專利名稱：一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種材料制備技術(shù)，具體涉及一種木塑復(fù)合顆粒材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在日常生活中，木材和塑料是很常見的兩種原材料，木材有良好的質(zhì)感和可加工性，塑料在具有很好強度、韌性、耐濕性的同時，塑料制品的加工工藝較木材而言更加多樣。我國是一個資源相對匱乏國家，近年來，國家對森林、石油等不可再生資源加大了保護力度，隨著社會的飛速發(fā)展，對此二種材料的需求也隨之增大，因而材料供需矛盾日益突顯。木塑共混材料是近年來誕生的一種新型合成材料。木塑材料可制成露天桌椅、垃圾箱、門窗型材、護欄、包裝材料、家居用品、汽車配件等。木塑共混材料由粉狀木纖維或植物纖維(以下統(tǒng)稱木粉)、熱塑性塑料、添加劑混合而成。木塑共混材料具有耐腐、耐蛀、耐水、不易變形、強度高等特點；在加工工藝方面，木塑共混材料制成的板材、線材適用常規(guī)的各種木材加工手段，木塑共混顆粒料可以像塑料一樣進(jìn)行熱塑性成型加工，因而它融合了木材和塑料兩者的優(yōu)點。此外，木塑產(chǎn)品原材料來源廣泛，木粉可取自木材邊角料或其他植物纖維，塑料可對廢舊回收塑料進(jìn)行再利用。還有，木塑產(chǎn)品本身亦可回收再生?？梢钥闯?，木塑材料是一種經(jīng)濟、環(huán)保的木材替代材料，它對保護有限的森林資源、保護環(huán)境、廢舊資源再生有著重要的意義。目前，現(xiàn)有的木塑產(chǎn)品制造工藝包括如下流程: (I)木粉獨立干燥；(2 )干燥后的木粉和塑料在混合機里混合；(3 )將混合料投入螺桿擠出機擠出造粒；(4)將木塑顆粒加入到擠出機或注塑機加工最終制品。上述制造工藝存在以下缺點:(1)各工段分離，步驟繁瑣，不易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；
(2)設(shè)備投入較多，占地面積大，投資成本高；(3)能耗過高；(4)塑料經(jīng)過兩次融化過程(步驟3和步驟4)產(chǎn)生降解，影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種將木粉干燥、木塑混合、造粒三個工段于一步完成的木塑共混顆粒制作方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，包括以下步驟:
步驟一:木粉干燥，將木粉投入混合機中通過摩擦生熱去除水汽，干燥后的木粉含水量降到2%以下；
步驟二:投入塑料，塑料與木粉混合，并通過加熱使得塑料變成半熔融狀態(tài)，木粉均勻分散在半熔融狀態(tài)的塑料中；
步驟三:碎料，半熔融狀態(tài)的木塑混合料邊冷卻邊被高速旋轉(zhuǎn)的切刀打碎成顆粒狀； 步驟四:篩選，用篩網(wǎng)篩選出在合格粒徑范圍內(nèi)的木塑混合顆粒。作為優(yōu)化，所述步驟一的具體步驟為:啟動高速混合機，將混合機的轉(zhuǎn)速維持在600到800RPM ;同時開啟油加熱系統(tǒng)，對混合機鍋體加熱；當(dāng)溫度穩(wěn)定在工藝溫度時投入木粉，木粉在高速旋轉(zhuǎn)的混合機里和混合機的攪拌槳及鍋體產(chǎn)生強烈摩擦，由于摩擦產(chǎn)生熱量，并且在鍋體的外部熱量作用下，木粉中所含水分開始蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸氣經(jīng)除濕排氣系統(tǒng)排出，木粉從而得到干燥；干燥過程持續(xù)1(T15分鐘，干燥后的木粉含水量降到2%以下。所述工藝溫度的設(shè)定可根據(jù)實際生產(chǎn)過程具體情況進(jìn)行調(diào)整，并不做限定。