CN102059789B - 一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，优点在于通过在定型处理与冷却处理之间增加一道压纹处理工序，由于定型处理后的型材仍然处于软化熔融的状态，因此此时利用设置于定型模和冷却水箱之间的纹理模对定型处理后的型材进行压纹处理，压纹后再进行后续的冷却，这样不会破坏木塑复合材料型材在冷却过程中形成的结皮，因此能够保持木塑复合材料型材优异的力学性能；由于本发明方法是利用设置于定型模与冷却水箱之间的纹理模进行压纹处理，因此在压纹过程中不需要人工输送型材，依靠的是机械传动，极大地节省了人力；产品挤出及压纹同步产出，极大地节省了生产加工时间，有效地节约了生产成本。

Description

一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种型材的加工工艺，尤其是涉及一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法。
背景技术
随着我国天然林面积的减少和森林保护政策的实施，优质木材的价格越来越高，木材加工业的废弃物的增多以及世界林产品需求量的增加都使得林产品工业给社会带来前所未有的压力。木塑复合材料的提出很好地解决了这一问题，其不仅具有木材的质感，而且兼具了塑料的优异性能，在满足了人们追求高雅、舒适的生活环境的同时保护了环境，因此，目前木塑复合材料能够作为木材的最佳替代品。
目前，在装饰建材市场上，木塑复合材料型材受到人们青睐的程度与日俱增。木塑复合材料型材的种类不断增多、花样不断翻新，为了满足消费者的审美以及不同的使用要求，很多木塑复合材料型材需要进行二次加工，如喷涂多功能油漆、贴膜、压纹等等。其中，对于对木塑复合材料型材的压纹处理，由于压纹处理仅仅是对型材表面进行机械力上的改造，并没有在型材表面上添加任何化学物品，因此压纹处理是一项非常环保的工艺，且经压纹处理后的型材表面呈现出深浅不同的图案和纹理，具有明显的浮雕立体感，增强了型材的艺术感染力，同时对型材表面压纹处理得到的纹理在起到装饰效果的同时还达到了防滑的目的，因此在当今装饰建材中压纹的木塑复合材料制品深受广大消费者的喜爱。
当前，对木塑复合材料型材的压纹处理工艺主要是采用压纹机进行压纹，属于型材的二次加工，由于在压纹时需要利用人工进行输送木塑复合材料型材，因此不仅浪费了人工，而且比较耗时，极大地浪费了生产成本；另一方面，利用压纹机对木塑复合材料型材表面进行压纹处理，将严重破坏木塑复合材料型材在挤出冷却过程中形成的结皮，这样势必对型材的力学性能造成负面的影响。因此，寻求一种省工省时、成本低，且不会影响木塑复合材料型材的力学性能的压纹处理工艺是至关重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证木塑复合材料型材的力学性能不受影响的前提下，能够有效减少加工时间、降低加工成本的木塑复合材料型材的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①造粒：称量制备木塑复合材料型材所需的各原料；混合各原料，得到粉尘状物料；对粉尘状物料进行挤出；将挤出的物料进行切割，得到颗粒状物料；
②烘干物料：将颗粒状物料通过上料筒投入烘干机中，对颗粒状物料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃；
③挤出型材：将干燥处理后的颗粒状物料投入挤出机中，挤出型材；
④定型型材：利用定型模对挤出的型材进行定型处理，处理温度为185～195℃；
⑤压纹处理：利用设置于定型模和冷却水箱之间的纹理模对定型处理后的型材进行压纹处理；
⑥冷却处理：在真空条件下，利用冷却水箱内的冷却水对压纹处理后的型材进行冷却，冷却水的温度控制在5～10℃范围内；
⑦牵引型材：利用牵引机对冷却处理后的型材进行匀速牵引，牵引速度比型材挤出的速度快12%；
⑧切割型材：利用切割装置根据实际要求的尺寸对牵引后的型材进行切割处理，得到所需的木塑复合材料型材。
所述的步骤①中制备木塑复合材料型材所需的各原料包括PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉、加工助剂、发泡剂等原料，在此，木塑复合材料型材包括木塑地板、木塑装饰板等，在实际制备过程中可根据具体的木塑复合材料型材来确定所需的原料及原料的配比。
所述的填料为主要由碳酸钙、钛白粉、硬脂酸和环氧大豆油混合而成的混合物。
所述的步骤①中混合各原料，得到粉尘状物料的具体过程为：①-1、将PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉和加工助剂加入混料机中，运行混料机，温度从0℃开始逐渐升温；①-2、当温度上升至115℃时，加入发泡剂，继续升温直至125℃，保持高温混合10分钟；①-3、混料机停止运行，输出混合后的物料至低温混合箱内；①-4、当低温混合箱中物料的温度下降至45℃时，低温混合箱输出物料至W型料筒内；①-5、通过W型料筒输出粉尘状物料。
