[发明专利]一种具有阻燃功能碳纤维和麻纤维复合板材及制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及麻纤维复合板材及其制备工艺，具体涉及一种具有阻燃功能碳纤维和麻纤维复合板材及制造工艺。 

背景技术

随着社会经济水平的不断提高以及消费者健康、安全意识的增强，人们在追求汽车外形和动力的同时，也越来越关注汽车内饰的功能、美感，舒适性，以及汽车内饰材料的气味、环保和健康危害问题。天然麻纤维因为具有价廉、质轻、能自然降解、比强度和比刚度高等优异性能，因此作为增强材料广泛应用于高分子基复合材料的设计和制造。专利文献（公开号 CN 101045310A）公开了一种汽车内饰用麻纤维复合板材及其加工方法，以麻纤维、丙纶纤维、涤纶纤维制成芯层和面层，经铺网、针刺成复合麻毡，再经过加热辊压成型。专利文献（公开号：CN 101549671A）公开了一种麻纤维汽车内饰件及其生产方法，使用黄麻纤维和丙纶纤维复合成毡，然后将麻毡直接在烘箱中进行烘烤加热及表面粘合，然后经过产品模具进行冷压成型。选择一些力学性能更优异的纤维与麻纤维配合使用，可以进一步提高复合材料的强度和韧性，满足汽车零部件的机械力学性能及安全性能的要求。专利文献（公开号 CN 102145553A）公开了一种麻纤维和玄武岩纤维复合板材及其生产方法，该板材以麻纤维和玄武岩纤维作为主要的增强体，采用热压工艺成型，具有质量轻、强度高、韧性好、安全性高等特点。专利文献（公开号 CN 103101261A）采用力学性能更为优异的碳纤维与麻纤维复合制成复合板材，克服单一麻纤维复合板材的性能缺陷，产品具有密度小、强度高、韧性好、成型性、安全性高、无毒、环保等特点。上述以麻纤维为主要增强体的复合板材均存在不足之处，主要的问题在于对易燃烧的天然麻纤维没有进行阻燃处理，在生产、储存、使用过程中存在安全隐患，一定程度上限制了其在汽车内饰件上的应用。 

发明内容

本发明目的之一在于解决上述麻纤维复合材料的阻燃效果不佳，存在一定燃烧安全性的问题，提供一种具有阻燃功能碳纤维和麻纤维复合板材。 

本发明目的之二在于提供一种具有阻燃功能的碳纤维和麻纤维复合板材制造工艺。

为实现本发明目的，采用以下方案：具有阻燃功能的碳纤维和麻纤维复合板材由芯层和面层组成；所述芯层由阻燃剂处理后的天然麻纤维、短切碳纤维和阻燃丙纶纤维三种纤维混合铺网针刺制成，各组份的重量百分比为：碳纤维10%～30%、麻纤维20%～50%、阻燃丙纶纤维30%～40%；所述面层由阻燃丙纶纤维和阻燃涤纶纤维两种化学纤维混料铺网针刺制成，各组份的重量百分比为：阻燃丙纶纤维40%～70%、阻燃涤纶纤维30%～50%。 

阻燃剂为上海旭森非卤消烟阻燃剂有限公司生产的FR-PN-B液体阻燃剂，固含量为25%；麻纤维与液体阻燃剂的用量比为1:1。 

具有阻燃功能的碳纤维和麻纤维复合板材制造工艺，包括以下四个制造步骤： 

第一步：对麻纤维进行阻燃处理

麻纤维与FR-PN-B液体阻燃剂按1:1用量，在室温下将麻纤维放在FR-PN-B液体阻燃剂中浸渍30min～60min，取出后用轧车轧压以除去多余的阻燃剂，重复上述浸-轧过程2次～4次，然后在120℃下干燥至恒重；

第二步：制备芯层

按照芯层各组分及其重量配比，首先对阻燃处理后的麻纤维、短切碳纤维、和阻燃丙纶纤维进行开松处理，然后混合均匀，最后铺成纤维网并针刺制成碳纤维和麻纤维复合毡材；

第三步：制备面层

按照面层各组分及其重量配比，首先对阻燃丙纶纤维和阻燃涤纶纤维进行开松处理，然后混合均匀，最后铺成纤维网并针刺制成复合毡材；

第四步：制造具有阻燃功能的碳纤维和麻纤维复合板材

首先把第二步获得的芯层的双面分别与第三步获得的面层进行贴合，经过预热处理，然后一起放入到热压模具中，一次模压获得具有三层结构与阻燃功能的碳纤维和麻纤维复合板材。其中预热处理的温度为200℃～250℃，预热处理的时间为60s～120s，热压成型的模压压力为15MPa～20MPa，模压成型时间为60s～120s。

本发明有益处在于：在引入碳纤维提升复合材料力学性能的同时，重点针对麻纤维复合材料的阻燃效果不佳，存在一定燃烧安全隐患，设计并制造一种具有阻燃功能碳纤维麻纤维复合板材，该板材除具有质量轻、强度高、韧性好及无毒环保的特点外，阻燃安全性高是本复合材料一大特点，可用于汽车各种内饰件的制造。 

具体实施方式

实施例1 

㈠料选择及处理