作為優(yōu)化，所述步驟二的具體步驟為:木粉干燥完成后，向仍然高速運轉(zhuǎn)的混合機里投入塑料，塑料和木粉開始混合；塑料種類可以是聚烯烴粒料或PVC粉料；由于摩擦生熱和外加熱的共同作用，溫度開始上升，當(dāng)溫度到達(dá)塑料的玻璃化溫度以后，塑料開始產(chǎn)生半融化狀態(tài)；同時混合機的阻力增大，混合機電流急劇增加。作為優(yōu)化，所述步驟三的具體步驟為:通過監(jiān)測高速混合機的電機電流，當(dāng)出現(xiàn)電流急劇增加時，可以將高速混合機的排料閥打開，此時半熔融的塑料和均勻分散在其中的木粉以團狀被排到冷卻混合碎料機中，熱的半熔融木塑混合料接觸到冷的混合機鍋體時，開始冷卻變硬，木塑混合料在冷卻混合碎料機的攪拌槳作用下得到進(jìn)一步混合，與此同時，安裝在冷卻混合碎料機鍋體上的切刀單元開始啟動并高速旋轉(zhuǎn)，將逐漸變硬的木塑混合料打碎成顆粒狀。作為優(yōu)化，所述步驟四的具體步驟為:經(jīng)過5到10分鐘的步驟三所述的碎料過程，已經(jīng)成為顆粒狀的木塑混合料從冷卻混合碎料機中放出，并經(jīng)過安裝在冷卻混合碎料機的出料口的篩網(wǎng)后，挑選出合格的木塑顆粒進(jìn)行收集。作為補充優(yōu)化，所述合格的木塑顆粒的粒徑范圍在I到4毫米，大于4毫米的顆粒，將留在冷卻混合碎料機內(nèi)繼續(xù)用切刀破碎，直到小于粒徑小于4毫米后再通過篩網(wǎng)排出進(jìn)行收集。作為補充優(yōu)化，向高速混·合機內(nèi)投入木粉的同時投入活化劑。所述活化劑為二甲
基苯胺
作為補充優(yōu)化，投入塑料的同時投入穩(wěn)定劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑 所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅；
所述阻燃劑為八溴醚或六溴環(huán)十二烷；
所述偶聯(lián)劑為硅烷、鈦酸酯或磷酸酯；
所述潤滑劑為石蠟、硬脂酸及其鹽類。上述高速混合機主要包括立式帶夾層桶狀的鍋體，鍋體夾層里面裝有耐高溫導(dǎo)熱油。夾層的外面帶有電阻加熱圈，可以通電加熱鍋體。鍋體內(nèi)部裝有豎直的主軸，主軸上安裝有槳狀攪拌裝置。一個4極異步電動機通過皮帶輪帶動主軸高速旋轉(zhuǎn)。高速混合機鍋體底部開有很多小孔，可以將接入的壓縮空氣吹入鍋體內(nèi)，從而將木粉中蒸發(fā)的水汽帶走。上述冷卻混合碎料機主要包括一個立式帶夾層桶狀的鍋體，鍋體夾層內(nèi)通冷卻水，用于冷卻從高速混合機排出的半熔融木塑混合料。鍋體內(nèi)安裝有若干切刀。切刀通過安裝在鍋體外的電動機直接驅(qū)動從而高速旋轉(zhuǎn)。切刀為扁平刀片狀。鍋體內(nèi)安裝有豎直的主軸，主軸上安裝有槳狀攪拌裝置。該攪拌裝置可以將半熔融的木塑混合料不斷的送到切刀附件，從而完成碎料過程。冷卻混合碎料機的出料口裝有篩網(wǎng)。上述高速混合機和冷卻碎料機通過氣動閥門和管道連接。發(fā)明優(yōu)點:本發(fā)明所述一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝同傳統(tǒng)的木塑造粒方法相比，具有如下優(yōu)
占-
^ \\\
1.木粉干燥、木塑混合、造粒三段工藝一步完成，易于實現(xiàn)自動化；
2.設(shè)備投入少、占地面積小,投資成本低；
3.節(jié)約能源；
4.塑料在造粒過程中只是半熔融狀態(tài)，不會產(chǎn)生過度降解。


圖1為本發(fā)明制備方法工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及一優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。如圖1所示:
