本發(fā)明涉及一種木塑材料結(jié)構(gòu)，尤其涉及的是一種具有韌性纖維層的圓柱木塑結(jié)構(gòu)。
技術背景
木塑復合材料(WPC)是采用木纖維或植物纖維混合,經(jīng)熱壓復合、熔融擠出等不同加工方式制成的改性熱塑性材料。木塑復合材料既能發(fā)揮材料中各組分的優(yōu)點,克服因木材強度低、變異性大及有機材料彈性模量低等造成的使用局限性,又能充分利用廢棄的木材和塑料，減少環(huán)境污染，因此被廣泛應用在生活的各個領域中，例如用于戶外建筑建造、家用裝飾。由于木塑材料是利用木粉或塑料粉末混合擠壓成型的，因此木塑材料是一種離散的短纖維結(jié)構(gòu)，其韌性很差,在受強力沖擊時，容易脆斷。
圓柱形木素復合材料的用途較廣，例如橫梁、立柱等，但木塑材料的共性就是韌性差，抗壓縮性能差。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種具有韌性纖維層的圓柱形木塑結(jié)構(gòu)，旨在解決傳統(tǒng)的木塑材料結(jié)構(gòu)韌性差，容易脆斷的技術問題。
本發(fā)明的技術方案如下：
一種具有韌性纖維層的木塑結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括圓柱木塑本體，所述圓柱木塑本體由木塑表層和位于木塑表層內(nèi)的韌性纖維層組成。
進一步，所述韌性纖維層為麻纖維層。
進一步，所述麻纖維為短切劍麻纖維，長度為5-8mm。
一種如上所述具有韌性纖維層的木塑結(jié)構(gòu)加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)取劍麻，去除水分；
2)將劍麻用15％氫氧化鈉浸泡1.5h，預處理溫度為110℃，放入60℃下脫水烘干，得到麻纖維預料；
3)向麻纖維預料中加入占預料質(zhì)量分數(shù)5％的酚醛樹脂，浸潤；
4)將麻纖維預料擠壓成型，得到麻纖維塊；
4)加工木塑表層，所述木塑表層設有空腔，將麻纖維塊置于空腔中，再對木塑表層進行擠壓使木塑表層與麻纖維塊固定結(jié)合，利用樹脂密封木塑表層兩端口，得到所述木塑結(jié)構(gòu)。
進一步，所述木塑表層為仿木紋共擠木塑材料，按質(zhì)量比由如下組分構(gòu)成，木塑基料50-80wt％，木塑色料20-50wt％；
所述木塑基料主要成分為(質(zhì)量分)：聚氯乙烯PVC(SG-8)，90-110份；生物質(zhì)纖維，30-100份；偶聯(lián)劑，0.5-10份；光穩(wěn)定劑,3-8份；相容劑，1-10份；潤滑劑，1-5份；抗氧劑，0.2-0.4份；發(fā)泡劑，0.3-0.5份。
所述木塑色料主要成分為(質(zhì)量分)：聚氯乙烯PVC(SG-3)，50-100份；聚氯乙烯PVC(SG-5)，50-100份；光穩(wěn)定劑，4份；潤滑劑，2份；顏料，1-5份。
本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
1、本發(fā)明通過在木塑表層內(nèi)部設置韌性纖維層，提高木塑材料的韌性，即使受強力撞擊，木塑結(jié)構(gòu)也不易斷成兩段。
2、本發(fā)明方法木塑表層材料通過發(fā)泡工藝加工而成，不僅節(jié)約塑料的使用量，而且降低木塑材料的密度。
3、本發(fā)明木塑表層材料可豐富木塑材料的表面裝飾，提高木塑材料的視覺性能，進而提升木塑材料的使用性能。
4、本發(fā)明分別將木塑基料和木塑色料分別根據(jù)不同的配比配好混合后造粒,再將兩種組分混合后共擠,擠出的紋路清晰自然,仿木效果好。
附圖說明
圖1是具有麻纖維層或麥秸稈層的木塑結(jié)構(gòu)的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號：1 木塑表層，2 韌性纖維層。
具體實施方式
以下實施例中所使用的木粉、甘蔗渣、稻糠、鋸屑均為工業(yè)或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢料，聚氯乙烯PVC(SG-8/5/3)，偶聯(lián)劑(鋁酸酯、硅烷)，光穩(wěn)定劑(氯化聚乙烯CPE),相容劑(馬來酸醉接枝聚丙烯共聚物MAH-g-PP)，潤滑劑(石蠟)，抗氧劑(抗氧劑1010)，發(fā)泡劑(AC)，顏料(可聚合黃色偶氮染料、氧化鐵、鐵鋅鉻棕染料，碳黑，鈦白粉)等均為市售產(chǎn)品。
本實施例公開了一種具有麻纖維層的木塑結(jié)構(gòu)，包括圓柱木塑本體，如圖1所示，所述圓柱木塑本體由木塑表層1和位于木塑表層內(nèi)1的韌性纖維層2組成。
