專利名稱：一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木塑復(fù)合板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(wood-plastics composites，簡稱WPC)是由一種或多種纖維素材料和一種或多種熱塑性塑料經(jīng)由塑料加工工藝復(fù)合加工或進(jìn)一步加工而成的材料或產(chǎn)品， 具有防腐、防潮、部分可降解性、環(huán)境污染小、成本低、吸水性小、力學(xué)性能優(yōu)良、抗老化、尺寸穩(wěn)定性好、不開裂等優(yōu)點(diǎn)，又有類似木材的加工性。在建筑、汽車、室內(nèi)外地板及裝飾材料等行業(yè)的應(yīng)用愈來愈廣泛。然而，木塑復(fù)合材料的密度大(在0.9 1.05g/cm3)，運(yùn)輸和使用操作不方便；絕大多數(shù)采用擠出加工工藝，產(chǎn)品雖然可一次成型，但寬度有限(通常在 150cm以下，少數(shù)產(chǎn)品在40cm以下)，不適合需要使用大幅面板材的場所；表面采用壓紋或印刷方式模擬木紋，木質(zhì)感不強(qiáng)；木塑復(fù)合材表面富集聚合物薄層，造成粘接困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有木塑復(fù)合材料密度偏大、運(yùn)輸和使用操作不便、表面缺乏木質(zhì)感的問題，提供一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材及其制備方法。本發(fā)明表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材包括發(fā)泡木塑復(fù)合材料層，表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材還包括上薄木板和下薄木板，上薄木板和下薄木板上下設(shè)置， 發(fā)泡木塑復(fù)合材料層設(shè)置在上薄木板和下薄木板之間，且發(fā)泡木塑復(fù)合材料層與上薄木板和下薄木板之間固定連接。上述表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，按以下步驟進(jìn)行一、將植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末按質(zhì)量比40 55 45 60混合，加入到高混機(jī)中，再加入偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑，混合lOmin，得到混合物；二、在?？騼?nèi)的兩端放置厚度規(guī)來控制板材厚度為8 18mm ；三、將薄木板鋪裝在模具內(nèi)，在薄木板表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后再鋪放步驟一得到的混合物，即為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層；四、向另一張薄木板的表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后覆蓋在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層上，涂膠面向下，與發(fā)泡木塑復(fù)合材料層接觸，位于上層的薄木板為上薄木板，位于下層的薄木板為下薄木板，然后在模框上覆蓋上蓋板，得到鋪好坯料的模具；五、將步驟四得到的鋪好坯料的模具放入熱壓機(jī)中，壓力為4 8MPa，在175 185°C條件下壓制5 13min，然后減小壓力至0. 3 1. 3MPa，繼續(xù)熱壓2 5min ；六、熱壓結(jié)束后冷卻至60 75°C定型，然后將模具中板材卸下，對板材表面進(jìn)行砂光，即得到表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材；其中步驟一中偶聯(lián)劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的3% 6%;步驟一中AC發(fā)泡劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的0.5% 1. 5%。本發(fā)明在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層的上下表面各粘貼一層薄木板，使形成的板材的表面具有木質(zhì)感，更易被人們接受。發(fā)泡木塑復(fù)合材料層本身強(qiáng)度低、重量輕，在其表面粘貼薄木板之后，使強(qiáng)度有所提高。單純的發(fā)泡木塑復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度為3 6兆帕，本發(fā)明
3的木塑復(fù)合板材的抗彎強(qiáng)度可達(dá)8 16兆帕，密度為0. 45 0. 8g/cm3。本發(fā)明的木塑復(fù)合板材與單純的木塑復(fù)合材料相比既保證了輕質(zhì)，又提高了強(qiáng)度，而且是一次成型，無需對木塑復(fù)合材進(jìn)行二次貼面，制造工藝簡化。本發(fā)明利用一次成型的簡便工藝加工出表層為薄木板，中間為疏松的發(fā)泡木塑復(fù)合材料的木塑復(fù)合板材。該木塑復(fù)合板材的密度小，為0. 45 0. 8g/cm3，較輕，搬運(yùn)和加工方便。該木塑復(fù)合板材的彎曲強(qiáng)度可達(dá)8 16兆帕，一次成型，工藝簡單，與單純的木塑復(fù)合材料相比彎曲強(qiáng)度提高，隔音、隔熱和減震效果好，且表面具有木質(zhì)感，可制造大幅面板材，具有在家具、裝飾材料、包裝材料等領(lǐng)域有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。
圖1為本發(fā)明木塑復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為上薄木板，2為下薄木板，3為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層；圖2為具體實(shí)施方式
六中熱壓前坯料在?？蚶镤伔诺氖疽鈭D，圖中1 為上薄木板，2為下薄木板，3為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層，4為模框，5為厚度規(guī)，6為上蓋板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材包括發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3，表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材還包括上薄木板1和下薄木板2，上薄木板1和下薄木板2上下設(shè)置，發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3設(shè)置在上薄木板1和下薄木板2之間，且發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3與上薄木板1和下薄木板2之間固定連接。本實(shí)施方式在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層的上下表面各粘貼一層薄木板，使形成的板材的表面具有木質(zhì)感，更易被人們接受。發(fā)泡木塑復(fù)合材料層本身強(qiáng)度低、重量輕，在其表面粘貼薄木板之后，使強(qiáng)度有所提高。單純的發(fā)泡木塑復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度為3 6兆帕，本實(shí)施方式的木塑復(fù)合板材的抗彎強(qiáng)度可達(dá)8 16兆帕，密度為0. 45 0. 8g/cm3。本實(shí)施方式的木塑復(fù)合板材與單純的木塑復(fù)合材料相比既保證了輕質(zhì)，又提高了強(qiáng)度，而且是一次成型，無需對木塑復(fù)合材進(jìn)行二次貼面，制造工藝簡化。具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是上薄木板1和下薄木板2的厚度均為1 3mm。其它與具體實(shí)施方式
