一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种复合材料座椅板，具体涉及一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用，包括如下步骤：S1：裁剪植物纤维布并烘干；S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于座椅板钢模上，并密封抽真空；S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到植物纤维复合座椅板。与现有技术相比，本发明专利技术实现了一种质量轻、舒适性优且具有阻燃性能的植物纤维复合座椅板的制备，可应用于多种环境。可应用于多种环境。可应用于多种环境。

【技术实现步骤摘要】
一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种复合材料座椅板，具体涉及一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]传统的用于制备公共座椅板材的为木质、石质、金属材质和塑料材质等。木质座椅是指以木材为主制作的座椅，其肌理清晰、自然美观且易于加工，是街头座椅常用的材质，在北方地区很受青睐。但木质材料受环境影响，耐腐蚀性差，长期暴露在室外环境中易损坏，使得木质座椅的寿命大大缩减，所以，这种座椅在加工前需要进行防腐处理，后期也要投入更多的维护。石质座椅的主要材质为花岗石和大理石以及普通的石材，这种材质质地坚硬、耐腐、抗冲击，风格独特。但受加工技术限制，石质座椅的造型较为单调，且座椅表面冰冷，舒适度方面不及其他材质。另外，石质座椅质量较重，难以移动，也给后期维护移动带来不便。金属材质座椅常用材质为生铁，也有大量的不锈钢、铝合金座椅，这类材质具有良好的物理和机械性能，价格较低且易加工。但由于金属的热传导性高，冬夏时节座椅的温度难以适应座面要求，常常与木质材料搭配使用。塑料材质座椅所采用的塑料属高分子材料，包括合成纤维、合成橡胶等，这种材质可塑性强、质轻坚固、耐腐蚀、色彩丰富，在街头座椅中十分常见。
[0003]植物纤维布材通常为从大自然生长的植物中提取的植物纤维制成，植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织，在植物体中主要起机械支持作用，目前最普遍使用的植物纤维，包括剑麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维和亚麻纤维等。植物纤维不仅具有较高的比强度(即拉伸强度与密度比)和比模量(即拉伸模量与密度比)、密度低、绝缘隔热，吸音降噪，耐摩擦，质地坚韧等特点，而且是价格低廉、无危害、生态环保的可再生资源，是继玻璃纤维、碳纤维等人工纤维之后，又一类引起国内外专家和学者们广泛关注的复合材料增强体，且有望成为部分替代玻璃纤维等人工纤维的有力竞争者。但是植物纤维布材本身易燃烧，受环境影响较大，尤其是具有高吸湿性，这些因素都严重影响植物纤维在市场中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用，实现了一种质量轻、舒适性优且具有阻燃性能的植物纤维复合座椅板的制备，可应用于多种环境。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术第一方面公开了一种植物纤维复合座椅板的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1：裁剪植物纤维布并烘干；
[0008]S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；
[0009]S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于
座椅板钢模上，并密封抽真空；
[0010]S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；
[0011]S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到所述的植物纤维复合座椅板。
[0012]优选地，步骤S1中所述的植物纤维布包括植物纤维斜纹布、单向布和平纹布中的一种或多种；所述的植物纤维为麻纤维，包括大麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维和苎麻纤维中的一种或多种。正交布或平纹布铺在座椅板最外层，可以使得植物纤维布整体美观；单向布设置介于正交布和泡沫板之间，按一定设计角度对称铺设，进而可以提高面板内受拉纤维的体积分数，从而能够提高力学弯曲性能。
[0013]植物纤维由麻类植物中提取出来，经过纺纱、打捻和编织的绿色环保材料，其具有多壁层多空腔结构，具有吸声降噪和绝缘隔热的功能；其化学成分是纤维素、半纤维素和木质素，易降解，属于一种天然环保无污染材料。
[0014]优选地，步骤S1中所述的烘干为在50
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80℃下烘干6
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12h。通过烘干可以将植物纤维布中的水分烘干，不仅能够提升植物纤维布自身的力学性能，更重要的是低水分或无水分有利于后续的树脂固化成型过程，最终可以提高产品质量。烘干温度高于50℃可以加快烘干过程，缩短生产流程的时长；而控制在80℃以下，是为了保护植物纤维布的植物纤维不会由于温度过高而发生降解退化等情况。
