一種低voc天然纖維復(fù)合材料、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種纖維復(fù)合材料，尤其設(shè)及一種低VOC天然纖維復(fù)合材料、制備方 法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然纖維復(fù)合材料因其來源廣泛、成本低廉、環(huán)境友好而越來越多的被應(yīng)用到汽 車內(nèi)飾領(lǐng)域。近年來，由于聚丙締材料工程化改性技術(shù)的快速發(fā)展，使得聚丙締材料在家居 及汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。采用運(yùn)兩種原料制作的復(fù)合材料也被越來越多的應(yīng)用 到汽車領(lǐng)域，然而目前采用運(yùn)兩種原料制作的符合材料存在主要問題是：在使用過程中，天 然纖維聚丙締復(fù)合材料在達(dá)到一定溫度后，天然纖維W及聚丙締會(huì)釋放出揮發(fā)性有機(jī)化合 物（volatileorganiccompounds,V0C)，其中危害性較大的有苯、丙酬、甲苯、乙苯、二甲苯 等，會(huì)嚴(yán)重危害車內(nèi)人員的健康。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于降低聚丙締復(fù)合材料的VOC釋放量，方案1，在制備過程中加入 吸附劑，從而讓原材料中產(chǎn)生的有害氣體被吸收，從而達(dá)到降低VOC釋放量的目的；方案2， 采用在聚丙締擠出成型過程中加入高密度聚乙締樹脂、填充劑、增初劑、氣味吸收劑、抗氧 劑、潤滑劑W及光穩(wěn)定劑，來制備出低VOC釋放量的聚丙締復(fù)合材料。但是現(xiàn)有的制備方 案存在如下缺陷：方案1，吸附劑達(dá)到吸附飽和狀態(tài)后存在二次釋放的可能性，同時(shí)達(dá)到飽 和狀態(tài)后的吸附劑對(duì)VOC的吸附能力也減弱了；方案2,在成型過程中加入填充劑、增初劑、 氣味吸收劑、抗氧劑、潤滑劑W及光穩(wěn)定劑等添加劑，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0004] 為了使天然纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域得到更廣的應(yīng)用，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目 的，需要提出一種簡單有效的降低天然纖維復(fù)合材料VOC釋放量的方法。另外，作為汽車內(nèi) 飾材料，天然纖維聚丙締復(fù)合材料還需保證力學(xué)性能優(yōu)異的特點(diǎn)，因此在降低VOC釋放量 的基礎(chǔ)上，還要提升復(fù)合材料的力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低VOC天然纖維復(fù)合材料的制備方法， 所述方法通過在天然纖維復(fù)合材料制備過程中添加VOC捕捉劑，來降低天然纖維復(fù)合材料 VOC的釋放量，同時(shí)大幅提升天然纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種低VOC天然纖維復(fù)合材料的制備方法，所述 方法包括：步驟SI,將VOC捕捉劑噴灑在開松后的天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維中；步 驟S2,將噴灑后的所述天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維經(jīng)過梳理、針刺工藝制成纖維拉； W及步驟S3,將所述纖維拉經(jīng)過熱壓工藝W制成所述低VOC天然纖維復(fù)合材料。
[0007] 其中，所述VOC捕捉劑是下述的一種或多種：聚乙締醇溶液和尿素溶液。
[0008] 可選的，所述低VOC天然纖維復(fù)合材料中，所述天然纖維為低VOC天然纖維復(fù)合 材料總質(zhì)量的40~60 %，所述聚丙締纖維為低VOC天然纖維復(fù)合材料總質(zhì)量的60~40 %。
[0009] 優(yōu)選的，所述低VOC天然纖維復(fù)合材料中，所述天然纖維的質(zhì)量百分比為低VOC天 然纖維復(fù)合纖維總質(zhì)量的45~55%。
[0010] 優(yōu)選的，所述低VOC天然纖維復(fù)合材料中，所述天然纖維的質(zhì)量百分比為低VOC天 然纖維復(fù)合纖維總質(zhì)量的50%。
[0011] 其中，所述聚乙締醇溶液是在90°C~95°C溫度下，將聚乙締醇與水W400~60化/ min攬拌至少Ih制得。
[0012] 其中，所述聚乙締醇溶液由占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的 0. 2%~2%的聚乙締醇與占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的1. 8~18%的水 混合而成。
[0013] 其中，所述尿素溶液由占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量0.2%~5% 的尿素與占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的0. 8%~20%的水混合而成。
