一種塑木復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種塑木復(fù)合材料的制備方法， 屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑木復(fù)合材料是以塑料、木粉等植物纖維粉為主要原料，再加上其他助劑經(jīng)擠出、 模壓、注射等工藝成型的一種新型復(fù)合材料，它具有不龜裂、不變形、耐腐蝕、可塑性強(qiáng)、能 非常簡單地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化造型、高環(huán)保性、無污染、無公害、產(chǎn)品不含苯、甲醛等物質(zhì)、可循環(huán) 利用等，是一種全新的綠色環(huán)保產(chǎn)品，也是一種生態(tài)潔凈的復(fù)合材料，近些年來正引起越 來越多的關(guān)注。塑木復(fù)合材料可用作托盤、包裝箱等包裝材料，鋪板、鋪梁等倉儲(chǔ)材料，房 屋、地板、建筑模板等裝修、裝飾材料，公園、球場、街道等場合使用的露天桌椅、板凳等休閑 材料，汽車內(nèi)裝飾材、管材等。
[0003] 通常塑木復(fù)合材料的制備方法是將植物纖維以粉料的狀態(tài)與塑料顆?；旌希偻?過造粒制成塑木復(fù)合材料顆粒，進(jìn)行擠出或者注塑等加工制成制品。塑木實(shí)際生產(chǎn)過程中， 植物纖維的自身尺寸與比例分布存在一定差異，同時(shí)與塑料顆粒的形狀、尺寸差異較大，在 輸送和下料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生塑料與植物纖維分層，植物纖維不同尺寸之間分層的情況，導(dǎo)致在塑 木復(fù)合材料制備過程中，短時(shí)間內(nèi)塑料、不同尺寸纖維分布不均勻，從而產(chǎn)生材料結(jié)構(gòu)的變 化，影響了產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。同時(shí)，植物纖維以粉料的形式進(jìn)行生產(chǎn)，過程中會(huì)產(chǎn)生大量 的揚(yáng)塵，搬運(yùn)、稱量和加料也比較麻煩，一方面造成了環(huán)境的污染，另一方面降低了生產(chǎn)效 率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出的一種塑木復(fù)合材料的制備方 法，提尚材料性能、減少環(huán)境污染，提尚生廣效率。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題：一種塑木復(fù)合材料的制備方法，包括以 下步驟：
[0006] 步驟一、植物纖維造粒，將植物纖維通過造粒設(shè)備，制成直徑l_8mm，長度5-50mm 的圓柱體顆粒；
[0007] 步驟二、混料，將所述圓柱體顆粒與塑料和助劑混勻，得到混合料；
[0008] 步驟三、制備復(fù)合材料，將所述混合料加入塑木造粒擠出機(jī)，擠出熔融狀態(tài)的塊狀 物料，再破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后進(jìn)行冷卻，將粒料溫度降至60°C以下，制得塑 木復(fù)合材料的造粒料；
[0009] 步驟四、將所述塑木復(fù)合材料的造粒料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)得到塑木型材。
[0010] 上述方法的所述步驟一中，植物纖維包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸桿粉、椰殼、花生 殼、甘蔗渣等植物纖維中的至少一種，所述植物纖維的細(xì)度為20-200目。造粒設(shè)備包括環(huán) 模造粒機(jī)、模面造粒機(jī)、沖壓造粒機(jī)。
[0011] 所述步驟二中，塑料包括回收的或者新的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一 種。助劑包括硬脂酸鹽、酰胺類潤滑劑或其混合物，馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚 丙烯或其混合物。所述圓柱體顆粒、塑料和助劑按重量比為30-38:58-64 :4-6。
[0012] 所述步驟三中，冷卻的方式為通過傳送帶空氣冷卻或者管路風(fēng)送冷卻，造粒擠出 機(jī)各段加熱溫度為100-180°C。
[0013] 本發(fā)明將粉末狀的植物纖維通過造粒變?yōu)轭w粒狀，其優(yōu)點(diǎn)如下：提高與塑料顆粒 的混合均勻性。之前的技術(shù)，植物纖維為粉末，塑料為顆粒，兩種物質(zhì)外形尺寸相差較遠(yuǎn)，容 易在混料過程中形成分層，使得生產(chǎn)過程中，前期造粒的成分與中期、后期不一致，導(dǎo)致產(chǎn) 品性能波動(dòng)。
[0014] 進(jìn)一步保護(hù)植物纖維的長徑比。在塑木復(fù)合材料中，植物纖維的長徑比越長，彎 曲、沖擊等性能越高。傳統(tǒng)的技術(shù)中植物纖維粉末直接在造粒機(jī)螺桿中受到剪切，纖維受到 破壞，長徑比減小，性能降低。本發(fā)明通過纖維造粒，減少植物纖維與雙螺桿的接觸，保護(hù)了 纖維的原始尺寸。
[0015] 植物纖維粉末容易吸水，通過造粒變?yōu)轭w粒，減少與空氣的接觸，降低植物纖維含 水量，減少造粒過程中的除水能量消耗，提高植物纖維與塑料基體的界面結(jié)合性，最終降低 生產(chǎn)能耗、提高產(chǎn)品性能。由于植物纖維粉末較輕，很容易飛揚(yáng)，造粒后可進(jìn)一步減少環(huán)境 污染。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 1、將植物纖維造粒，制成直徑3mm，長度5mm的植物纖維顆粒；
[0018] 2、將35%高密度聚乙烯、60%植物纖維顆粒、2. 5%硬脂酸、2. 5%馬來酸酐接枝聚 乙稀，按上述重量比例，有順序地倒入混料機(jī)混合，混合時(shí)間為15min ;
[0019] 3、將上述混合料加入75平行雙螺桿造粒擠出機(jī)中，直接擠出熔融狀態(tài)的塊狀物 料。再經(jīng)過破碎機(jī)破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后通過傳送帶空氣冷卻或者管路風(fēng)送 冷卻，將粒料溫度降至60°C以下，從而制得塑木復(fù)合材料的造粒料。造粒擠出機(jī)各段加熱溫 度為 102、146、155、160、172、176、180°C。
