CN101550278A - 一种再生木塑复合结构型材的制造方法 - Google Patents

一种再生木塑复合结构型材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种再生木塑复合结构型材的制造方法,属于聚合物材料加工技术领域,将含有木纤维、聚乙烯树脂、碳酸钙、增塑剂、硬脂酸、环氧油、安定剂、润滑剂、偶联剂以及工业白油的混合物在混合机中充分混和;将混合物加入挤出成型机胶化;挤入模具中成型;将模具内成型产品用冷却水冷却定型;用牵引机将定型后的产品引出,再切割成成品。采用本发明原料配方及工艺生产出的木塑复合结构型材,无论是外观质量还是物理化学性质均优于其它同类产品。

Description

一种再生木塑复合结构型材的制造方法
技术领域:
本发明属于聚合物材料加工技术领域,尤其涉及一种再生木塑复合结构型材的制造方法。
背景技术:
众所周知,我国是一个木材资源贫匮的国家,森林覆盖率仅为2.7%;但随着经济的高度发展,我国对木材的需求量日益增大,据相关资料显示,目前我国已经成为木材料需求的第一大国,木材的进口量已经远远大于其出口量,故木材资源拥有量与经济快速发展之间的不调和性日渐突出,国内木材市场的巨大缺口将长期存在。
木塑复合型材是近年来发展起来的一种新型材料,这种材料兼有木材和塑料的性能和优点,其以木纤维与塑胶材料等为原料,经挤压或压制成型材、板材或其它制品,可以替代木材和塑料,更为主要的是其可以百分之百回收再生,是真正意义上的“绿色”工业制品,也是一种理想的木材替代材料,其对减少我国木材的进口量具有十分重要的意义。
木纤维的耐热性能差,在木塑复合材料制备过程中,常需在100度以上的高温下进行,如未能很好地解决木纤维的耐热性问题,木纤维在高温下很容易被碳化,从而使木纤维在聚合物中不能发挥其应的功能,故而最后的制成品的物理力学性能大幅度下降,影响其被广泛推广应用。
如申请号为:90102639.5,专利名称为“木塑组合物”的中国专利,因为其未能真正解决好木纤维容易被碳化的问题,因而其产品未能实际应用。再如一项名为“木粉填充PVC制品”(申请号为00219935.2)的中国专利以及“木质塑料”(申请号为94113968.9)的中国专利,均因未能很好地解决木粉的耐热性能问题,而未能被推广应用。
发明内容:
本发明的目的旨在克服现有技术的不足,提供一种方法简单,能有效解决木塑材料加工过程中木粉的耐热性能技术问题的再生木塑复合结构型材的制造方法。
本发明主要通过如下技术方案来实现发明目的:
一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其工艺步骤如下:
a)将配制的各原料经过磨碎机磨碎后放入混合机中充分混和,按质量百分比计算,各原料配方如下:
木纤维:30%-65%
塑胶材料:10%-40%
碳酸钙:10%-40%
增塑剂:3%-5%
硬脂酸:1%-3%
环氧油:1%-3%
安定剂:2%-4%
润滑剂:1%-4%
偶联剂:1%-4%
工业白油:1%-3%;
b)将步骤a)中所述的混合料加入挤出成型机的加料装置中;
c)取出相应的模具,将模具装上挤出成型机,并对模具和挤出成型机的物料管进行加热,使模具和挤出成型机的物料管的温度达到步骤a)中混合物的熔点温度;
d)启动挤出成型机,空运行一段时间后,打开加料装置出料阀,让混合物料进入成型机物料管内旋转、胶化;
e)胶化好的产品进入定型模具内成型;
f)将模具内成型产品用冷却水冷却定型;
g)用牵引机将定型后的产品引出,再切割成不同成品。
其中步骤a)中所述的木纤维选自木屑、农作物桔杆、稻草、棉花果壳、坚果壳中的一种或几种的混合物。
其中步骤a)中所述的塑胶材料为聚乙烯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯中的一种。
其中步骤a)中所述的增塑剂为多元醇苯甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种。
其中步骤a)中所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或过氧化二异丙苯中的一种。
其中步骤a)中所述的环氧油为环氧油酸甲酯或者环氧油酸乙酯。
其中步骤a)中所述的安定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基硬酸铅。
其中步骤a)中所述的润滑剂为高分子石蜡、聚乙烯蜡、聚酯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种。