在所述的步骤②中加入色母料，先根据实际要求对颗粒状物料与色母料进行调色配料；然后将配好的颗粒状物料和色母料通过上料筒投入烘干机中，对配好的颗粒状物料和色母料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在定型处理与冷却处理之间增加一道压纹处理工序，由于定型处理后的型材仍然处于软化熔融的状态，因此此时利用设置于定型模和冷却水箱之间的纹理模对定型处理后的型材进行压纹处理，压纹后再进行后续的冷却，这样不会破坏木塑复合材料型材在冷却过程中形成的结皮，因此能够保持木塑复合材料型材优异的力学性能；由于本发明方法是利用设置于定型模与冷却水箱之间的纹理模进行压纹处理，因此在压纹过程中不需要人工输送型材，依靠的是机械传动，极大地节省了人力；产品挤出及压纹同步产出，极大地节省了生产加工时间，有效地节约了生产成本。
附图说明
图1为现有的制备木塑复合材料型材所采用的加工设备；
图2为本发明制备方法所采用的加工设备。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
原制备木塑复合材料型材所采用的加工设备如图1所示，其主要包括烘干机2、挤出机3、冷却定型台4、牵引机5和切割装置6，烘干机2的进料口上设置有用于上料的上料筒1，烘干机2的出料口与挤出机3的进料口相连接，冷却定型台4上设置有定型模41和冷却水箱42，定型模41靠近挤出机3的机头，若需对采用图1所示的加工设备制备得到的型材进行压纹等处理，则需利用压纹机进行二次加工。为此，本发明提出一种木塑复合材料型材的制备方法，其采用的加工设备如图2所示，图2所示的加工设备是在图1所示的加工设备的基础上进行改进的，即在定型模41和冷却水箱42之间设置了一个纹理模43，利用该纹理模43进行压纹处理，这样只需进行一次加工即可。
本发明的木塑复合材料型材的制备方法主要包括以下步骤：
①造粒：称量制备木塑复合材料型材所需的各原料；混合各原料，得到粉尘状物料；对粉尘状物料进行挤出；将挤出的物料进行切割，得到颗粒状物料。
在此具体实施例中，制备木塑复合材料型材所需的原料包括PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉、加工助剂、发泡剂等原料。其中，PVC（Polyvinylchlorid，聚氯乙烯）采用台湾塑料工业股份有限公司生产的产品；木粉采用浙江德清林牌木粉有限公司生产的产品；填料为主要由碳酸钙、钛白粉、硬脂酸和环氧大豆油混合而成的混合物，在此，碳酸钙在加工过程中有明显的促进塑化作用，利于产品加工，还具有特有的超强金属剥离性，润滑效果好，能提高产品表面的光亮度；钛白粉学名二氧化钛（TiO2），其作为着色剂又具有补强、防老化、填充作用；硬脂酸是一种润滑剂，其与树脂在高温下具有很好的相容性，并产生一定的增塑作用，能够有效降低树脂内分子间的内聚能，消弱分子间的相互摩擦，以达到降低树脂融融粘度、改善熔融流动性的目的；环氧大豆油具有良好的增塑效果且用量少、酸值低、无毒高效；稳定剂采用阿克玛公司生产的产品；润滑剂采用HQF生产的产品；色粉采用科莱恩生产的产品；加工助剂采用宁波高新区思百树新材料科技有限公司生产的产品；发泡剂采用科莱恩生产的产品。
在此，木塑复合材料型材包括木塑地板、木塑装饰板等等，在实际制备过程中可根据具体的木塑复合材料型材来确定所需的原料及原料的配比。
在此具体实施例中，混合各原料得到粉尘状物料的具体过程为：①-1、将PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉和加工助剂加入混料机中，运行混料机，温度从0℃开始逐渐升温；①-2、当温度上升至115℃时，加入发泡剂，继续升温直至125℃，保持高温混合10分钟；①-3、混料机停止运行，输出混合后的物料至低温混合箱内；①-4、当低温混合箱中物料的温度下降至45℃时，低温混合箱输出物料至W型料筒内；①-5、通过W型料筒输出粉尘状物料。
在此具体实施例中，对粉尘状物料进行挤出的具体过程为：将W型料筒内的粉尘状物料转至现有的造粒机中进行挤出，挤出的温度依次为：机筒1区122℃、机筒2区132℃、机筒3区137℃、机筒4区147℃、机筒5区157℃、机头160℃。
在此具体实施例中，将挤出的物料进行切割的具体过程为：将上一过程挤出的物料经现有的皮带传动切割刀架装置进行切割，形成颗粒状物料，在此皮带传动的转速可设置成18转/分钟。
②烘干物料：将颗粒状物料通过上料筒1投入烘干机2中，对颗粒状物料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃。
③挤出型材：将干燥处理后的颗粒状物料投入挤出机3中，挤出型材。下料到挤出机3进行挤出时，颗粒状物料在挤出机3的各个部分运行中所设定的温度是各不相同的，在挤出机3的机身后部，即物料的下料段，温度可设定为：140～150℃；在挤出机3的机身中部，即物料的稳定段，温度可设定为150～160℃；在挤出机3的机身前部，即物料的塑化段，温度可设定在160～175℃。