[0020] 4、分別將實(shí)驗(yàn)前期和實(shí)驗(yàn)后期的試驗(yàn)料通過65錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成為塑木 型材，并測試性能。擠出機(jī)設(shè)置溫度為130-180°C。實(shí)驗(yàn)前期指的是一次實(shí)驗(yàn)過程中，剛出 料時(shí)的取樣，后期指的是實(shí)驗(yàn)快結(jié)束時(shí)的取樣，以下實(shí)施例不再贅述。
[0021] 實(shí)施例2
[0022] 1、將植物纖維造粒，制成直徑1mm，長度3mm的植物纖維顆粒；
[0023] 2、將35%高密度聚乙烯、60%植物纖維顆粒、2. 5%硬脂酸、2. 5%馬來酸酐接枝聚 乙稀，按上述重量比例，有順序地倒入混料機(jī)混合，混合時(shí)間為15min ;
[0024] 3、將上述混合料加入造粒擠出機(jī)中，直接擠出熔融狀態(tài)的塊狀物料。再經(jīng)過破碎 機(jī)破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后通過傳送帶空氣冷卻或者管路風(fēng)送冷卻，將粒料溫 度降至60°C以下，從而制得塑木復(fù)合材料的造粒料。造粒擠出機(jī)各段加熱溫度為102、146、 155、160、172、176、180°C。
[0025] 4、分別將實(shí)驗(yàn)前期和實(shí)驗(yàn)后期的試驗(yàn)料通過65錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成為塑木 型材，并測試性能。擠出機(jī)設(shè)置溫度為130-180°C。
[0026] 對(duì)比例1 :
[0027] 1、將35 %高密度聚乙烯、60 %植物纖維粉料（40-100目混合）、2. 5 %硬脂酸、 2. 5 %馬來酸酐接枝聚乙烯，按上述重量比例，有順序地倒入混料機(jī)混合，混合時(shí)間為 15min ；
[0028] 2、將上述混合料加入造粒擠出機(jī)中，直接擠出熔融狀態(tài)的塊狀物料。再經(jīng)過破碎 機(jī)破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后通過傳送帶空氣冷卻或者管路風(fēng)送冷卻，將粒料溫 度降至60°C以下，從而制得塑木復(fù)合材料的造粒料。造粒擠出機(jī)各段加熱溫度為102、146、 155、160、172、176、180°C。
[0029] 3、分別將實(shí)驗(yàn)前期和實(shí)驗(yàn)后期
[0030] 通過65錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出成為塑木型材，并測試性能。擠出機(jī)設(shè)置溫度為 130-180°C。
[0031] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1
[0032] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種塑木復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、植物纖維造粒，將植物纖維通過造粒設(shè)備，制成直徑卜8_，長度5-50mm的圓 柱體顆粒； 步驟二、混料，將所述圓柱體顆粒與塑料和助劑混勻，得到混合料； 步驟三、制備復(fù)合材料，將所述混合料加入塑木造粒擠出機(jī)，擠出熔融狀態(tài)的塊狀物 料，再破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后進(jìn)行冷卻，將粒料溫度降至60°C以下，制得塑木 復(fù)合材料的造粒料； 步驟四、將所述塑木復(fù)合材料的造粒料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)得到塑木型材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟一中，植物纖 維包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸桿粉、椰殼、花生殼、甘蔗渣等植物纖維中的至少一種，所述植 物纖維的細(xì)度為20-200目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：造粒設(shè)備包括環(huán)模造 粒機(jī)、模面造粒機(jī)、沖壓造粒機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟二中，塑料包 括回收的或者新的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：助劑包括硬脂酸鹽、酰 胺類潤滑劑或其混合物，馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯或其混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述圓柱體顆粒、塑料 和助劑按重量比為30-38:58-64 :4-6。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟三中，冷卻的 方式為通過傳送帶空氣冷卻或者管路風(fēng)送冷卻，造粒擠出機(jī)各段加熱溫度為100-180°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制備方法，尤其涉及一種塑木復(fù)合材料的制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的制備方法，包括以下步驟：步驟一、植物纖維造粒，將植物纖維通過造粒設(shè)備，制成直徑1-8mm，長度5-50mm的圓柱體顆粒；步驟二、混料，將所述圓柱體顆粒與塑料和助劑混勻，得到混合料；步驟三、制備復(fù)合材料，將所述混合料加入塑木造粒擠出機(jī)，擠出熔融狀態(tài)的塊狀物料，再破碎成為柔軟干燥的小塊粒料，最后進(jìn)行冷卻，將粒料溫度降至60℃以下，制得塑木復(fù)合材料的造粒料；步驟四、將所述塑木復(fù)合材料的造粒料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)得到塑木型材。
【IPC分類】C08L27-06, C08L23-06, C08L23-12, C08L97-02
【公開號(hào)】CN104530529
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410821439
【發(fā)明人】朱方政, 丁建生, 閆武
【申請(qǐng)人】南京聚鋒新材料有限公司, 南京聚隆科技股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日