CN108070955A - 一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺及生产*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合板制造技术领域，其公开了一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺及生产***，一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺包括如下工序：原料准备及预处理工序、计量配比工序、除杂混合工序、精梳工序、气流成网工序、针刺成毡工序、真空异味处理工序、热塑性增强处理工序；轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的生产***包括按照物流从输入到输出的顺序依次排列布置的设备：开包机→粗开松机→除尘***→高速精梳机→气流成网机→预刺机→主刺机→真空脱异味机→烘箱→六道连续加温滚压成型机→自动分拣定尺切割机。本发明实现了麻纤维复合板的轻质、高强度、高环保性能。

Description

一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺及生产***
技术领域
本发明涉及复合板制造技术领域，具体涉及一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺及生产***。
背景技术
在汽车零部件等工业领域中使用的纤维增强复合材料中，常采用化学纤维增强热塑性基体来制造车门内板、行李箱、顶棚、仪表盘、挡泥板衬、扰流板等。其中的化学纤维常采用玻璃纤维、芳纶等，其缺点是脆性大、环保性差，不符合汽车未来发展的方向。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。
为了适应环保化、可持续发展的要求，也开发出了植物麻纤维复合材料。例如专利文献(公开号：CN101549671A)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。
但是，由于麻纤维中含有大量的羟基，是亲水的极性材料，而聚丙烯是憎水的非极性材料，本质上亲水性的植物麻纤维和疏水性的聚丙烯是不相容的，未经过处理的麻纤维与树脂基体间的界面相容性极差。因此，采用现有技术生产的麻纤维复合板材，其麻刚性突出、纤维间抱合力差、织物表面毛羽较长，其麻纤维和聚丙烯纤维(高分子PP纤维)的结合力不高，从而削制弱了麻纤维复合板的机械强度。
另外，麻纤维中含有木质素、果胶质、蜡状物、含氮物质，做成麻纤维复合板后，这些物质与氧气发生化学反应，会很缓慢地散发醛类和苯类等有害物质，因此，采用现有技术生产的麻纤维复合板其环保性能还不够理想。
再有，采用现有技术的麻纤维复合板的制造工艺中，使用铺网机实现混合纤维的成网，其纤维分布的均匀性较差，成毡后内部的纤维在各个方向上的排列分布不均匀，从而降低了麻纤维复合板的整体强度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺及生产***，旨在实现麻纤维复合板的轻质、高强度、高环保性能，具体的技术方案如下：
一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于包括如下工序：
工序1、原料准备及预处理工序：采用高分子PP纤维和植物麻纤维作为麻纤维复合板的制备原料，并对植物麻纤维进行改性增强处理；对高分子PP纤维进行松散处理；
工序2、计量配比工序：将所述高分子PP纤维、植物麻纤维进行称重配比；
工序3、除杂混合工序：将工序2中的高分子PP纤维、植物麻纤维混合并除杂处理；
工序4、精梳工序：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳处理；
工序5、气流成网工序：采用气流成网机，将精梳后的混合纤维制成纤网；
工序6、针刺成毡工序：采用预刺机，对纤网单面上刺，初步成毡；然后采用具有上下对刺功能的主刺机，对纤网双面上刺；
工序7、真空异味处理工序：纤网针刺成毡后输送入真空脱异味机中，除去异味；
工序8、热塑性增强处理工序：将除去异味后的纤网输送入烘箱中，进行高温热塑性增强处理；
工序9、滚压成型工序：将热塑性增强处理后的纤网输送至滚压成型机，滚压成麻纤维复合板。
上述原料准备及预处理工序中，所述对高分子PP纤维的松散处理可采用开包机实现。
作为一种优选方案，所述工序2的计量配比工序中，高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比38～50％、植物麻纤维占比62～50％。
作为一种更进一步的优选方案，所述高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比50％、植物麻纤维占比50％。
上述麻纤维复合板的制备工艺中，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括采用JFC渗透剂对植物麻纤维进行改性增强处理的工艺步骤。
具体来说，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括如下工艺步骤：
步骤1、麻纤维水洗处理；
步骤2、水洗后的麻纤维烘干处理；
步骤3、配制工作液：所述渗透剂工作液的配比为：每升水中添加0.8～1g的JFC渗透剂；
步骤4、将麻纤维进行温水预润；
步骤5、将麻纤维放入工作液中保温浸渍，固定浴比1∶50；
步骤6、温水洗；
步骤7、冷水洗；
步骤8、烘干处理。
为了提高麻纤维复合板的制造质量和生产效率，所述滚压成型机为六道连续加温滚压成型机。
