CN102441974A

CN102441974A - 铝塑木制纤维复合型材的生产方法

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Publication number: CN102441974A
Application number: CN2011103130889A
Authority: CN
Inventors: 高红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2012-05-09

Abstract

一种铝塑木制纤维复合型材的生产方法，包括以下步骤：步骤一、备料：(1)选用废旧塑料或新塑料作为主料，(2)选用植物纤维作为辅料，(3)购买矿物质粉作为填料，(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，主料占30-55％，辅料占38-55％，填料占5-30％，添加剂占2-6％，将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加工成颗粒状，作为内芯的原料备用，步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料和防护膜层原料放入挤出机的料斗中，以共同挤压方式同步完成内芯与防护膜层的挤出加工，构成了型材本体。本方法生产的建筑型材，品质高、使用寿命长、经久耐用、应用范围广。

Description

铝塑木制纤维复合型材的生产方法

技术领域

本发明涉及环保铝塑复合型材，特别涉及一种利用废旧原料生产的铝塑木制纤维复合型材。

背景技术

传统的木制门窗，通常是将木材经机械加工成各段支架，消耗了树木森林资源，不利于保护生态环境。

热塑性门窗型材，又称为塑钢型材，是采用螺旋式挤出机将热塑性塑料聚氯乙烯(PVC)压入挤压模中，冷却后，在其内部加入钢衬，以加强桡曲强度，但工艺复杂，生产成本高。

为此，本人在中国专利200510116789.8(绿色环保空心复合铝箔型材的制作方法)中提出了一种利用热塑性废旧塑料制作铝塑型材的方法，该方法为废旧塑料、农作物废弃物提供了可再生循环利用的途径，因材施用，变废为宝，一举两得。

该方法主要包括①选材配料、②粉碎混合料化、③挤压带状混合物、④锻压毛坯型材、⑤机械加工型材、⑥覆层、⑦包金属覆层等工艺步骤，但是在生产中发现，该方法还存在一些缺点：

下面分别详细描述，

一、原材料中没有矿物质填料，仅依靠植物纤维与塑料进行混合，植物纤维可以增加拉力和柔韧性，但是脆性高，强度低，耐候性差，受阳光、潮汽影响大，抗老化性能低，容易断裂。

二、选材配料中有不适当的原料，如果选择其中的聚苯乙烯(PS)、低密度聚乙烯(LDPE)作为原料，将会导致产品出现强度降低，使用寿命缩短，覆铝层容易开胶，粘接不牢固等问题。

三、生产工艺繁琐，其步骤3用挤出机挤出后得到的型材是毛坯，然后还需要用滚压机覆层(步骤6)，将机械加工成型的空芯体型材送到覆层管内，在通过冷却槽部分硬化后，进行真空平整覆层，为了用滚压机覆层，还要先进行步骤4：锻压毛坯型材和步骤5：机械加工，对型材的规格尺寸进行调整，这样才能进行步骤6，将型材送到覆层管中，设备多，生产工艺复杂，既便如此复杂的工艺，由于覆层材料选用不够细致，则对内芯(步骤3得到的型材毛坯)和更外层的金属铝箔层都会产生负面作用。

对内芯来说，由于步骤3选用的塑料原料与步骤6选用的塑料原料不是同一种，热塑性能不一致，不能使用粘合剂粘接，只能选用滚压机热滚熨烫覆层，不能很好的将内芯与覆层材料接合成为一体。

对更外层的金属铝箔层来说，由于步骤6选用的塑料原料不是单一的塑料原料，也不是新料，而是再生的废旧塑料(各种颜色的塑料都是废旧塑料，新的塑料是白色的或透明的)这会带来一个问题，就现有的粘合剂难以将铝箔与混有色素的废旧塑料粘接上，由于覆层原料不是单一原料，材质表面质密性能差，粗糙多微孔，不易与粘合剂牢固结合，容易开胶、脱落、产生气泡，进而影响型材的整体性和质量，以及再次循环使用中的原料分捡(因原料中热熔点不同)，造成循环使用不当，不利于环保，而且产品耐候性差，受阳光、潮汽影响大，抗老化性能低，容易断裂。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种铝塑木制纤维复合型材的生产方法，该方法利用共挤的方式来生产高品质的建筑型材，使用寿命长，经久耐用，应用广泛，可以用于门窗型材，也可以用于装饰板等多种建筑领域。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铝塑木制纤维复合型材的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、备料：