其中步骤c)所述的熔点温度为160℃-180℃。
其中步骤f)所述的冷却水温度为10℃以下。
本发明有益效果为:本发明制作工艺简单,制作成本低,本发明在原料配方中加入比例较大的碳酸钙,起到包覆木纤维作用,这种工艺配方,可以有效提高木纤维材料的耐热性能,减少木纤维的碳化甚至可以实现木纤维的零碳化,提高产品整体品质,同时降低了粘度和能耗;依本发明方法所生产的产品,具有不变形,不开裂,防霉,耐酸碱,抗冲击性强等特点。
附图说明:
图1为本发明制造工艺流程图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明:
如图1所示,本发明所述一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其制用工艺为:用磨碎机将含量30%-65%木纤维,10%-40%聚乙烯树脂,10%-40%碳酸钙,3%-5%增塑剂,1%-3%硬脂酸,1%-3%环氧油,2%-4%安定剂,1%-4%润滑剂,1%-4%偶联剂,1%-3%工业白油的混合物磨碎,磨碎后的粉末粒径在20目-50目之间。后将磨碎后的粉末一起加入搅拌机中充分搅拌,再将经充分搅拌后的混合物加入挤压成型机的加料装置中;其中木纤维选自木屑、农作物桔杆、稻草、棉花果壳、坚果壳中的一种或几种的混合物;本发明主张采用废旧木材木屑作为原料,可以有效节约资源,同时起环境保护作用;增塑剂为多元醇苯甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种;环氧油为环氧油酸甲酯或者环氧油酸乙酯;安定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基硬酸铅;偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或过氧化二异丙苯中的一种;润滑剂为高分子石蜡、聚乙烯蜡、聚酯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种。另外,本发明所用的塑胶材料为聚乙烯树脂,当然并不局限于聚乙烯树脂,其它如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯均可,可以根据以产品性质的不同要求决定使用何种塑胶材料,本发明从环保理念出发,一般主张用废旧塑胶材料为本发明的原材料。
取出相应的模具,将模具装设于挤压成型机的上,启动挤压成型机的加热装置对模具和物料管进行加热,正常加温时间一般为1小时左右,待物料管和模具达到混合物熔点温度160℃-180℃时,启动挤压成型机主机马达,空运转5-10秒后打开挤压成型机的加料装置出料阀,将混合物放入物料管中,设置于物料管内的螺杆不断旋转将混合物向前推进胶化,本发明所用挤压成型机可以是单螺杆挤出成型机或者双螺杆挤出成型机,其物料管分为四段区,本发明将第一段区温度控制在160℃左右,第二段区温度控制在170℃左右,第三段区温度控制在180℃左右,第四段区温度控制在190℃左右,混合物从加料装置出料阀进入第一段区,再在螺杆的推动下依次从第一段区进入第二段区、第三段区以及第四段区;本发明将挤压成型机的物料管各段温度控制不同,呈增加趋势,主要是为了让混合物在物料管中温度渐渐升高,避免温度突然升高,造成木纤维在混合物在胶化过程中碳化。
经过胶化好的混合物从物料管中挤入模具中成型,模具温度控制在160左右,在混合物在模具成型过程中,根据成型工艺的需要,用真空泵抽取混合物与模具之间的空气,加速产品成型。
将上述成型后的产品放入冷却水中冷却定型,冷却水温度控制在10℃以下。定型后的产品经牵引机牵引拖出,然后通过切割机切割成所需长度,然后堆放于堆放架上。
实施例1
本发明一种再生木塑复合结构型材制造方法,所配制的混合物配方如下:
木屑:30%
聚乙烯树脂:40%
碳酸钙:10%
多元醇苯甲酸酯:5%
硬脂酸:3%
环氧油酸甲酯:3%
二盐基硬脂酸铅:2.5%
高分子石蜡:1%
硅烷偶联剂:4%
工业白油:1.5%
将按照上述比例配制的混合物加入磨碎机将混合物磨碎,磨碎后粉末的粒径为20目,用搅拌机充分混和上述粉末,然后将粉末放入挤出成型机的加料装置中;在挤出成型机上装上模具后,对模具及物料管进行加热,加热温度控制在160℃-180℃,再打开加料装置出料阀,混合物进入物料管胶化并经单螺杆挤出成型挤压入模具成型后,放入5℃冷却水中再经冷却定型、牵引、切割、堆架,最终制成再生木塑复合结构型材。
实施例2
本发明一种再生木塑复合结构型材制造方法,所配制的混合物配方如下:
农作物桔杆:40%
聚乙烯:20%
碳酸钙:20%
邻苯二甲酸二辛酯:4%