作為優(yōu)選，韌性纖維層為麻纖維層；材料為短切劍麻纖維，長度為5-8mm。
劍麻纖維具有很強的韌性，麻纖維受沖擊時，不會脆斷，因此在木塑表層內(nèi)部設置劍麻纖維層，巧妙的克服了木塑結(jié)構(gòu)容易脆斷的問題，提高了木塑結(jié)構(gòu)的安全性能。
木塑結(jié)構(gòu)的制作方法包括以下步驟：
1)取劍麻，去除水分；
2)將劍麻用15％氫氧化鈉浸泡1.5h，預處理溫度為110℃，放入60℃下脫水烘干，得到麻纖維預料；
3)向麻纖維預料中加入占預料質(zhì)量分數(shù)5％的酚醛樹脂，浸潤；
4)將麻纖維預料擠壓成型，得到麻纖維塊；
4)加工木塑表層，所述木塑表層設有空腔，將麻纖維塊置于空腔中，再對木塑表層進行擠壓使木塑表層與麻纖維塊固定結(jié)合，利用樹脂密封木塑表層兩端口；
5)對木塑材料外表面粗糙處理后均勻涂上1mm的UV樹脂膠
6)在輥壓機上粘貼三聚氰胺浸漬膠膜紙。
所得樣品尺寸規(guī)格為長度為2.5m，直徑為5cm，韌性纖維層截面為正方形，截面邊長為3.5cm；利用擠壓機擠壓測試樣品的中部，受壓面積約為60cm2，持續(xù)增加壓力，直到測試樣品斷裂，記錄測試結(jié)果。該樣品斷裂壓力為1758N。
作為優(yōu)選，本發(fā)明木塑表層為仿木紋共擠木塑材料，按質(zhì)量比由如下組分構(gòu)成，木塑基料50-80wt％，木塑色料20-50wt％；
所述木塑基料主要成分為(質(zhì)量分)：聚氯乙烯PVC(SG-8)，90-110份；生物質(zhì)纖維，30-100份；偶聯(lián)劑，0.5-10份；光穩(wěn)定劑,3-8份；相容劑，1-10份；潤滑劑，1-5份；抗氧劑，0.2-0.4份；發(fā)泡劑，0.3-0.5份。
所述木塑色料主要成分為(質(zhì)量分)：聚氯乙烯PVC(SG-3)，50-100份；聚氯乙烯PVC(SG-5)，50-100份；光穩(wěn)定劑，4份；潤滑劑，2份；顏料，1-5份。
加工方法1
1)將木料、甘蔗渣、稻糠、鋸屑以15:2:4:8的質(zhì)量比混合放入磨粉機中磨成纖維，經(jīng)過篩分處理后得到20-60目顆粒，然后在質(zhì)量分數(shù)20％的氫氧化鈉中110℃條件下預處理2h，然后60℃下脫水烘干，110℃溫度條件下，干燥24小時至生物質(zhì)纖維的平均含水率保持在1％以下；
2)PVC木塑基料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑基料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-8)，100份；生物質(zhì)纖維，30份；偶聯(lián)劑，0.5份；光穩(wěn)定劑,3份；相容劑，4份；潤滑劑，5份；抗氧劑，0.2份；將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到凝聚的顆粒。
(2)稱取步驟(1)得到凝聚的顆粒加入發(fā)泡劑AC，0.3份、潤滑劑1份投入到HM40KM120高速混合機中在110℃下再混合15分鐘,得混合好的物料A。
(3)將混合物A在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為5rpm，造粒溫度為220℃，制得PVC木塑基料。
3)PVC木塑色料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑色料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-3)100份，光穩(wěn)定劑，4份；潤滑劑，2份；顏料：可聚合黃色偶氮染料1份(中絡黃)。將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到混合物B。
(2)將混合物B在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為50rpm，造粒溫度為150℃，制得PVC木塑色料。
4)稱量：稱取木塑基料50％，木塑色料50wt％。
5)混合：將稱取的基料和色料攪拌混合。
6)擠出成型：采用L/D為65:1的錐形雙螺桿擠出機，轉(zhuǎn)速為30rpm，擠出溫度為200℃，制得微發(fā)泡仿木紋共擠木塑材料。
測其密度0.65/g.cm-3，沖擊強度2KJ.m-3，花紋為黃色花紋，仿松木。
加工方法2
1)將木料、甘蔗渣、稻糠、鋸屑以15:2:4:8的質(zhì)量比混合放入磨粉機中磨成纖維，經(jīng)過篩分處理后得到20-60目顆粒，然后在質(zhì)量分數(shù)20％的氫氧化鈉中110℃條件下預處理2h，然后60℃下脫水烘干，110℃溫度條件下，干燥24小時至生物質(zhì)纖維的平均含水率保持在1％以下。