一相同。具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3的厚度為6 12mm。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3與上薄木板1和下薄木板2之間通過粘貼固定連接。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3由植物纖維粉末、熱塑性塑料粉末、偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑組成，其中植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末的質(zhì)量比為40 55 45 60，偶聯(lián)劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的 3% 6% ；AC發(fā)泡劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的0.5% 1.5%。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法， 按以下步驟進(jìn)行一、將植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末按質(zhì)量比40 55 45 60混合，加入到高混機(jī)中，再加入偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑，混合lOmin，得到混合物；二、在?？?內(nèi)的兩端放置厚度規(guī)5來控制板材厚度為8 18mm ；三、將薄木板鋪裝在模具內(nèi)，在薄木板表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后再鋪放步驟一得到的混合物，即為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層 3 ；四、向另一張薄木板的表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后覆蓋在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層 3上，涂膠面向下，與發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3接觸，位于上層的薄木板為上薄木板1，位于下層的薄木板為下薄木板2，然后在?？?上覆蓋上蓋板6，得到鋪好坯料的模具；五、將步驟四得到的鋪好坯料的模具放入熱壓機(jī)中，壓力為4 8MPa，在175 185°C條件下壓制5 13min，然后減小壓力至0. 3 1. 3MPa，繼續(xù)熱壓2 5min ；六、熱壓結(jié)束后冷卻至60 75°C定型，然后將模具中板材卸下，對板材表面進(jìn)行砂光，即得到表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材；其中步驟一中偶聯(lián)劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的3% 6%;步驟一中AC 發(fā)泡劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的0. 5% 1. 5%。本實(shí)施方式利用一次成型的簡便工藝加工出表層為薄木板，中間為疏松的發(fā)泡木塑復(fù)合材料的木塑復(fù)合板材。該木塑復(fù)合板材的密度小，為0. 45 0. 8g/cm3，較輕，搬運(yùn)和加工方便。該木塑復(fù)合板材的彎曲強(qiáng)度可達(dá)8 16兆帕，一次成型，工藝簡單，與單純的木塑復(fù)合材料相比彎曲強(qiáng)度提高，隔音、隔熱和減震效果好，且表面具有木質(zhì)感，可制造大幅面板材，具有在家具、裝飾材料、包裝材料等領(lǐng)域有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六不同的是步驟一中植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末的質(zhì)量比45 50 50 55。其它與具體實(shí)施方式
六相同。具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六或七不同的是步驟一所述植物纖維粉末為40 120目，含水率為3%以下。其它與具體實(shí)施方式
六或七相同。具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至八之一不同的是步驟一所述植物纖維粉末為廢棄木粉、秸稈碎料、稻殼粉或竹粉中的一種或幾種的混合。其它與具體實(shí)施方式
六至八之一相同。本實(shí)施方式中植物纖維粉末為混合物時(shí)，各組份之間按任意比例混合。具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至九之一不同的是步驟一所述熱塑性塑料為高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。其它與具體實(shí)施方式
六至九之一相同。具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至十之一不同的是步驟一所述偶聯(lián)劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。其它與具體實(shí)施方式
六至十之一相同。具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至十之一不同的是步驟三和步驟四中所述薄木板的厚度為1 3mm。其它與具體實(shí)施方式
六至十之一相同。具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
六至十之一不同的是步驟三中所述發(fā)泡木塑復(fù)合材料層的厚度為6 12mm。其它與具體實(shí)施方式
