專利名稱：塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻板的制備方法，具體地 說(shuō)，是用塑木復(fù)合材料作墻板外層，聚氨酯硬發(fā)泡材料作芯層的輕質(zhì)墻體構(gòu)件， 可用于做輕體建筑及隔斷墻體。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)墻板是我國(guó)墻體材料發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)有的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑，用 作墻體和房頂?shù)妮p鋼壁板是以薄鐵皮和可發(fā)性聚苯乙烯板、鋁箔、紙等材料復(fù) 合，具有-定保溫、隔音、抗震之功能，但較笨重，在穩(wěn)固性、耐蝕性、裝飾 性上存在較大的缺陷，且安裝性較差。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的塑木復(fù)合材料，由于 其兼?zhèn)渌芰虾湍静牡闹饕獌?yōu)點(diǎn)，因此可替代塑料和木材，產(chǎn)品可完全回收，是 具有高附加值的新型綠色環(huán)保材料。已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于建筑、包裝等許多領(lǐng)域。
中國(guó)專利03279638. 2公開(kāi)了一種木塑/泡末復(fù)合墻體型材的制造設(shè)備，用該設(shè)備
制造墻體構(gòu)件的方法是以雙螺桿擠出機(jī)擠出墻板外層，單螺桿擠出機(jī)擠出芯層
泡末，直接復(fù)合成型制備出墻體構(gòu)件，但在實(shí)際生產(chǎn)中這種復(fù)合成型很難做到外
層與發(fā)泡芯層同步擠出，因此芯層只能采用高發(fā)泡，這樣不僅芯層的發(fā)泡材料的
強(qiáng)度很難得到保證，而且加工效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種塑木復(fù)合材料/硬泡沬復(fù)合輕質(zhì)墻板的制備方法，該方法可 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的需要配備不同密度的發(fā)泡芯層，適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。 本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括屮空墻體構(gòu)件外層的成型和現(xiàn)場(chǎng)芯層填充兩步制
造，其中
1、將木質(zhì)纖維材料、聚合物材料及加工助劑和添加劑，通過(guò)混合塑煉，排 除復(fù)合物中的水分與其他低分子揮發(fā)物，用螺桿擠出機(jī)制成塑木復(fù)合材料顆粒2、 采用螺桿擠出機(jī)擠出成型墻體外層，經(jīng)過(guò)機(jī)頭、真空冷卻定型、牽引、 切割工序，制得中空塑木復(fù)合墻體中空板材；
3、 用發(fā)泡灌注機(jī)將聚氨酯材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速硬發(fā)泡填充灌注，制得塑木復(fù) 合材料/硬泡沬復(fù)合輕質(zhì)墻體板材。
所述塑木復(fù)合材料中的聚合物材料通?？蛇x用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、 聚氯乙烯(PVC)和ABS材料，優(yōu)選PVC材料，可以采用新料或再生材料。
所述的木質(zhì)纖維材料為30—200目的木質(zhì)粉如鋸木、刨花、稻殼、農(nóng)作 物秸桿、棉花桿、蘆葦桿等。
所述的加工助劑為塑木復(fù)合材料加工用的助劑，包括:相容劑、潤(rùn)滑劑、分 散劑、交聯(lián)劑、抗氧劑等，優(yōu)選常用的助劑是聚烯烴接枝相容劑、聚乙烯蠟 潤(rùn)滑劑、硬脂酸分散劑、DCP (過(guò)氧化二異丙苯)交聯(lián)劑、PKB-215復(fù)合抗氧劑；
所述的添加劑是為改善材料的性能按需選擇加入的公知的有機(jī)、無(wú)機(jī)填料 或添加劑，如為改善材料力學(xué)性能添加的無(wú)機(jī)填料碳酸鈣等；為增加材料的阻 燃性加入的阻然劑微囊化紅磷環(huán)保阻然劑等。添加劑的加入用公知的方法按需 選擇或調(diào)配。
在上述步驟1的塑木復(fù)合材料粒料制備中，各組分的加入量根據(jù)需要，可 以按常規(guī)的方法在以下范圍內(nèi)調(diào)整，以質(zhì)量百分比計(jì)30-70%的木質(zhì)纖維類(lèi)材 料、20-60%的聚合物材料、0. 5-3. 0%潤(rùn)滑劑、4. 0-8.0%相容劑、0. 1-0. 5%交聯(lián) 劑、0.5-1.0%分散劑、0. 1-0.5%抗氧劑及添加劑適量。
