復(fù)合材料型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于型材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合材料型材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]型材是鐵或鋼以及具有一定強(qiáng)度和韌性的材料(如鋁、塑料等)，通過(guò)成型工藝制成的具有一定幾何形狀的物體。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的急速發(fā)展，各種型材的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)其的需求也在不斷增加。在各種型材中，以鋼鐵型材、鋁合金型材和塑鋼型材最為普遍。然而，上述幾種型材的生產(chǎn)過(guò)程均消耗大量能源。
[0003]近年來(lái)，因木塑型材具有外形美觀、輕質(zhì)高強(qiáng)和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)這種復(fù)合材料型材的需求正在快速增長(zhǎng)。現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了多種木塑復(fù)合材料型材，如申請(qǐng)?zhí)枮?01210143016.9的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種木塑復(fù)合材料的制備方法。該制備方法的工藝步驟如下:a)將各原料配制成混合料，按質(zhì)量百分比計(jì)算，各原料配方法如下:PVC樹(shù)脂30% -50%;杉木粉 5% -15%，碳酸鈣 15% -30% ;PVC 廢回料 5% -10%;發(fā)泡劑 1% -5% ；PE蠟1% -5% ;色粉1% -5% ;b)將步驟a)中所述的混合料加入高速混合機(jī)內(nèi)混合；c)將步驟b)中所述的混合料加入擠出成型機(jī)中，啟動(dòng)擠出成型機(jī)，并調(diào)整擠出成型機(jī)各區(qū)溫度，對(duì)混合料進(jìn)行擠壓；d)將擠壓后的混合料放入定型模具成型；e)將模具內(nèi)成型產(chǎn)品用冷卻水冷卻定型；f)將定型后的產(chǎn)品進(jìn)行表面處理。其中，步驟c)所述的擠出成型機(jī)的螺筒I區(qū)溫度為160-175°C，螺筒2區(qū)溫度為165-178°C，螺筒3區(qū)溫度為170_185°C，螺筒4區(qū)溫度為175-188°C。
[0004]上述制備方法制備的木塑復(fù)合材料具有仿木效果，材料重量輕、強(qiáng)度高，但是其生產(chǎn)過(guò)程需要加熱，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N復(fù)合材料型材及其制備方法，本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合材料型材的剛韌性好，且其生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需加熱，能耗很低。
[0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N復(fù)合材料型材，由第一組分和第二組分經(jīng)混合、成型制得；
[0007]所述第一組分包括異氰酸酯、第一木質(zhì)纖維、第一無(wú)機(jī)填料和第一增強(qiáng)短纖維；
[0008]所述第二組分包括單體、第二木質(zhì)纖維、第二無(wú)機(jī)填料和第二增強(qiáng)短纖維，所述單體為多元醇或多元胺；
[0009]所述第一木質(zhì)纖維和第二木質(zhì)纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一無(wú)機(jī)填料和第二填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一增強(qiáng)短纖維和第二增強(qiáng)短纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為O。
[0010]優(yōu)選的，所述第一木質(zhì)纖維和第二木質(zhì)纖維獨(dú)立地為木纖維粉和竹纖維粉中的至少一種。
[0011]優(yōu)選的，所述第一木質(zhì)纖維和第二木質(zhì)纖維的總質(zhì)量為所述第一組分和第二組分的總質(zhì)量的5%?65%。
[0012]優(yōu)選的，所述第一無(wú)機(jī)填料和第二無(wú)機(jī)填料獨(dú)立地為滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鋁或二氧化硅。
[0013]優(yōu)選的，所述第一無(wú)機(jī)填料和第二無(wú)機(jī)填料的總質(zhì)量為所述第一組分和第二組分的總質(zhì)量的15%?75%。
[0014]優(yōu)選的，所述第一增強(qiáng)短纖維和第二增強(qiáng)短纖維獨(dú)立地為短切玻璃纖維、短切碳纖維、短切芳綸纖維或短切麻纖維。
[0015]優(yōu)選的，所述第一增強(qiáng)短纖維和第二增強(qiáng)短纖維的總質(zhì)量為所述第一組分和第二組分的總質(zhì)量的10%?30%。
[0016]優(yōu)選的，所述異氰酸酯和單體的總質(zhì)量為所述第一組分和第二組分的總質(zhì)量的5%?60%。
[0017]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N上文所述的復(fù)合材料型材的制備方法，包括以下步驟:
[0018]將所述第一組分與第二組分混合，在0.1MPa?1.0MPa的壓力下固化成型，得到復(fù)合材料型材。