一種一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，包括以下步驟:
步驟一:啟動高速混合機，將混合機的轉(zhuǎn)速維持在600到800RPM ;同時開啟油加熱系統(tǒng)，對混合機鍋體加熱；當(dāng)溫度穩(wěn)定在工藝溫度時投入100-200目的木粉40-80份，活化劑選用二甲基苯胺，木粉在高速旋轉(zhuǎn)的混合機里和混合機的攪拌槳及鍋體產(chǎn)生強烈摩擦，由于摩擦產(chǎn)生熱量，并且在鍋體的外部熱量`作用下，木粉中所含水分開始蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸氣經(jīng)除濕排氣系統(tǒng)排出，木粉從而得到干燥；干燥過程持續(xù)1(T15分鐘，干燥后的木粉含水量降到2%以下。步驟二:木粉干燥完成后，向仍然高速運轉(zhuǎn)的混合機里投入PP顆粒料50-100份，穩(wěn)定劑選用硬脂酸鋅；阻燃劑選用八溴醚；偶聯(lián)劑選用硅烷；潤滑劑選用石蠟，PP顆粒和木粉開始混合；由于摩擦生熱和外加熱的共同作用，溫度開始上升，當(dāng)溫度到達(dá)PP的玻璃化溫度以后，PP開始產(chǎn)生半融化狀態(tài)；同時混合機的阻力增大，混合機電流急劇增加。步驟三:通過監(jiān)測高速混合機的電機電流，當(dāng)出現(xiàn)電流急劇增加時，此時溫度達(dá)到120-130°C，可以將高速混合機的排料閥打開，此時半熔融的PP和均勻分散在其中的木粉以團狀被排到冷卻混合碎料機中，熱的半熔融木塑混合料接觸到冷的混合機鍋體時，開始冷卻變硬，木塑混合料在冷卻混合碎料機的攪拌槳作用下得到進(jìn)一步混合，與此同時，安裝在冷卻混合碎料機鍋體上的切刀單元開始啟動并高速旋轉(zhuǎn)，將逐漸變硬的木塑混合料打碎成顆粒狀。步驟四:經(jīng)過5到10分鐘的步驟三所述的碎料過程，此時溫度降到45°C以下，已經(jīng)成為顆粒狀的木塑混合料從冷卻混合碎料機中放出，并經(jīng)過安裝在冷卻混合碎料機的出料口的篩網(wǎng)后，挑選出合格的木塑顆粒進(jìn)行收集。所述合格的木塑顆粒的粒徑范圍在I到4毫米，大于4毫米的顆粒，將留在冷卻混合碎料機內(nèi)繼續(xù)用切刀破碎，直到小于粒徑小于4毫米后再通過篩網(wǎng)排出進(jìn)行收集。需要指出的是，以上所述者僅為用以解釋本發(fā)明之較佳實施例，并非企圖據(jù)以對本發(fā)明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明之任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護之范疇。
權(quán)利要求
1.一種一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:木粉干燥，將木粉投入混合機中通過摩擦生熱去除水汽，干燥后的木粉含水量降到2%以下； 步驟二:投入塑料，塑料與木粉混合，并通過加熱使得塑料變成半熔融狀態(tài)，木粉均勻分散在半熔融狀態(tài)的塑料中； 步驟三:碎料，半熔融狀態(tài)的木塑混合料邊冷卻邊被高速旋轉(zhuǎn)的切刀打碎成顆粒狀； 步驟四:篩選，用篩網(wǎng)篩選出在合格粒徑范圍內(nèi)的木塑混合顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，所述步驟一的具體步驟為:啟動高速混合機，將混合機的轉(zhuǎn)速維持在600到800RPM ;同時開啟油加熱系統(tǒng)，對混合機鍋體加熱；當(dāng)溫度穩(wěn)定在工藝溫度時投入木粉，木粉在高速旋轉(zhuǎn)的混合機里和混合機的攪拌槳及鍋體產(chǎn)生強烈摩擦，由于摩擦產(chǎn)生熱量，并且在鍋體的外部熱量作用下，木粉中所含水分開始蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸氣經(jīng)除濕排氣系統(tǒng)排出，木粉從而得到干燥；干燥過程持續(xù)10 15分鐘，干燥后的木粉含水量降到2%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，所述步驟二的具體步驟為:木粉干燥完成后，向仍然高速運轉(zhuǎn)的混合機里投入塑料，塑料和木粉開始混合；塑料種類可以是聚烯烴粒料或PVC粉料；由于摩擦生熱和外加熱的共同作用，溫度開始上升，當(dāng)溫度到達(dá)塑料的玻璃化溫度以后，塑料開始產(chǎn)生半融化狀態(tài)；同時混合機的阻力增大,混合機電流急劇增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，所述步驟三的具體步驟為:通過監(jiān)測高速混合機的電機電流，當(dāng)出現(xiàn)電流急劇增加時，可以將高速混合機的排料閥打開，此時半熔融的塑料和均勻分散在其中的木粉以團狀被排到冷卻混合碎料機中，熱的半熔融木塑混合料接觸到冷的混合機鍋體時，開始冷卻變硬，木塑混合料在冷卻混合碎料機的攪拌槳作用下得到進(jìn)一步混合，與此同時，安裝在冷卻混合碎料機鍋體上的切刀單元開始啟動并高速旋轉(zhuǎn),將逐漸變硬的木塑混合料打碎成顆粒狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，所述步驟四的具體步驟為:經(jīng)過5到10分鐘的步驟三所述的碎料過程，已經(jīng)成為顆粒狀的木塑混合料從冷卻混合碎料機中放出，并經(jīng)過安裝在冷卻混合碎料機的出料口的篩網(wǎng)后，挑選出合格的木塑顆粒進(jìn)行收集。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，所述合格的木塑顆粒的粒徑范圍在I到4毫米，大于4毫米的顆粒，將留在冷卻混合碎料機內(nèi)繼續(xù)用切刀破碎，直到小于粒徑小于4毫米后再通過篩網(wǎng)排出進(jìn)行收集。
7.根據(jù)權(quán)利權(quán)利要求2所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，向高速混合機內(nèi)投入木粉的同時投入活化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，投入塑料的同時投入穩(wěn)定劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝，其特征在于，先利用摩擦生熱對木粉進(jìn)行干燥，然后投入塑料在高溫下變成半熔融狀態(tài)，木粉均勻分散在其中，然后用飛速旋轉(zhuǎn)的切刀打碎成顆粒狀，邊打碎邊冷卻，最后通過篩網(wǎng)篩選出合格的木塑共混顆粒。本發(fā)明所述一步法生產(chǎn)木塑共混顆粒工藝同傳統(tǒng)的木塑造粒方法相比，具有如下優(yōu)點1．木粉干燥、木塑混合、造粒三段工藝一步完成，易于實現(xiàn)自動化；2．設(shè)備投入少、占地面積小，投資成本低；3．節(jié)約能源；4．塑料在造粒過程中只是半熔融狀態(tài)，不會產(chǎn)生過度降解。
文檔編號C08K5/098GK103242590SQ201310203360
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月28日
發(fā)明者宋樹春 申請人:蘇州麥科威化工設(shè)備有限公司