[0015]优选地，步骤S2中所述的泡沫板为聚氯乙烯泡沫板、PET泡沫板、聚苯乙烯泡沫板或聚氨酯泡沫板。选用的泡沫板为聚合物泡沫板，采用硬质泡沫作为复合材料的夹心材料，其具有密度小、耐高温、寿命长和机械强度(压缩、拉伸、剪切)高的特点。
[0016]优选地，步骤S2中所述的钻孔为每间隔30
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60mm钻设通孔。通孔与通孔之间的间隔控制在30
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60mm，可以使得树脂能够更加容易的通过通孔完成浸润，进而在固化成型后能够充分连接泡沫板两侧的植物纤维布，使复合座椅板不容易发生分层，提供更优秀的力学性能。
[0017]优选地，步骤S4中所述的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。选用的树脂为中高温型树脂，具有稳定性好、耐热性好等优点，适用于真空环境下的传递成型。
[0018]其中，所述的树脂为环氧树脂时，需添加固化剂，树脂与固化剂按质量比100：20
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30配置，所述的固化剂选用上海道生天合公司的TECHSTORM 486固化剂，并优选环氧树脂为上海道生天合公司的TECHSTORM 481。当环氧树脂与固化剂的质量比低于100：20时，固化后会发生固化不充分的情况，影响产品质量；而当环氧树脂与固化剂的质量比高于100：30时，容易发生快速固化的情况，进而会使得产品中存在大量空隙和缺陷，影响产品性能；进一步优选地，树脂与固化剂按质量比100：26配置时，最为合适。
[0019]优选地，步骤S4中所述的固化为在70
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90℃固化4
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6h后，以5℃/min的升温速率升温至100
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120℃后继续固化2
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4h。
[0020]优选地，步骤S5中所述的后处理包括切割、打磨和上漆中的一种或多种。
[0021]本专利技术第二方面公开了一种植物纤维复合座椅板，由如上任一所述的制备方法制备得到。
[0022]本专利技术第三方面公开了一种如上所述的植物纤维复合座椅板的应用，将所述的植
物纤维复合座椅板固定于座椅或座椅支架上。安装有本植物纤维复合座椅板的座椅可以作为户外座椅、办公座椅、公共座椅以及安装于汽车、轮船和轨道车辆等交通工具上的座椅。
[0023]本专利技术的选料充分考虑植物纤维、泡沫板和树脂的自身特性，比如选用的植物纤维自身的比强度、比模量高；泡沫板的材质轻；树脂固化后能够防水阻燃等特点。并且通过控制纤维层的总层数(6层，泡沫板两侧各三层)以及泡沫板的厚度(3
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24mm)以优化制备得到的植物纤维复合座椅板的力学性能。在座椅板整体要求的厚度一定时，纤维层层数越多，纤维体积含量越大，泡沫板厚度就越小，其力学性能越好，但相应地浸入的树脂量也会增多，进而使得板材整体增重；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：裁剪植物纤维布并烘干；S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于座椅板钢模上，并密封抽真空；S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到所述的植物纤维复合座椅板。2.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的植物纤维布包括植物纤维的斜纹布、单向布和平纹布中的一种或多种；所述的植物纤维为麻纤维，包括大麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维和苎麻纤维中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的烘干为在50
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80℃下烘干6
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12h。4.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的泡沫板为聚氯乙烯泡沫板、PET泡沫板、聚苯乙烯泡沫板或聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶晶，李岩，于涛，陈梓萱，纪超，李灼，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：