[发明专利]竹原纤维增强的聚乳酸复合材料及其制品和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维增强的聚合物复合材料，更具体地讲，涉及竹原纤维增强的聚乳酸复合材料及其制品和制备方法。

背景技术

日本在2000年开发了聚乳酸(PLA)。日本东丽公司结合PLA树脂改性技术、纤维制造技术和染色加工技术，开发了以高性能PLA纤维为主要成份的车用脚垫和备用轮胎箱盖。备用轮胎箱盖已经在丰田汽车公司2003年推出的全面改进小型车“Raum”上使用。在继脚垫和备用轮胎箱盖开发以后，东丽公司又开发了适用于车门、轮圈、车座、天棚材料的其他汽车部件的PLA产品。但以上应用都是建立在将聚乳酸先拉制成纤维的基础上的，且由聚乳酸原料制备的制品强度比较低且抗冲击性能差。

聚乳酸与竹原纤维是可生物降解材料，如果能应用在汽车领域，那么能够真正达到低碳环保的效果。尤其如果能用竹原纤维增强聚乳酸制得高强度的聚乳酸复合材料并将其用于汽车领域，则能获得强度高、抗冲击性能良好的制品且实现真正做到零排放。然而，还没有厂家将此类产品真正用于汽车领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纤维增强的聚乳酸复合材料，由所述聚乳酸复合材料可制备低碳环保、可完全降解的轻质制品。

为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

1.竹原纤维增强的聚乳酸复合材料，其特征在于，以所述聚乳酸复合材料的总重计，所述聚乳酸复合材料包括：

聚乳酸                        30％～70％

竹原纤维                30％～70％。

2.技术方案1所述的聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乳酸复合材料为颗粒状、片材或板材。

3.技术方案1或2所述的聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乳酸复合材料还包含增韧剂和/或着色剂。

4.技术方案1-3中任一项所述的聚乳酸复合材料，其特征在于，用甘蔗纤维或竹纤维的合成纤维替代所述竹原纤维。

5.技术方案1-4中任一项所述的聚乳酸复合材料，其特征在于，所述聚乳酸为粉末或纤维。

6.由技术方案1-5中任一项所述的聚乳酸复合材料制备的制品，其特征在于，所述制品选自汽车上使用的门板、IP静音板、端盖、衣帽板、顶棚、隔音隔热垫及外轮罩。

7.制备技术方案6所述的制品的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将聚乳酸和竹原纤维及任选的增韧剂和着色剂均匀混合；和

(2)将步骤(1)中获得均匀混合物热压成型。

8.技术方案7所述的方法，其特征在于，将步骤(1)中获得均匀混合物先进行造粒。

9.制备技术方案6所述的制品的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将聚乳酸和竹原纤维及任选的增韧剂和着色剂均匀混合；

(2)将将步骤(1)中获得均匀混合物用梳理机梳理成厚度不同或相同的平行材料；

(3)将步骤(2)获得的平行材料重叠，然后用乱针将重叠的平行材料织成不会分层的重叠片材；

(4)将步骤(3)获得的重叠片材裁剪成合适尺寸的半成品，放入热压模具中，进行热压成型。

10.技术方案7-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述热压成型的温度为90～200℃，优选170℃。

在一些实施方案中，所述聚乳酸的含量为30～50％，所述竹原纤维的含量为30～50％，以所述聚乳酸复合材料的总重计。

在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸的含量为60％，所述竹原纤维的含量为40％，以所述聚乳酸复合材料的总重计。

在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸为聚乳酸纤维，得到的聚乳酸复合材料的均匀性优异。

在本发明中，所述聚乳酸纤维的长度可为0.05～200mm，纤度为2～200dtex。在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸纤维的纤度为50dtex。在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸纤维的长度为10-100mm。在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸纤维的长度为50mm。在一个优选的实施方案中，所述聚乳酸纤维的长度为2～5mm，优选3mm。

在本发明中，所述竹原纤维的长度可为0.05～200mm，纤度为2～200dtex。在一个优选的实施方案中，所述竹原纤维的纤度为50dtex。在一些优选的实施方案中，所述聚乳酸纤维的长度为20-100mm。在一个优选的实施方案中，所述竹原纤维的长度为50mm。在一个优选的实施方案中，所述竹原纤维的长度为2～5mm，优选3mm。