[0019]優(yōu)選的，所述第一組分與第二組分的質(zhì)量比為1: (0.5?1.5)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)將第一組分與第二組分混合，在一定壓力下固化成型，得到復(fù)合材料型材；所述第一組分包括異氰酸酯、第一木質(zhì)纖維、第一無(wú)機(jī)填料和第一增強(qiáng)短纖維；所述第二組分包括單體、第二木質(zhì)纖維、第二無(wú)機(jī)填料和第二增強(qiáng)短纖維，所述單體為多元醇或多元胺；所述第一木質(zhì)纖維和第二木質(zhì)纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一無(wú)機(jī)填料和第二填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一增強(qiáng)短纖維和第二增強(qiáng)短纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為O。本申請(qǐng)借助異氰酸酯與多元醇或多元胺單體室溫快速反應(yīng)的特性，高效率、低能耗地生產(chǎn)聚氨酯基或聚脲基木塑復(fù)合材料型材；并且，本申請(qǐng)采用單體和異氰酸酯分別浸潤(rùn)木質(zhì)纖維和填料，然后再混合、固化成型，可使增強(qiáng)材料和添加劑充分浸潤(rùn)，從而保證制得的型材的剛韌性。本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合材料型材為聚氨酯基或聚脲基木塑復(fù)合材料型材，具有性能可設(shè)計(jì)范圍寬、制品性能波動(dòng)小、剛韌性好、質(zhì)輕和性價(jià)比高等特點(diǎn)。因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合材料型材的剛韌性好，且其生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需加熱，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0022]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合材料型材，由第一組分和第二組分經(jīng)混合、成型制得；
[0023]所述第一組分包括異氰酸酯、第一木質(zhì)纖維、第一無(wú)機(jī)填料和第一增強(qiáng)短纖維；
[0024]所述第二組分包括單體、第二木質(zhì)纖維、第二無(wú)機(jī)填料和第二增強(qiáng)短纖維，所述單體為多元醇或多元胺；
[0025]所述第一木質(zhì)纖維和第二木質(zhì)纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一無(wú)機(jī)填料和第二填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為0，所述第一增強(qiáng)短纖維和第二增強(qiáng)短纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)為O。
[0026]本申請(qǐng)?zhí)峁┑氖且环N強(qiáng)度高，韌性好，重量輕，成本能耗低，可綜合利用廢舊竹、木的環(huán)保型高性能復(fù)合材料型材，能節(jié)約巨大能源。
[0027]本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合材料型材采用第一組分和第二組分這兩種組分，經(jīng)混合、成型制得。所述第一組分包括異氰酸酯、第一木質(zhì)纖維、第一無(wú)機(jī)填料和第一增強(qiáng)短纖維。其中，所述異氰酸酯包括單異氰酸酯、二異氰酸酯和多異氰酸酯等，如甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)。本申請(qǐng)對(duì)所述異氰酸酯的種類和來(lái)源等沒(méi)有特殊限制，可從市場(chǎng)購(gòu)買獲得。
[0028]所述第一組分包括第一木質(zhì)纖維，其優(yōu)選為木纖維粉和竹纖維粉中的至少一種，更優(yōu)選為木纖維粉(簡(jiǎn)稱木粉)。本申請(qǐng)對(duì)所述第一木質(zhì)纖維的種類和來(lái)源沒(méi)有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的木質(zhì)纖維即可，如使用粒度為100目的木粉。本申請(qǐng)優(yōu)選采用廢舊的竹、木纖維粉，對(duì)廢舊材料進(jìn)行綜合回收利用，節(jié)約資源。
[0029]所述第一組分包括第一無(wú)機(jī)填料，加入其利于型材的加工和性能的改善。所述第一無(wú)機(jī)填料優(yōu)選為滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鋁或二氧化硅，更優(yōu)選滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣或氫氧化鋁。本申請(qǐng)對(duì)所述第一無(wú)機(jī)填料的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，可從市場(chǎng)購(gòu)買獲得，如使用粒度為250目?350目的無(wú)機(jī)填料。
[0030]所述第一組分包括第一增強(qiáng)短纖維，其優(yōu)選為短切玻璃纖維、短切碳纖維、短切芳綸纖維或短切麻纖維，更優(yōu)選為短切碳纖維或短切芳綸纖維。本申請(qǐng)對(duì)所述第一增強(qiáng)短纖維的來(lái)源沒(méi)有特殊限制，可從市場(chǎng)購(gòu)買獲得，如使用長(zhǎng)度為Imm?5mm的短切玻璃纖維。
[0031]除了第一組分這一組分，本申請(qǐng)還采用第二組分。所述第二組分包括單體、第二木質(zhì)纖維、第二無(wú)機(jī)填料和第二增強(qiáng)短纖維。其中，所述單體為多元醇或多元胺；優(yōu)選的，所述異氰酸酯和單體的總質(zhì)量為所述第一組分和第二組分的總質(zhì)量的5%?60%，更優(yōu)選為10%?50%。
[0032