六至十之一相同。具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，按以下步驟進(jìn)行一、將植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末按質(zhì)量比50 50混合，加入到高混機(jī)中，再加入偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑，混合lOmin，得到混合物；二、在?？?內(nèi)的兩端放置厚度規(guī)5來控制板材厚度為IOmm ；三、將厚度為Imm的薄木板鋪裝在模具內(nèi)，在薄木板表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后再鋪放步驟一得到的混合物，即為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3， 發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3的厚度為8mm ；四、向另一張厚度為Imm的薄木板的表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后覆蓋在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層3上，涂膠面向下，與發(fā)泡木塑復(fù)合材料層 3接觸，位于上層的薄木板為上薄木板1，位于下層的薄木板為下薄木板2，然后在?？?上覆蓋上蓋板6，得到鋪好坯料的模具；五、將步驟四得到的鋪好坯料的模具放入熱壓機(jī)中， 壓力為5MPa，在180°C條件下壓制lOmin，然后減小壓力至0. 5MPa，繼續(xù)熱壓!Bmin ；六、熱壓結(jié)束后冷卻至70°C定型，然后將模具中板材卸下，對板材表面進(jìn)行砂光，即得到表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材；其中步驟一中偶聯(lián)劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的4%;步驟一中AC發(fā)泡劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的1%。 本實(shí)施方式制得的板材的表面具有木質(zhì)感，更易被人們接受。本實(shí)施方式的木塑復(fù)合板材的抗彎強(qiáng)度可達(dá)10兆帕，密度為0. 7g/cm3。而單純的木塑復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度為 3 6兆帕，本實(shí)施方式的木塑復(fù)合板材與單純的木塑復(fù)合材料相比既保證了輕質(zhì)，又提高了強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材，包括發(fā)泡木塑復(fù)合材料層(3)，其特征在于表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材還包括上薄木板(1)和下薄木板O)，上薄木板(1)和下薄木板( 上下設(shè)置，發(fā)泡木塑復(fù)合材料層( 設(shè)置在上薄木板(1)和下薄木板(2)之間，且發(fā)泡木塑復(fù)合材料層( 與上薄木板(1)和下薄木板( 之間固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材，其特征在于上薄木板(1)和下薄木板O)的厚度均為1 3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材，其特征在于發(fā)泡木塑復(fù)合材料層(3)的厚度為6 12mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材，其特征在于發(fā)泡木塑復(fù)合材料層(3)與上薄木板(1)和下薄木板( 之間通過粘貼固定連接。
5.權(quán)利要求1所述表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，按以下步驟進(jìn)行一、將植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末按質(zhì)量比40 55 45 60混合，加入到高混機(jī)中，再加入偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑，混合lOmin，得到混合物；二、在?？騼?nèi)的兩端放置厚度規(guī)( 來控制板材厚度為 8 18mm ；三、將薄木板鋪裝在模具內(nèi)，在薄木板表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后再鋪放步驟一得到的混合物，即為發(fā)泡木塑復(fù)合材料層(3)；四、向另一張薄木板的表面噴灑一層異氰酸酯膠黏劑，然后覆蓋在發(fā)泡木塑復(fù)合材料層( 上，涂膠面向下，與發(fā)泡木塑復(fù)合材料層C3)接觸，位于上層的薄木板為上薄木板(1)，位于下層的薄木板為下薄木板O)，然后在?？?4)上覆蓋上蓋板(6)，得到鋪好坯料的模具；五、將步驟四得到的鋪好坯料的模具放入熱壓機(jī)中，壓力為4 8MPa，在175 185°C條件下壓制5 13min，然后減小壓力至 0. 3 1. 3MPa,繼續(xù)熱壓2 5min ；六、熱壓結(jié)束后冷卻至60 75°C定型，然后將模具中板材卸下，對板材表面進(jìn)行砂光，即得到表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材；其中步驟一中偶聯(lián)劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的3% 6% ；步驟一中AC發(fā)泡劑的質(zhì)量為熱塑性塑料粉末質(zhì)量的0.5% 1.5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于步驟一中植物纖維粉末與熱塑性塑料粉末的質(zhì)量比45 50 50 55。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于步驟一所述植物纖維粉末為40 120目，含水率為3%以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于步驟一所述植物纖維粉末為廢棄木粉、秸稈碎料、稻殼粉或竹粉中的一種或幾種的混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于步驟一所述熱塑性塑料為高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材的制備方法，其特征在于步驟一所述偶聯(lián)劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。
全文摘要
一種表面具有木質(zhì)感的輕質(zhì)木塑復(fù)合板材及其制備方法，涉及一種木塑復(fù)合板材及其制備方法。要解決現(xiàn)有木塑復(fù)合材料密度偏大、運(yùn)輸和使用操作不便、表面缺乏木質(zhì)感的問題。木塑復(fù)合板材包括發(fā)泡木塑復(fù)合材料層，還包括上薄木板和下薄木板，發(fā)泡木塑復(fù)合材料層設(shè)置在上薄木板和下薄木板之間，發(fā)泡木塑復(fù)合材料層與上薄木板和下薄木板之間固定連接。方法將植物纖維粉末、熱塑性塑料粉末、偶聯(lián)劑和AC發(fā)泡劑混合；將下薄木板鋪裝在模具內(nèi)，再鋪放發(fā)泡木塑復(fù)合材料層；覆蓋上薄木板，覆蓋上蓋板；放入熱壓機(jī)中熱壓；定型，砂光，即得到木塑復(fù)合板材。木塑復(fù)合板材的密度小、抗彎強(qiáng)度高。用于家具制造、建筑裝飾、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
文檔編號B32B33/00GK102442035SQ2011102748
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者宋永明, 王偉宏, 王海剛, 王清文 申請人:東北林業(yè)大學(xué)