一种植物复合纤维、植物纤维复合材料以及植物纤维复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于新材料领域，提供了一种植物复合纤维、植物纤维复合材料以及植物纤维复合材料的制备方法。所述植物复合纤维主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合后经水刺或针刺工艺制得，其中，所述低熔点聚酯纤维的熔点为60～200℃。上述植物复合纤维具有强度高、重量轻以及物理性能稳定，不易损坏，可循环使用等优点，采用该植物复合纤维制备而得的植物纤维复合材料具有表面纹理天然质朴、颜色鲜艳、质感新颖、不含有粘合剂以及可循环使用等优点。本发明专利技术中的植物纤维复合材料可以广泛应用于包装制品、工艺品和日用品等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新材料领域，具体而言，涉及一种植物复合纤维、植物纤维复合材料以及植物纤维复合材料的制备方法。
技术介绍
随着现代工业以及社会经济的发展，在社会上出现了一个严重的“公害”，这就是数以亿计的垃圾。这些垃圾不但消耗着地球的资源，而且其绝大多数是非降解废弃物，并很难进行再次利用，对生态环境造成了严重公害，并且危害人们健康，已成为人类社会向前发展的一大障碍。植物纤维材料来源于农作物秸秆和快速再生植物，是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源，是对废弃物或是可再生资源的开发利用，是变废为宝的应用，能够节约资源。植物纤维还具有强度高，表面纹理天然、质朴，质感新颖得特点，适合制作为能多次反复使用的物品，可以替代部分塑料、玻璃、陶瓷等制品，能够节省石油资源的消耗，植物纤维材料早在工业社会发展之前就已广泛应用于包装、工艺品、日用品等领域。此外，植物纤维最突出的优点是使用过后丢弃可以被生物降解，不产生固体垃圾，不污染周围环境，也可以进行回收经过消毒并制备成新的符合物理要求的新产品，符合循环经济和国家可持续发展的要求。现有技术中，也出现了一些利用植物纤维制造的物品，如棕榈床垫、植物纤维板等物品，但这些产品的制造过程中都需要加入粘合剂，这些粘合剂中往往含有甲醛等对人体有害的物质，严重污染室内的空气，对人体健康不利。此外，这些标榜为植物纤维制造的物品植物纤维的含量往往不高，有的物品的植物纤维含量甚至在百分之五以下，只是作为广告宣传的噱头，不能达到很好的自然降解效果。同时，这种粘合而成的物品可塑性也不强，无法制造复杂形状的物品，因此，应用也并不广泛。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种植物复合纤维，所述的植物复合纤维具有强度高、重量轻、表面纹理天然质朴、质感新颖、可100％回收再利用以及可以自然降解等优点。本专利技术的第二目的在于提供一种植物复合纤维的应用，所述植物复合纤维可以广泛应用于包装、工艺品以及日用品等领域。本专利技术的第三目的在于提供一种植物纤维复合材料，所述植物纤维复合材料具有生产成本低、重量轻、结实耐用、可塑性强、不含粘合剂以及可自然降解等优点。本专利技术的第四目的在于提供一种植物纤维复合材料的制备方法，该方法利用低熔点聚酯纤维遇高温熔化的特点运用高温模压的方法进行产品的制备，制备出的植物纤维复合材料具有强度高、适用性强，可以制备复杂结构的物品等优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种植物复合纤维，所述植物复合纤维主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合后经水刺或针刺工艺制得。本专利技术中，所指针刺法和水刺法是现有技术中非织造纤维生产的常规应用方法，非织造纤维是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构加固而成。其中，针刺法是干法加固纤网方法中的一种，是将短纤维经过开松、梳理、铺成纤维网，然后将纤维网通过刺针加固，刺针有钩刺，将纤维网反复穿刺，钩带纤维加固，形成针刺纤维网，所述针刺纤维网没有经线纬线之分，成网纤维杂乱，径向纬向性能差别不大。水刺法加固纤网原理与针刺工艺相似，但不用刺针，而是采用高压产生的多股微细水射流喷射纤网。水射流穿过纤网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤网，由此，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。本专利技术中，所述的水刺或针刺工艺与现有技术相同。本专利技术中，所述的植物复合纤维，是由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合后经水刺或针刺工艺制得，其中，所述低熔点聚酯纤维是聚酯纤维的一种，低熔点聚酯纤维具有热粘合性强、可加工性稳定以及易与其他纤维混合等优点；所述植物纤维具有成本低、来源广泛以及可自然降解的特点，本专利技术利用植物纤维和低熔点聚酯纤维各自上述的优点，将两者混合后利用水刺或针刺的工艺将两者结合起来形成植物复合纤维，制成的植物复合纤维具有强度高、重量轻，可以自然降解等优点。进一步地，所述植物纤维选自农业废弃物和/或木质生物。更进一步地，所述农业废弃物包括玉米秸秆、水稻秸秆或高粱秸秆等。