上述步驟1塑木復(fù)合材料粒料的擠出采用通常工藝，在100-15(TC條件下高 速混合塑煉20-50分鐘，使用螺桿擠出機(jī)在130-20(TC條件下制成顆粒材料。
上述步驟2的墻體外層擠出成型，與通常的成型方法一樣，將粒料加入到 擠出設(shè)備中進(jìn)行成型，在溫度130-20(TC，熔體壓力10-30MPa的條件下，冷卻真 空定型制得中空墻體板材。成型寬度可達(dá)600-1000mm，厚度可達(dá)80 150mm。本發(fā)明優(yōu)選的擠出成型設(shè)備采用錐形雙螺桿擠出機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是剪切速率小, 物料不易分解，塑化混煉均勻，產(chǎn)量高，并且自潔性好。
上述步驟3所述的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡罐助，采用罐裝發(fā)泡機(jī)，根據(jù)密度要求進(jìn)行定 量灌注，灌注壓力為3 4.5MPa ，芯層聚氨酯發(fā)泡密度為30-40kg/m3,吸水厚度 膨脹率《1.0%。
本發(fā)明采用粒料、成型及現(xiàn)場(chǎng)罐裝發(fā)泡分步制備塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合 輕質(zhì)墻板，避免了復(fù)合擠出時(shí)芯層與墻體外層的不同步問(wèn)題，可以根據(jù)墻體的 強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)要求罐裝發(fā)泡不同密度的芯層，保證墻板的強(qiáng)度，方便靈活，適宜范 圍廣，產(chǎn)品靜曲強(qiáng)度可達(dá)10-25Mpa，彎曲彈性模量1.0-3.OGpa， 1.0-1.5g/cm3，吸 水厚度膨脹率《1.0%。本發(fā)明制備的輕質(zhì)墻板具有重量輕、阻燃、防水、防震、 隔音、隔熱、強(qiáng)度高、便于施工等優(yōu)點(diǎn)。墻體板材"零甲醛"，不怕水浸泡、抗 磨抗腐蝕，抗老化，質(zhì)感更貼近天然材料?？梢韵竽静囊粯舆M(jìn)行鋸、切、鉆等 加工，具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)其表面還可以進(jìn)行轉(zhuǎn)印、油漆、印刷、貼面、 耐磨等美觀和功能性處理。


圖1本發(fā)明輕質(zhì)墻板截面示意圖
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但不限于以下實(shí)施例。 實(shí)施例1:采用60目的雜木粉55wt。/。，高密度聚乙烯(HDPE) 35wt%，聚烯 烴接枝相容劑4.0wt%，潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟1.0 wt%，交聯(lián)劑DCP (過(guò)氧化二異丙 苯)0. 3 wt%，分散劑硬脂酸0. 5 wt%， PKB-215復(fù)合抗氧劑0. 2 wt%，無(wú)機(jī)填 料碳酸鈣5.0 wt %，按以下步驟加工，
a. 木粉加入高速混合機(jī)中，加熱攪拌至ll(TC排除木粉中水分，同時(shí)加入分 散劑及無(wú)機(jī)填料，制成干燥好的木粉原料；
b. 在木粉原料中繼續(xù)加入高密度聚乙烯、相容劑、潤(rùn)滑劑、交聯(lián)劑、抗氧劑原料高速混合至12(TC，對(duì)物料進(jìn)行充分混合均勻，制成復(fù)合原料；
c. 混合好的復(fù)合原料加入SJZ-80/156型錐型雙螺桿擠出機(jī)中共混造粒， 擠出機(jī)加料段、壓縮段、排氣段、均化段、合流區(qū)、造粒機(jī)頭各段溫度分別設(shè) 定為170。C、 180°C、 180°C、 170°C、 165°C、 180。C。得到復(fù)合粒料。
d. 將制得的粒料加入SJZ-92/188型錐型雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行板材擠出，擠 出機(jī)加料段、壓縮段、排氣段、均化段l、均化段2、合流區(qū)、機(jī)頭各段溫度分 別設(shè)定為130°C、 150°C、 160°C、 165°C、 170°C、 170°C、 170°C，經(jīng)模具及冷 卻真空定型、牽引、切割等工序，制得塑木復(fù)合中空墻板，截面形狀如圖1所 示。
e. 中空部分使用聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡灌注機(jī)，以4.5MPa的灌注壓力，進(jìn)行泡末 快速充填，材料密度控制為40kg/m3。制備的塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻 板制品長(zhǎng)度為3000mm,寬度為600mm，厚度為120mm, 產(chǎn)品沖擊強(qiáng)度>10 12kJ/m3，拉伸強(qiáng)度18 20MPa，靜曲強(qiáng)度25MPa，靜曲彈性模量》2GPa。
