[发明专利]一种天然纤维增强热塑性复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种天然纤维增强热塑性复合材料，其特征在于：所述复合材料为三明治结构，表层为天然纤维定向编织纤维布，中间层为随机定向长天然纤维与热塑性树脂共混复合层；所述表层和中间层之间为随机定向长天然纤维穿插入定向编织纤维布的孔隙形成的界面层。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述天然纤维为大麻纤维、棉纤维、竹纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、丝纤维中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述天然纤维定向编织纤维布为二维或三维编织纤维布，孔隙率为10-50％，孔面积范围为0.01-1mm²。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述热塑性树脂为聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种；所述热塑性树脂为纤维状、颗粒状或液体。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述随机定向长天然纤维体积含量为20％-50％，热塑性树脂体积含量为50％-80％；随机定向长天然纤维的长度为10-100mm。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述表层与中间层的厚度比为1:3-1:10；所述界面层的厚度占总厚度2.5-50％。

7.一种天然纤维增强热塑性复合材料的制备方法，包括：

(1)切割长天然纤维，将切割得到的随机定向长天然纤维打松后与热塑性树脂铺展到天然纤维定向编织纤维布上，加压固定，得到多层混合纤维毡；

(2)将多层混合纤维阶段升温、阶段加压至树脂熔化，使所述热塑性树脂浸渍在定向编织纤维布和长天然纤维的空间中，然后冷却，放入模具中；将模具温度升至热塑性树脂软化点或熔点以上，合模定型后冷却，获得天然纤维增强热塑性复合材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的加压固定工艺参数为：温度80℃-100℃，压力4-5MPa，保持压力0.5-2min，同时排气、排除水分。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的阶段升温、阶段加压工艺参数为：10℃/min升温至150℃，加压5MPa，后卸压至1MPa；后升温至180-195℃，加压10-12MPa，保压10min，后冷却开模。