更进一步地，所述木质生物包括林业加工的废料，家具加工的废料等。更进一步地，所述植物纤维还可以选自棕榈丝、甘蔗渣、油料渣滓或果壳在内的加工废弃物，或是以上生物质中的一种或几种的混合物。本专利技术所述的“主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合”，意指其除所述植物纤维和低熔点聚酯纤维外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述植物复合纤维不同的特性或感官。除此之外，本专利技术所述的“主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合”，还可以替换为封闭式的“为”或“由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合组成”。进一步地，所述低熔点聚酯纤维的熔点为60～200℃。本专利技术中，所述低熔点聚酯纤维的熔点典型但非限制性的含量为：60°、70°、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。更进一步地，所述低熔点聚酯纤维的熔点为65～150℃。进一步地，所述植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比为1：1～5：1。本专利技术中，所述植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比典型但非限制性的含量为：1：1、2：1、3：1、4：1或5：1。本专利技术中，通过对植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比的进一步调整和优化，从而进一步优化了本专利技术用于本专利技术复合纤维的功能特征。进一步地，所述植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比为2：1。进一步地，所述植物复合纤维还包括颜料，加入颜料后，由植物复合纤维制造出的植物复合纤维材料可以形成各种各样的颜色，植物复合纤维材料应用的范围更加广泛。进一步地，上述颜料可以为铬黄、钴绿或石墨等的一种或多种的混合物。本专利技术所述的植物复合纤维制备而成的植物纤维复合材料在包装用品、工艺品以及日常生活用品等领域中在具有广泛的应用。进一步地，所述植物纤维复合材料的应用为头盔、床垫、缓冲垫、收纳盒、玩具或花盆等。更进一步地，所述床垫中植物纤维和低熔点聚酯纤维的混合比例为：2:1。更进一步地，所述缓冲垫中植物纤维和低熔点聚酯纤维的混合比例为：2.5:1。更进一步地，所述玩具中植物纤维和低熔点聚酯纤维的混合比例为：3:1。更进一步地，所述花盆中植物纤维和低熔点聚酯纤维的混合比例为：5:1。本专利技术所述的植物纤维复合材料，可以由上述任一项所述的植物复合纤维经模压成型得到。进一步地，所述的植物纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：将上述任一项所述的植物复合纤维放入模具中，在80℃～200℃的温度下进行模压，模压压力为40MPa～800MPa，模压时间为1min～30min。本专利技术中，植物复合纤维在高于低熔点聚酯纤维熔点的温度环境下进行模压，在模压过程中低熔点聚酯纤维融化与植物纤维牢固的粘合在一起，形成稳定的立体结构，从而替代了现有技术在产品成型过程中粘合剂的应用，因此制备出的植物纤维复合材料环保健康，对人体无害。同时，由于制备过程中采用了模压一次成型的工艺，因此可以制备结构相对复杂的物品。进一步地，所述的植物纤维复合材料的制备过程中，所述模压温度为150℃，模压压力为600MPa，模压时间为20min。进一步地，所述植物纤维复合材料的制备方法还包括植物纤维复合材料模压成型后进行冷却的步骤。与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物复合纤维，其特征在于，所述植物复合纤维主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合后经水刺或针刺工艺制得，其中，所述低熔点聚酯纤维的熔点为60～200℃。

【技术特征摘要】
1.一种植物复合纤维，其特征在于，所述植物复合纤维主要由植物纤维和低熔点聚酯纤维混合后经水刺或针刺工艺制得，其中，所述低熔点聚酯纤维的熔点为60～200℃。2.如权利要求1所述的植物复合纤维，其特征在于，所述低熔点聚酯纤维的熔点为65～150℃。3.如权利要求1所述的植物复合纤维，其特征在于，所述植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比为1：1～5：1。4.如权利要求3所述的植物复合纤维，其特征在于，所述植物纤维和低熔点聚酯纤维的重量比为2：1。5.如权利要求1～4中任一项所述的植物复合纤维，其特征在于，所述植物复合纤维还包括食品级颜料。6.如权利要求1～5中任一项所述的植物复合纤维在制备植物纤维复合材料中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文赛，
申请(专利权)人：浙江康洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33