[发明专利]一种高强度板材及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度板材及其生产方法。

背景技术

近年来，由于汽车内饰、建筑家饰产品等都直接采用砍伐的木材制作而成的，造成森林砍伐严重而导致全球变暖及荒漠化。所以我们需开发一种利用自然界中资源最为丰富的天然植物纤维开发具有优良性能和价格便宜的板材。那么由天然植物纤维制得的板材其强度是必须要考虑的，板材的强度取决于纤维本身的强度、纤维之间的抱合度等。纤维间的抱合度与纤维的长度有关，如果采用较短的纤维，纤维与纤维之间的抱合度就差，制成的板材弯曲断裂强度低，受外力作用时，容易发生变形。另外，现有的板材大多是含有树脂的或采用不可再生的原料制成的，这对环境也会造成一定的污染。

如中国公开专利CN101812773公开了一种汽车内饰件复合材料及其生产方法，该专利采用普通的天然纤维与聚乳酸纤维混合，针刺成毡，预热成卷材，浸入含有各种处理剂的浆液，加热软化，冷压成板材。采用普通的天然纤维加工的板材首先并不能满足内饰件板材某些部位高强度及尺寸稳定性的要求；另外浸入浆液处理后的板材，各种浆液处理剂都是化学助剂，并不能满足低碳高环保的要求。

又如公开专利CN1227163公开了一种纤维板及其制造方法，该纤维板是由木质纤维素纤维和树脂组成的，虽利用木质纤维素长纤维相互缠结，短纤维交缠于长纤维的空隙中获得较高强度的纤维板，但是该专利中采用化学成分的物质作为粘合剂分散于纤维中进行加热、加压形成板材，在加工过程中对环境会造成污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、尺寸稳定性好、环保性能突出的板材及其加工方法。

本发明的技术解决方案如下：本发明的高强度板材至少包括一层非织造布，所述非织造布中含有聚乳酸纤维和天然麻纤维，且长度在45mm以下的天然麻纤维数量占板材的0～30%，45～250mm的天然麻纤维数量占板材的70～100%。上述非织造布中的聚乳酸纤维起着粘着剂的作用，聚乳酸纤维最终是以聚乳酸基体的形式存在于板材中，天然麻纤维分散在聚乳酸基体中。其中天然麻纤维的长度在45～64mm占板材的30～50%，长度65～84mm占板材的25～45%，85mm以上的占板材的10～30%。如果长度在45mm以下的天然麻纤维占板材的比例大于30%，长度在45～250mm的天然麻纤维占板材的比例小于70%的话，短纤维占的比例较多，纤维与纤维之间抱合度就差，由于纤维之间的缠结程度对纤维板强度有着很大的影响，纤维的长度越短，板材的强度越低，尺寸稳定性越差，受力作用时，板材就容易发生变形。考虑到板材的强度及尺寸稳定性，天然麻纤维长度在45mm以下的优选占板材的0～20%，更优选0～10%，长度在45～250mm的优选占板材的80～100%,更优选90～100%。

本发明的高强度板材，上述聚乳酸纤维的含量为20～70重量%，天然麻纤维的含量为80～30重量%。如聚乳酸纤维的含量小于20重量%，作为粘着剂的聚乳酸纤维含量减少，会造成与天然麻纤维之间粘结性能不良；如果聚乳酸纤维的含量大于70重量%，聚乳酸纤维的含量增大，造成原料成本上升，同时板材尺寸稳定性差，而且由于对板材起主要强度作用的天然麻纤维含量减少，会造成板材强度偏低。

本发明的高强度板材，上述天然麻纤维为洋麻纤维、汉麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维、亚麻纤维中的一种或几种。由上述纤维制成的板材经过长时间使用后，即使板材废弃后在自然界中也能被微生物完全分解，不会对环境造成污染。考虑到成本、效果等因素，优选洋麻纤维，洋麻纤维是麻类纤维中力学性能最好的，具有抗菌、耐热、耐晒的特点，而且价格相对便宜。同时，由洋麻纤维制成的板材用于装饰板材，发生破损时，如作为汽车内饰板材，当汽车受到剧烈碰撞饰布破损时，也不会出现锐角；其次，由洋麻纤维构成的板材还具有良好的抗噪音隔热效果，另外在同等质量条件下，由洋麻纤维构成的板材重量减少30%，能够达到节能环保的作用。

本发明的高强度板材的弯曲断裂强度大于55MPa。若板材弯曲断裂强度小于55Mpa，则不能满足某些领域对板材高性能的要求，如作为汽车内饰板在长期使用过程中，受较大负荷长期作用下，板材容易发生弯曲变形。

本发明的高强度板材的生产方法，包括如下步骤：

（1）天然麻纤维的制备：将沤麻后的天然麻皮经过一道梳理成天然麻纤维，将梳理后的天然麻纤维切割成65～250mm的切段纤维，将长度65～250mm的天然切段麻纤维采用浓度为0.5～1.5%的氢氧化钠处理0.5～2小时；