本发明涉及复合材料成型辅材技术领域，具体为一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法。
背景技术：
复合材料热压罐成型技术由于其特殊的成型工艺，在航空航天等高性能先进复合材料结构件的制造中己获得越来越广泛的应用，经热压罐成型技术制造的复合材料具有力学性能优异、耐热性好、树脂含量均匀、内部结构致密及内部质量优良等优点。透气毡是其成型过程中必要的辅料，是固化时小分子气体排出的通道，可保证复合材料固化过程中水汽及小分子气体的充分排出。其在高温高压条件下的透气性将严重影响复合材料制件性能的提升，所以高性能、低成本的透气毡的研制成为极其迫切的任务。
目前，制备透气毡的主要原料是聚酯短纤、尼龙短纤、芳纶短纤维等化学纤维，但存在高温高压环境下透气性能不佳，使用后透气毡回收再利用困难，污染环境等问题。如专利CN103741373A公开了一种热压罐成型复合材料用耐高温高压高透气性透气毡及其制备方法，透气毡采用的主要原料为聚酯短纤，改性聚酯短纤以及防掉毛短纤，成本高，不利于行业内提倡的低成本复合材料的发展，同时使用后的废弃透气毡存在回收困难的问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供了一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法；
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
采用天然麻纤维或天然麻纤维与化学纤维混杂，所述天然麻纤维与化学纤维的质量百分数分别为：天然麻纤维占20％-100％；化学纤维占0％-80％，通过纤维开松→梳理→纤维网铺层→针刺→后修整工序制得新型绿色透气毡。
所述天然麻纤维包括苎麻、落麻、黄麻、洋麻纤维等中的一种或几种；所述化学纤维包括聚酯短纤、尼龙短纤、芳纶短纤维等中的一种或几种。
所述透气毡的参数是：厚度为1.5-7mm，克重为100-350g/m2，透气率为350-3000L/m2·s，断裂强力为3-350N，断裂伸长率为20-110％。
制备复合材料成型用绿色透气毡的方法如下：
所述的纤维开松是，首先分别对天然麻纤维和化学纤维进行单独开松，然后再按照比例混合开松；
所述梳理工艺是，将混合开松的天然麻纤维和化学纤维送入到梳理机中梳理，经过梳理机中剥取辊、锡林、道夫的作用将混合纤维梳理成单层纤维网，梳理机的喂入频率为1-30Hz，锡林转动频率为10-30Hz，道夫转动频率为5-25Hz；
所述纤维网铺层工艺是，将梳理机梳理的单层纤维网按照使用要求经过铺网机交叉折叠成厚网，丁帘频率为2-5Hz；
所述针刺工艺是，将交叉铺成的纤维厚网依次送入预针刺机、主针刺机，经针刺作用固结成纤维毡，刺针植针密度为1000-5000枚/m；针刺频率为400-500次/min；针刺深度为2-10mm；针刺遍数为1-3遍。
与现有技术相比，本发明的主要特点是：本发明采用天然麻纤维或天然麻纤维与化学纤维混杂，天然麻纤维与化学纤维的质量百分数为天然麻纤维占20％-100％；化学纤维占0％-80％，通过调整梳理机喂入频率、针刺频率、针刺深度、针刺遍数等工艺参数，使纤维之间固结，在透气毡中呈三维的空间结构，保证透气毡良好的力学性能和透气性能，与目前使用的化学纤维相比尤其在高温高压下仍能保持良好的透气性能。最终得到一种成型工艺良好，透气性、力学性能等与常用的化学纤维透气毡相近的麻纤维透气毡，以替代化学纤维透气毡。
本发明采用麻纤维替代常用的化学纤维，通过调整梳理、针刺等工艺制备的复合材料成型用绿色透气毡与现有化学聚酯纤维透气毡相比，断裂强力提高约40％，透气率提高约20％，高温高压透气性能大大优于化学纤维透气毡，而且成型工艺良好。该方法制备产品原材料绿色环保，制品废弃后容易回收处理，同时原材料价格低廉，可有效降低复合材料制件加工的整体成本，有利于复合材料推广应用。
具体实施方式：
下面给出本发明的具体实施例。这些实施例仅用于详细具体说明本发明的技术方案，并不限制本申请权利要求保护的范围。
一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法，主要特征是采用麻纤维替代化学纤维，或麻纤维与化学纤维混杂制备复合材料成型用透气毡，其制备步骤是：开松→梳理→纤维网铺层→针刺→后修整；