为了将滚压成型的麻纤维复合板切割切割成所需的尺寸规格，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺还包括工序10：采用自动分拣定尺切割机，将滚压成的麻纤维复合板切割成型。
本发明的所述除杂混合工序中，采用粗开松机，将高分子PP纤维、植物麻纤维打散混合，然后输送至除尘***，由除尘***的风机进行吸尘，挤压成絮。
采用上述工艺方法的麻纤维复合板的生产***，其包括按照物流从输入到输出的顺序依次排列布置的设备：开包机→粗开松机→除尘***→高速精梳机→气流成网机→预刺机→主刺机→真空脱异味机→烘箱→滚压成型机。
作为进一步的改进，本发明的麻纤维复合板的生产***还包括按照物流从输入到输出的顺序布置在所述滚压成型机之后的自动分拣定尺切割机，所述滚压成型机为六道连续加温滚压成型机。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，采用高温渗透增强技术，对植物麻纤维进行了改性增强处理，经过改性增强处理的麻纤维其内部木质素、果胶质、蜡状物、含氮物质的含量大大减少，从而可以防止麻纤维复合板中的木质素、果胶质、蜡状物、含氮物质与空气中的氧气发生化学反应，避免或减少醛类和苯类等有害物质的产生。同时，经过高温渗透增强技术处理的麻纤维得到软化，且改善了麻纤维与高分子PP纤维的结合界面的相容性，有利于增加两种纤维的结合强度。
第二，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，采用气流成网技术对混合纤维进行气流成网，相比常规麻纤维复合板制造工艺中使用铺网机实现混合纤维的成网，通过气流的作用使得混合纤维在各个方向分布的均匀性更好，从而提高了麻纤维复合板的整体强度。
第三，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，通过对麻纤维改性增强、气流成网、双面对刺等的综合工艺措施，可以使得复合板内部纤维均匀性更好，高分子PP纤维和植物麻纤维的结合性更好，从而可以实现低密度条件下的麻纤维复合板仍然保持较高的强度，进而实现麻纤维复合板的轻量化。
第四，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，相比现有技术中常规的制备工艺，增加了真空除味处理工序，在混合纤维针刺成毡后，采用真空吸附技术对异味进行吸附，制成的麻纤维复合板环保性更好。
第五，本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，采用无胶复合技术，并使得制成的麻纤维复合板达到轻质高强、高韧性、阻燃性好的功能，有效消除甲醛释放和VOC(挥发性有机化合物)的气味危害，采用本发明的麻纤维复合板的汽车内饰材料解决了车内空气质量差的环境问题。
附图说明
图1是本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的总体工艺流程示意图；
图2是采用本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的生产***的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至所示为本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的实施例，包括如下工序：
工序1、原料准备及预处理工序：采用高分子PP纤维和植物麻纤维作为麻纤维复合板的制备原料，并对植物麻纤维进行改性增强处理；对高分子PP纤维进行松散处理；
工序2、计量配比工序：将所述高分子PP纤维、植物麻纤维进行称重配比；
工序3、除杂混合工序：将工序2中的高分子PP纤维、植物麻纤维混合并除杂处理；
工序4、精梳工序：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳处理；
工序5、气流成网工序：采用气流成网机，将精梳后的混合纤维制成纤网；
工序6、针刺成毡工序：采用预刺机，对纤网单面上刺，初步成毡；然后采用具有上下对刺功能的主刺机，对纤网双面上刺；
工序7、真空异味处理工序：纤网针刺成毡后输送入真空脱异味机中，除去异味；
工序8、热塑性增强处理工序：将除去异味后的纤网输送入烘箱中，进行高温热塑性增强处理；
工序9、滚压成型工序：将热塑性增强处理后的纤网输送至滚压成型机，滚压成麻纤维复合板。
作为本实施例的一种优选方案，所述工序2的计量配比工序中，高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比38～50％、植物麻纤维占比62～50％。
作为本实施例的一种更进一步的优选方案，所述高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比50％、植物麻纤维占比50％。
上述麻纤维复合板的制备工艺中，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括采用JFC渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)对植物麻纤维进行改性增强处理的工艺步骤。
具体来说，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括如下工艺步骤：
步骤1、麻纤维水洗处理；
步骤2、水洗后的麻纤维烘干处理；
步骤3、配制工作液：所述渗透剂工作液的配比为：每升水中添加0.8～1g的JFC渗透剂；
步骤4、将麻纤维进行温水预润；
步骤5、将麻纤维放入工作液中保温浸渍，固定浴比1∶50；
步骤6、温水洗；
步骤7、冷水洗；
步骤8、烘干处理。
为了提高麻纤维复合板的制造质量和生产效率，本实施例的所述滚压成型机为六道连续加温滚压成型机。