硬脂酸:2%
环氧油酸甲脂:2%
二盐基硬脂酸铅:3%
聚乙烯蜡:4%
钛酸酯偶联剂:3%
工业白油:2%
将按照上述比例配制的混合物加入磨碎机将混合物磨碎,磨碎后粉末的粒径为30目,用搅拌机充分混和上述粉末,然后将粉末放入挤出成型机的加料装置中;在挤出成型机上装上模具后,对模具及物料管进行加热,加热温度控制在160℃-180℃,再打开加料装置出料阀,混合物进入物料管胶化并经单螺杆挤出成型挤压入模具成型后,放入8℃冷却水中再经冷却定型、牵引、切割、堆架,最终制成再生木塑复合结构型材。
实施例3
本发明一种再生木塑复合结构型材制造方法,所配制的混合物配方如下:
稻草:65%
聚氯乙烯:10%
碳酸钙:10%
邻苯二甲酸二丁酯:3%
硬脂酸:1%
环氧油酸乙酯:1%
三盐基硫酸铅:3%
氧化聚乙烯蜡:3%
过氧化二异丙苯:3%
工业白油:1%
将按照上述比例配制的混合物加入磨碎机将混合物磨碎,磨碎后粉末的粒径为50目,用搅拌机充分混和上述粉末,然后将粉末放入挤出成型机的加料装置中;在挤出成型机上装上模具后,对模具及物料管进行加热,加热温度控制在160℃-180℃,再打开加料装置出料阀,混合物进入物料管胶化并经单螺杆挤出成型挤压入模具成型后,放入10℃冷却水中再经冷却定型、牵引、切割、堆架,最终制成再生木塑复合结构型材。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1、一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于,其工艺步骤如下:
a)将配制的各原料经过磨碎机磨碎后放入混合机中充分混和,按质量百分比计算,各原料配方如下:
木纤维:30%-65%
塑胶材料:10%-40%
碳酸钙:10%-40%
增塑剂:3%-5%
硬脂酸:1%-3%
环氧油:1%-3%
安定剂:2%-4%
润滑剂:1%-4%
偶联剂:1%-4%
工业白油:1%-3%;
b)将步骤a)中所述的混合料加入挤出成型机的加料装置中;
c)取出相应的模具,将模具装上挤出成型机,并对模具和挤出成型机的物料管进行加热,使模具和挤出成型机的物料管的温度达到步骤a)中混合物的熔点温度;
d)启动挤出成型机,空运行一段时间后,打开加料装置出料阀,让混合物料进入成型机物料管内旋转、胶化;
e)胶化好的产品进入定型模具内成型;
f)将模具内成型产品用冷却水冷却定型;
g)用牵引机将定型后的产品引出,再切割成不同成品。
2、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的木纤维选自木屑、农作物桔杆、稻草、棉花果壳、坚果壳中的一种或几种的混合物。
3、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的塑胶材料为聚乙烯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯中的一种。
4、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的增塑剂为多元醇苯甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种。
5、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、或过氧化二异丙苯中的一种。
6、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的环氧油为环氧油酸甲酯或者环氧油酸乙酯。
7、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的安定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基硬酸铅。
8、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤a)中所述的润滑剂为高分子石蜡、聚乙烯蜡、聚酯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸中的一种。
9、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤c)所述的熔点温度为160℃-180℃。
10、根据权利要求1所述的一种再生木塑复合结构型材的制造方法,其特征在于:步骤f)所述的冷却水温度为10℃以下。
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