2)PVC木塑基料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑基料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-8)，100份；生物質(zhì)纖維，100份；偶聯(lián)劑，10份；光穩(wěn)定劑,5份；相容劑，8份；潤滑劑，5份；抗氧劑，0.4份，將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到凝聚的顆粒。
(2)稱取步驟(1)得到凝聚的顆粒加入發(fā)泡劑，1份、潤滑劑2份投入到HM40KM120高速混合機中在110℃下再混合15分鐘,得混合好的物料A。
(3)將混合物A在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為5rpm，造粒溫度為220℃，制得PVC木塑基料。
3)PVC木塑色料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑色料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-3)50份，聚氯乙烯PVC(SG-5)50份，光穩(wěn)定劑，4份；潤滑劑，2份；顏料：可聚合黃色偶氮染料0.8份(中絡黃)，氧化鐵0.1份(寶紅)。將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到混合物B。
(2)將混合物B在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為50rpm，造粒溫度為150℃，制得PVC木塑色料。
4)稱量：稱取木塑基料60％，木塑色料40wt％。
5)混合：將稱取的基料和色料攪拌混合。
6)擠出成型：采用L/D為65:1的錐形雙螺桿擠出機，轉(zhuǎn)速為30rpm，擠出溫度為200℃，制得微發(fā)泡仿木紋共擠木塑材料。
測其密度0.48/g.cm-3，沖擊強度3.5KJ.m-3，花紋為橙黃色花紋，仿櫸木。
加工方法3
1)將木料、甘蔗渣、稻糠、鋸屑以15:2:4:8的質(zhì)量比混合放入磨粉機中磨成纖維，經(jīng)過篩分處理后得到20-60目顆粒，然后在質(zhì)量分數(shù)20％的氫氧化鈉中110℃條件下預處理2h，然后60℃下脫水烘干，110℃溫度條件下，干燥24小時至生物質(zhì)纖維的平均含水率保持在1％以下。
2)PVC木塑基料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑基料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-8)，90份；生物質(zhì)纖維，110份；偶聯(lián)劑，9份；光穩(wěn)定劑,5份；相容劑，10份；潤滑劑，5份；抗氧劑，0.4份。將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到凝聚的顆粒。
(2)稱取步驟(1)得到凝聚的顆粒加入發(fā)泡劑，1.5份、潤滑劑2份投入到HM40KM120高速混合機中在110℃下再混合15分鐘,得混合好的物料A。
(3)將混合物A在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為5rpm，造粒溫度為220℃，制得PVC木塑基料。
3)PVC木塑色料制備：
(1)根據(jù)PVC木塑色料配方，稱取聚氯乙烯PVC(SG-5)100份，光穩(wěn)定劑，4份；潤滑劑，2份；顏料：氧化鐵0.1份(寶紅)，鐵鋅鉻棕染料4份(塑料棕)，碳黑0.5份(炭黑)；將其放入HM40KM120高速混合機中,在180℃下以2200r/min的轉(zhuǎn)速下熱混15分鐘,待溫度降至常溫下,得到混合物B。
(2)將混合物B在L/D為65:1的平雙造粒機造粒,轉(zhuǎn)速為50rpm，造粒溫度為150℃，制得PVC木塑色料。
4)稱量：稱取木塑基料80％，木塑色料80wt％。
5)混合：將稱取的基料和色料攪拌混合。
6)擠出成型：采用L/D為65:1的錐形雙螺桿擠出機，轉(zhuǎn)速為30rpm，擠出溫度為200℃，制得微發(fā)泡仿木紋共擠木塑材料。
測其密度0.5/g.cm-3，沖擊強度4.0KJ.m-3，花紋為棕紅木紋，仿酸枝。
以上實施例中，若無特別說明，其組分均為市購現(xiàn)有技術產(chǎn)品。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。