其中：所述开松分为单独开松和混合开松两步，麻纤维和化学纤维经过单独开松，然后再混合开松。
所述梳理是指：将混合开松的纤维送入到梳理机中梳理，经过梳理机中剥取辊、锡林、道夫等的作用将混合纤维梳理成网。其中，所述梳理机的喂入频率为1-30Hz，锡林转动频率为10-30Hz，道夫转动频率为5-25Hz。
所述纤维网铺层是指：将梳理机梳理的单层纤维网经过铺网机交叉折叠成厚网，铺网宽度、铺网层数按照使用要求可调。
所述针刺是指：将交叉铺成的纤维网依次送入预针刺机、主针刺机等，经针刺作用固结成纤维毡。其中，所述刺针植针密度为1000-5000枚/m；针刺频率为400-500次/min；针刺深度为2-10mm；针刺遍数为1-3遍。
所述后修整是指：将纤维毡进行切边等修整，即可得到透气毡。
所述麻纤维包括苎麻落麻、黄麻纤维、洋麻纤维等中的一种或几种；所述化学纤维包括聚酯短纤、尼龙短纤、芳纶短纤维中的一种或几种。其中麻纤维的重量百分比为20％-100％，化学纤维的重量百分比为0％-80％。
实施例1
一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法，其制备步骤是：
(1)取50g黄麻纤维与70g聚酯纤维分别进行一次开松，然后混合开松。
(2)将混合开松后的纤维喂入到梳理机中进行第一遍梳理，并得到定量为667g/m2的纤维网，随后进行第二遍梳理，梳理机的喂入频率为2.9Hz，锡林频率为20.15Hz，道夫频率为13.01Hz。
(3)第二遍梳理输出的单层纤维网经过铺网机交叉折叠成厚网，丁帘频率为3.87Hz。
(4)将交叉铺成的纤维厚网依次送入牵伸机、预针刺机，经针刺作用固结成纤维毡。刺针植针密度为1750枚/m；针刺频率为437刺/min；针刺深度为4mm；针刺遍数为1遍。
(5)将纤维毡进行切边等修整，即可得到透气毡。
经检测，本实施例所得透气毡的厚度为3.71mm，克重为126.00g/m2，透气率为2792.00L/m2·s，断裂强力为44.67N，断裂伸长率为108.59％。
实施例2
一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法，其制备步骤是：
(1)取228g黄麻纤维与60g聚酯纤维分别进行一次开松，然后混合开松。
(2)将混合开松后的纤维喂入到梳理机中进行第一遍梳理，得到定量为1833g/m2的纤维网，随后进行第二遍梳理。梳理机的喂入频率为2.9Hz，锡林频率为20.15Hz，道夫频率为13.01Hz。
(3)第二遍梳理输出的单层纤维网经过铺网机交叉折叠成厚网，丁帘频率为4.5Hz。
(4)将交叉铺成的纤维厚网依次送入牵伸机、预针刺机，经针刺作用固结成纤维毡。刺针植针密度为1750枚/m；针刺频率为437刺/min；针刺深度为4mm；针刺遍数为1遍。
(5)将纤维毡进行切边等修整，即可得到透气毡。
经检测，本实施例所得透气毡的厚度为4.49mm，克重为328.00g/m2，透气率为899.38L/m2·s，断裂强力为165.74N，断裂伸长率为71.36％。
实施例3
一种复合材料成型用绿色透气毡及其制备方法，其制备步骤是：
(1)取78黄麻纤维与52g苎麻落麻纤维分别进行一次开松，然后混合开松。
(2)将混合开松后的纤维喂入到梳理机中进行第一遍梳理，并得到定量为690g/m2的纤维网，随后进行第二遍梳理，梳理机的喂入频率为3.0Hz，锡林频率为20.15Hz，道夫频率为13.01Hz。
(3)第二遍梳理输出的单层纤维网经过铺网机交叉折叠成厚网，丁帘频率为3Hz。
(4)将交叉铺成的纤维厚网依次送入牵伸机、预针刺机，经针刺作用固结成纤维毡。刺针植针密度为1750枚/m；针刺频率为437刺/min；针刺深度为4mm；针刺遍数为1遍。
(5)将纤维毡进行切边等修整，即可得到透气毡。
经检测，本实施例所得透气毡的厚度为2.58mm，克重为127.00g/m2，透气率为1661.00L/m2·s，断裂强力为4.93N，断裂伸长率为40.15％。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。