[发明专利]一种热塑性植物纤维预浸料的制备方法

说明书

本发明提供了一种热塑性植物纤维预浸料的制备方法，该方法为：制备纤维材料和热塑性聚合物基体，制备板材结构、平面形或线形的预成品，经热处理，得到热塑性植物纤维预浸料。本发明的热塑性植物纤维预浸料的原料环保；通过植物纤维材料或者用竹篾作为纤维材料，保证纤维材料的连续性；通过选择适宜的热处理温度和压力，纤维材料和热塑性聚合物基体熔融结合，制备的热塑性植物纤维预浸料结合强度高，不易分离，性能稳定，韧性强，不易断裂。

技术领域

本发明属于预浸料技术领域，具体涉及一种热塑性植物纤维预浸料的制备方法。

背景技术

预浸料是一种制造高性能复合材料的中间材料，具有表面平整、可塑性好、树脂含量稳定、厚度尺寸偏差小等优点。

传统的热固性纤维复合材料具有发生脆性破坏，维护修复难，回收报废能耗高等问题。

现有的玻璃纤维、碳纤维热塑性预浸料加工的产品成本高、难回收，难降解，材料重复利用率低，对设备要求高等问题日益突出，植物纤维增强预浸料具有轻质高强，成本低、可回收，易降解，再加工方便等优点。

然而由于植物纤维本身存在一定的非均质性，纤维强度不高，长度短，纤维和基体结合强度差等问题，如何加工成连续均匀的预浸料，使其达要求的力学性能及树脂含量等参数，保证其性能稳定是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种热塑性植物纤维预浸料的制备方法，该方法制备塑性植物纤维预浸料原料环保，植物纤维来源广泛成本低，使用后能再次用于热塑性植物纤维预浸料的制备，原料的可重复利用率高，废弃后更容易降解。通过植物纤维材料或者用竹篾作为纤维材料能够解决植物纤维本身存在一定的非均质性，纤维强度不高，长度短的问题，保证纤维材料的连续性；通过选择适宜的热处理温度和压力，助剂渗透于纤维材料和热塑性聚合物基体的间隙，纤维材料和热塑性聚合物基体熔融结合，制备的热塑性植物纤维预浸料结合强度高，不易分离，且纤维材料为连续均匀的材质，制备的热塑性植物纤维预浸料性能稳定，韧性强，不易断裂，且能够满足不同应用条件对长度的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种热塑性植物纤维预浸料的制备方法，该方法为：

S1、纤维材料的制备，所述纤维材料包括植物纤维材料和竹篾：

植物纤维材料的具体制备过程：将植物的韧皮部、茎秆部或叶或种子依次经过在水中浸泡0h～48h、机械碾压、纤维开松和干燥后，得到植物纤维，将所述植物纤维进行接长、编织、加捻，得到植物纤维材料；

竹篾的具体制备过程为：将竹子锯下，竹节削平，然后从竹子内部打通竹节后，劈成竹条，去除内外节，经过剖篾和干燥，得到竹篾；

S2、热塑性聚合物基体的制备：

当热塑热塑性基体为热塑性基体板材或热塑性基体带材时，将热塑性基体添加助剂共混改性后，在温度为120℃～350℃、压强为0.1MPa～0.5MPa的条件下，经过热压得到热塑性聚合物基体；

当热塑热塑性基体为粉末材质时，将热塑性基体添加助剂共混改性后得到热塑性聚合物基体；

所述热塑性基体为聚乙烯热塑性基体、聚丙烯热塑性基体或聚酰胺热塑性基体中的一种或两种；

S3、预成品的制备：

在S2中得到的热塑性聚合物基体上采用S1中得到的植物纤维材料铺装至少一层纤维层，再在所述纤维层上设置热塑性聚合物基体，形成板材结构的预成品；所述纤维层的铺装层数为多层时，各层之间采用0°~90°铺装；所述热塑性聚合物基体为热塑性聚合物板材；

或将S1中得到的竹篾与S2中得到的热塑性聚合物基体进行混编，得到平面形的预成品；所述热塑性聚合物基体为热塑性聚合物带材；