實(shí)施例2:加工步驟同實(shí)施例1，粒料的配方中添加微囊化紅磷阻燃劑， 各組分配比為采用60目的雜木粉55wt。/。，高密度聚乙烯(HDPE) 30wt%，聚烯 烴接枝相容劑4.0wt%，潤(rùn)滑劑聚乙烯蠟1.0 wt%，交聯(lián)劑DCP (過(guò)氧化二異丙 苯)0. 3 wt%，分散劑硬脂酸0. 5 wt%，復(fù)合PKB-215抗氧劑0. 2 wt%，無(wú)機(jī)填 料碳酸鈣4. 0 wt %，微囊化紅磷環(huán)保阻燃劑5. 0 wt%。利用本配方組分和實(shí)施 例l的加工設(shè)備與工藝，制得阻燃復(fù)合輕質(zhì)墻板。
權(quán)利要求
1、一種塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻板的制備方法，其特征在于，包括中空墻體構(gòu)件外層的成型和現(xiàn)場(chǎng)芯層填充兩步制造，步驟是(1)將木質(zhì)纖維材料、聚合物材料、加工助劑和添加劑混合塑煉，用螺桿擠出機(jī)造粒制成塑木復(fù)合材料粒料；(2)將塑木復(fù)合材料粒料加入螺桿擠出機(jī)擠出成型墻體外層，經(jīng)過(guò)機(jī)頭、真空冷卻定型、牽引、切割工序，制得中空墻體外層；(3)用發(fā)泡灌注機(jī)將聚氨酯材料現(xiàn)場(chǎng)硬發(fā)泡填充到墻體外層中，制得塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻體板材。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中粒料各組分 的配比以質(zhì)量百分比計(jì)為30-70%的木質(zhì)纖維類(lèi)材料、20_60%的聚合物材料、 0. 5-3. 0%潤(rùn)滑劑、4. 0-8. 0%相容劑、0. 1-0. 5%交聯(lián)劑、0. 5-1. 0%分散劑、0. 1-0. 5%抗氧劑及添加劑適量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，步驟(l)螺桿擠出機(jī)造粒，擠出機(jī)加料段、壓縮段、排氣段、均化段、合流區(qū)、造粒機(jī)頭各段溫度分別設(shè) 定為170°C、 180°C、 180。C、 170°C、 165°C、 180°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，步驟(2)螺桿擠出機(jī)擠出成 型，擠出機(jī)加料段、壓縮段、排氣段、均化段l、均化段2、合流區(qū)、機(jī)頭各段 溫度分別為130。C、 150°C、 160°C、 165°C、 170°C、 170°C、 170°C，經(jīng)模具及冷 卻真空定型、牽引、切割等工序，制得中空墻體塑木復(fù)合材料板材。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，所述螺桿擠出機(jī)為錐形雙螺 桿擠出機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡填充，根據(jù) 密度要求定量灌注，灌注壓力為3 4.5MPa ，芯層聚氨酯發(fā)泡密度為30-40kg/m3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻體構(gòu)件制備方法，包括中空墻體構(gòu)件外層的成型和現(xiàn)場(chǎng)芯層填充兩步制造，將木質(zhì)纖維材料、聚合物材料及各種助劑及添加劑通過(guò)混合塑煉，用螺桿擠出機(jī)制成塑木復(fù)合材料粒料；將粒料加入螺桿擠出機(jī)擠出成型墻體外層，經(jīng)過(guò)機(jī)頭、真空冷卻定型、牽引、切割工序，制得中空墻體外層；用發(fā)泡灌注機(jī)將聚氨酯材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速硬發(fā)泡填充到墻體外層中，制得塑木復(fù)合材料/硬泡沫復(fù)合輕質(zhì)墻體板材。本發(fā)明避免了復(fù)合擠出時(shí)芯層與墻體外層的不同步問(wèn)題，可以根據(jù)墻體的強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)要求罐裝發(fā)泡不同密度的芯層，保證墻體的橫向抗壓強(qiáng)度，方便靈活，適宜范圍廣。
文檔編號(hào)C08L75/04GK101323176SQ20071011093
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者梁光仁, 平 薛, 賈明印, 陳亞偉 申請(qǐng)人:江蘇四方機(jī)械集團(tuán)有限公司;北京化工大學(xué)