为了将滚压成型的麻纤维复合板切割切割成所需的尺寸规格，本实施例的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺还包括工序10：采用自动分拣定尺切割机，将滚压成的麻纤维复合板切割成型。
本实施例的所述除杂混合工序中，采用粗开松机，将高分子PP纤维、植物麻纤维打散混合，然后输送至除尘***，由除尘***的风机进行吸尘，挤压成絮。
本实施例的气流成网工序中，气流成网机的在锡林高速回转产生的离心力和气流的共同作用下，纤维从针布锯齿上脱落，由气流输送并凝聚在成网帘上，形成纤维的三维各向分布较为分散均匀排列的纤网；相比现有常规工艺中采用铺网机成网的工艺，能形成更均匀、单层克重更重的麻毡(克重翻倍)，毡材性能不会因方向而有明显差异。
本实施例的精梳工序中，设置精梳机的工艺参数如下：主锡林：850rpm，小锡林32m/min，成网笼101m/min。
实施例2：
如图2至所示为本发明的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的生产***的实施例，包括按照物流从输入到输出的顺序依次排列布置的设备：开包机→粗开松机→除尘***→高速精梳机→气流成网机→预刺机→主刺机→真空脱异味机→烘箱→六道连续加温滚压成型机→自动分拣定尺切割机。
实施例3：
取采用常规工艺的麻纤维复合板与采用本发明的麻纤维复合板，分别进行密度检测以及强度试验。其中，采用常规工艺的麻纤维复合板的制备工艺中的麻纤维不做改性增强处理，成网工序采用铺网机成网。
测得的麻纤维复合板的密度数据如下：
采用常规工艺的麻纤维复合板 采用本发明的麻纤维复合板
密度 0.54g/cm3 0.38g/cm3
测得的拉伸强度、弯曲强度数据对比如下：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于包括如下工序：
工序1、原料准备及预处理工序：采用高分子PP纤维和植物麻纤维作为麻纤维复合板的制备原料，并对植物麻纤维进行改性增强处理；对高分子PP纤维进行松散处理；
工序2、计量配比工序：将所述高分子PP纤维、植物麻纤维进行称重配比；
工序3、除杂混合工序：将工序2中的高分子PP纤维、植物麻纤维混合并除杂处理；
工序4、精梳工序：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳处理；
工序5、气流成网工序：采用气流成网机，将精梳后的混合纤维制成纤网；
工序6、针刺成毡工序：采用预刺机，对纤网单面上刺，初步成毡；然后采用具有上下对刺功能的主刺机，对纤网双面上刺；
工序7、真空异味处理工序：纤网针刺成毡后输送入真空脱异味机中，除去异味；
工序8、热塑性增强处理工序：将除去异味后的纤网输送入烘箱中，进行高温热塑性增强处理；
工序9、滚压成型工序：将热塑性增强处理后的纤网输送至滚压成型机，滚压成麻纤维复合板。
2.根据权利要求1所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述工序2的计量配比工序中，高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比38～50％、植物麻纤维占比62～50％。
3.根据权利要求2所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述高分子PP纤维与植物麻纤维的重量配比为：高分子PP纤维占比50％、植物麻纤维占比50％。
4.根据权利要求1所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括采用JFC渗透剂对植物麻纤维进行改性增强处理的工艺步骤。
5.根据权利要求1或4所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述对植物麻纤维进行改性增强处理包括如下工艺步骤：
步骤1、麻纤维水洗处理；
步骤2、水洗后的麻纤维烘干处理；
步骤3、配制工作液：所述渗透剂工作液的配比为：每升水中添加0.8～1g的JFC渗透剂；
步骤4、将麻纤维进行温水预润；
步骤5、将麻纤维放入工作液中保温浸渍，固定浴比1∶50；
步骤6、温水洗；
步骤7、冷水洗；
步骤8、烘干处理。
6.根据权利要求1所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述滚压成型机为六道连续加温滚压成型机。
7.根据权利要求1所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，还包括工序10：采用自动分拣定尺切割机，将滚压成的麻纤维复合板切割成型。
8.根据权利要求1所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺，其特征在于，所述除杂混合工序中，采用粗开松机，将高分子PP纤维、植物麻纤维打散混合，然后输送至除尘***，由除尘***的风机进行吸尘，挤压成絮。
9.一种权利要求1至8所述的轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的生产***，其特征在于，所述生产***包括按照物流从输入到输出的顺序依次排列布置的设备：开包机→粗开松机→除尘***→高速精梳机→气流成网机→预刺机→主刺机→真空脱异味机→烘箱→滚压成型机。
10.根据权利要求9所述的一种轻质高强度麻纤维复合板的制备工艺的生产***，其特征在于，还包括按照物流从输入到输出的顺序布置在所述滚压成型机之后的自动分拣定尺切割机，所述滚压成型机为六道连续加温滚压成型机。
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