④定型型材：利用定型模41对挤出的型材进行定型处理。当塑化的型材到达定型模进行成型时，要将定型模41的温度设定的稍高些，以185～195℃为佳。
⑤压纹处理：由于定型处理后的型材仍然处于软化熔融的状态，因此此时利用设置于定型模41和冷却水箱42之间的纹理模43对定型处理后的型材进行压纹处理，压纹后再进行后续的冷却，这样不会破坏木塑复合材料型材在冷却过程中形成的结皮。
在此，纹理模43的结构极为简单，其主要包括一不绣钢板，不绣钢板上刻设有纹理，而纹理可根据用户的不同需求制成不同系列花纹。
⑥冷却处理：由于木塑复合材料为结构发泡材料，因此塑化的型材在定型模中成型并对其进行压纹处理后，应迅速对其冷却处理，因此本发明在真空条件下，利用冷却水箱42内的冷却水对压纹处理后的型材进行冷却处理；同时由于冷却水的温度会直接影响产品的表面结皮效果，如果水温太高，则结皮效果会较差，表面光洁度相应也较差，因此本发明将冷却水的温度控制在5～10℃范围内。
⑦牵引型材：利用牵引机5对冷却处理后的型材进行匀速牵引，由于牵引速度直接影响产品的外形结构及尺寸，同时要使牵引速度稳定，如果不稳定则会导致型材外形尺寸大小不一造成竹节现象，在挤出速度一定的情况下，牵引速度与制品外行尺寸成反比，牵引速度越快制品外形尺寸越小，制品甚至会被拉断，因此在本发明中牵引速度可设置成比型材挤出的速度快1～12%。
⑧切割型材：利用切割装置6根据实际要求的尺寸对牵引后的型材进行切割处理，得到所需的木塑复合材料型材。
实施例二：
本实施例与实施例一的制备过程基本相同，不同之处仅在于在步骤②中加入色母料，先根据实际要求对颗粒状物料与色母料进行调色配料；然后将配好的颗粒状物料和色母料通过上料筒1投入烘干机2中，对配好的颗粒状物料和色母料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃。加入色母料制成的型材不仅色彩丰富，而且对制成的型材无需再进行刷漆处理。在此，色母料直接采用市售的色母料。

Claims (5)

1.一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①造粒：称量制备木塑复合材料型材所需的各原料；混合各原料，得到粉尘状物料；对粉尘状物料进行挤出；将挤出的物料进行切割，得到颗粒状物料；
②烘干物料：将颗粒状物料通过上料筒投入烘干机中，对颗粒状物料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃；
③挤出型材：将干燥处理后的颗粒状物料投入挤出机中，挤出型材；
④定型型材：利用定型模对挤出的型材进行定型处理，处理温度为185～195℃；
⑤压纹处理：利用设置于定型模和冷却水箱之间的纹理模对定型处理后的型材进行压纹处理；
⑥冷却处理：在真空条件下，利用冷却水箱内的冷却水对压纹处理后的型材进行冷却，冷却水的温度控制在5～10℃范围内；
⑦牵引型材：利用牵引机对冷却处理后的型材进行匀速牵引，牵引速度比型材挤出的速度快12%；
⑧切割型材：利用切割装置根据实际要求的尺寸对牵引后的型材进行切割处理，得到所需的木塑复合材料型材。
2.根据权利要求1所述的一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于所述的步骤①中制备木塑复合材料型材所需的各原料包括PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉、加工助剂、发泡剂。
3.根据权利要求2所述的一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于所述的填料为主要由碳酸钙、钛白粉、硬脂酸和环氧大豆油混合而成的混合物。
4.根据权利要求2或3所述的一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于所述的步骤①中混合各原料，得到粉尘状物料的具体过程为：①-1、将PVC、木粉、填料、稳定剂、润滑剂、色粉和加工助剂加入混料机中，运行混料机，温度从0℃开始逐渐升温；①-2、当温度上升至115℃时，加入发泡剂，继续升温直至125℃，保持高温混合10分钟；①-3、混料机停止运行，输出混合后的物料至低温混合箱内；①-4、当低温混合箱中物料的温度下降至45℃时，低温混合箱输出物料至W型料筒内；①-5、通过W型料筒输出粉尘状物料。
5.根据权利要求1所述的一种带有压纹的木塑复合材料型材的制备方法，其特征在于在所述的步骤②中加入色母料，先根据实际要求对颗粒状物料与色母料进行调色配料；然后将配好的颗粒状物料和色母料通过上料筒投入烘干机中，对配好的颗粒状物料和色母料进行干燥处理，干燥的温度不超过85℃。
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