[0014] 其中，所述天然纖維是大麻，黃麻，亞麻，巧麻，洋麻，棉花，木棉纖維，劍麻纖維的 一種或幾種的混合物。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種由上述制備方法制備得到的低VOC天然纖 維復(fù)合材料。
[0016]本發(fā)明通過在天然纖維復(fù)合材料制備過程中添加VOC捕捉劑，來降低天然纖維復(fù) 合材料VOC的釋放量，同時(shí)大幅提升天然纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的低VOC天然纖維復(fù)合材料的制備方法，通過在天然 纖維復(fù)合材料制備過程中添加VOC捕捉劑，其方法操作簡單，耗費(fèi)成本低，清潔環(huán)保，不僅 可W有效降低天然纖維復(fù)合材料的VOC釋放量，還可大幅提升天然纖維復(fù)合材料的力學(xué)性 能；一方面本發(fā)明將尿素溶液與聚乙締醇溶液作為VOC捕捉劑，用W降低天然纖維復(fù)合材 料的VOC釋放量；另一方面本發(fā)明的天然纖維復(fù)合材料的VOC釋放量能夠降低是因?yàn)榫垡?締醇分子中含有疏水性的分子鏈和親水性的徑基，能自發(fā)地從水相溶液中吸附到疏水性聚 丙締表面，親水性徑基可W和親水性的天然纖維形成較好結(jié)合，從而增加天然纖維與聚丙 締復(fù)合材料界面的粘合，增加了天然纖維復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能，降低了VOC 的釋放量；另外，尿素水解可W生成氨并溶于水，使得部分纖維素I轉(zhuǎn)化成纖維素III，使纖 維素分子鏈片里的氨鍵斷裂，改善天然纖維與聚丙締之間的界面結(jié)合情況，提升天然纖維 復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，從而降低了VOC的釋放量。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本 發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，運(yùn)些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此 夕F，在W下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，W避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0019] 需要說明的是，開松是指化松、打松和除雜。
[0020] 本發(fā)明提供了一種低VOC天然纖維復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括下述工藝 步驟：
[0021] 步驟SI,將VOC捕捉劑噴灑在開松后的天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維中。
[0022] 本步驟中，首先將預(yù)定比例的天然纖維和聚丙締纖維混合，形成天然纖維和聚丙 締纖維的混合纖維，將所述天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維進(jìn)行開松處理，然后在開松 后的天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維上噴灑VOC捕捉劑。
[0023] 本發(fā)明中，采用的天然纖維可W為大麻，黃麻，亞麻，巧麻，洋麻，棉花，木棉纖維， 劍麻纖維的一種或幾種的混合物。采用的VOC捕捉劑可W是下述的一種或多種：聚乙締醇 溶液和尿素溶液等。聚乙締醇溶液是在90°c~95°C溫度下，將聚乙締醇與水W400~60化/ min攬拌至少Ih制得的，該聚乙締醇溶液由占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的 0. 2%~2%的聚乙締醇與占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的1. 8~18%的水 混合而成。前述尿素溶液由占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量0. 2%~5%的尿 素與占天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維總質(zhì)量的0. 8%~20%的水混合而成
[0024] 步驟S2,將噴灑后的所述天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維經(jīng)過梳理、針刺工藝 制成纖維拉。
[00巧]本步驟中，將上一步驟噴灑后的所述天然纖維和聚丙締纖維的混合纖維經(jīng)過梳 理、針刺工藝，制成纖維拉。
[00%] 步驟S3,將所述纖維拉經(jīng)過熱壓工藝W制成所述低VOC天然纖維復(fù)合材料。
[0027] 本步驟中，將上一步制備的纖維拉進(jìn)行熱壓工藝處理，得到所述低VOC天然纖維 復(fù)合材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，天然纖維與聚丙締纖維質(zhì)量比為：天然纖維百分比為 低VOC天然纖維復(fù)合材料總質(zhì)量的40~60%，聚丙締纖維為低VOC天然纖維復(fù)合材料總 質(zhì)量的60~40 %。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，天然纖維的質(zhì)量百分比為低V