤维混合卷材”按一定的重量比例(带胶木纤维比例为5％～98％；两元纤维混合卷材比例为95％～2％)进一步混合开松，并通过混杂纤维的气流铺装、针刺加固、切边成卷等工艺过程形成复合材料卷材；(4)该种三元纤维复合材料卷材再通过模压热压等工艺过程，最终形成具有复杂形状的高强度工程材料。在上述工艺中，木纤维施胶过程采用的粘合剂可以是酚醛粘合剂、三聚氰胺粘合剂、异氰酸酯粘合剂、以及聚乙烯改性的醋酸乙烯酯粘合剂；合成纤维可以是聚丙烯纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、其他合成纤维或是两种或多种合成纤维的混合物。

上述各原料的搀入配比若采用下述范围比例：先将麻纤维与合成纤维按麻纤维含量：10％～50％；合成纤维含量：90％～50％的重量比例，通过混合开松、疏理、成网形成两元纤维混合卷材；再将“带胶木纤维”与“两元纤维混合卷材”按一定的重量比例(带胶木纤维比例为50％～85％；两元纤维混合卷材比例为50％～15％)进一步混合开松；制出的成品材料韧性、柔性性能更佳。

本发明可通过改变麻纤维和合成纤维重量比、带胶木纤维与两元混合卷材的重量比来调整材料性能。

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述：

实施例1：

1)木纤维的制备采用人造板工艺中的木纤维制备过程。木材首先经削片机削成木片，经磨浆机磨制成纤维。调整热磨机工艺技术参数，使木纤维形态符合制作三元纤维复合材料的要求。并同时利用纤维施胶机和气流干燥机对木纤维进行处理，使其表面带有胶粘剂(如酚醛胶)并干燥至要求的含水率后，风送到纤维料仓备用。

2)麻纤维与合成纤维卷材的制备采用无纺织的工艺路线进行。将麻纤维与合成纤维(如聚丙烯纤维)按照一定比例(麻纤维含量40％；合成纤维含量：60％)混合，送入纤维开松机开松，使混和纤维呈膨松状态；再送至梳理机松解梳理后，并经纤维铺网机铺成两元纤维复合网卷备用。

3)将干燥后的带胶木纤维与两元纤维混合卷材按照一定配比(带胶木纤维比例为75％；两元纤维混合卷材比例为25％)，经过两道混杂纤维开松机混合开松，形成三元纤维混合料。该混合料经气流铺网机铺网形成坯料；再经过两道针刺加固，使木纤维与麻纤维、合成纤维紧密地交织起来，形成有一定强度的连续柔韧的卷材。再经齐边后成卷，或根据要求裁成一定的规格后包装入库。

4)根据产品尺寸的要求将三元纤维复合材料卷材裁剪成规格片材，并按照产品每平方米重量要求进行组坯。将坯料送入装有模具的热压模压机，进行热模压成型。热模压的温度：100～200°，压力：1～10MPa，热模压时间：1～15分钟。起模后将压制成一定形状的复合材料放入定型架定型，再经过人工修整，冲孔，覆面等后处理工序形成产品。