(1)选用废旧塑料或新塑料作为主料，主料是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯中的任一一种，

(2)选用植物纤维作为辅料，用碾压机将植物纤维碾压成40-80目粉面，

(3)购买300-800目的矿物质粉作为填料，

(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，

主料占30-55％，

辅料占38-55％，

填料占5-30％，

添加剂占2-6％，

将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加温进行揉和处理，加工成颗粒状，作为生产型材本体内芯的原料备用；

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料而且是新塑料作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料、防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯与防护膜层的挤出加工，内芯与防护膜层在共同挤压的过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体。

所述步骤三完成后，继续执行步骤四、覆膜工序：

在铝箔或木纹薄膜上涂上粘结剂，将铝箔或木纹薄膜放在覆膜机工位上，将步骤3生产的型材本体放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体进入覆膜机，通过覆膜机热熔，铝箔或木纹薄膜与型材本体粘合，出来成为具有装饰层的产品。

所述植物纤维是树皮、竹皮、锯末、稻草、亚麻、苎麻、杆茎中的一种或一种以上的组合。

所述矿物质粉是石灰粉、石棉粉、云母粉、白垩粉、滑石粉、碳酸钙或玻璃纤维粉中的一种或两种。

相对于现有技术，本发明创新之处在于：

一、原材料中增加了矿物质填料，在依靠植物纤维与塑料进行混合增加拉力和柔韧性的同时，利用矿物质填料增加型材的强度，硬度，进一步提高柔韧性，使型材不容易断裂。

二、选材配料更加科学合理精密，更加符合高分子化学反应原理，对于内芯的塑料种类的选择上，只采用单一种类塑料原料，不采用多种类塑料原料，目的是第一熔点是单一的，便于再次循环回收使用中的原料分捡，循环使用方便，利于环保，第二、热塑性能一致，便于通过共挤的方式为内芯附着一个起防护作用的防护膜层，防护膜层与内芯具有相同的热塑性，结合牢固，不需要滚压机热滚熨烫进行层压结合，以共挤的方式形成内芯的防护膜层显著的优于以层压结合的方式形成防护膜层。以共挤的方式形成内芯的防护膜层具有更好的防雨、防潮、隔音、抗风压的性能，而且气密性加强，耐候性好。

由于防护膜层采用单一种类的塑料而且是新料，材质单一，不含杂质，对于更外层的覆膜工序(装饰层工序)来说也带来了好处，更有利于选用适当的粘合剂粘接装饰层，不容易开胶、不会产生气泡脱落，

同时减少工艺的复杂性，节能、环保，降低生产成本，有利于推广使用。

传统的铝塑复合型材的本体仅是由内芯构成，内芯由植物纤维、添加剂等原料与废旧塑料复合制成，内芯外部没有覆盖防护膜层，内芯完全裸露在外界的自然环境中，防水性能差，耐候性差，不耐风吹日晒雨淋，难以抵御潮汽侵蚀和温度骤变，遇到潮汽时容易发霉，使用寿命短。

相对于传统的铝塑复合型材，本发明有以下积极有益效果：

本发明的型材本体由内芯和防护膜层构成，防护膜层起到界面的作用，具有内外兼顾的优点，对于内芯来说，防护膜层是内芯的外界面，将内芯完全包裹，防护膜层采用纯的(单一种类的新的)塑料制成，纯塑料质地密实，韧性大，气密性好，防水性能好，耐候性好，耐风吹日晒雨淋，能够抵御潮汽侵蚀和温度骤变，起到很好的保护内芯的作用，防护膜层的塑料种类与内芯的塑料种类相同，虽然是一新一旧，但是它们具有相同的热塑特性，可以通过共挤的方式一体化的结合在一起，有利于简化生产工序，提高成品率。

防护膜层由纯的塑料薄膜构成，外表美观，正好将表面粗糙，颜色灰暗的内芯完全遮挡住，起到美化的效果。

防护膜层对于外装饰层来说，起到内界面的作用，由于防护膜层由纯(单一种类的新的)塑料制成，很容易选择与防护膜层性质相对应匹配的粘合剂粘接外装饰层，粘接牢固，不易开胶。

本发明的最大亮点是：提出了用共挤的方法为内芯的表面附着防护膜层，不同种类的塑料树脂之间难于实现共挤工艺，所以，内芯和防护膜层必须选择相同的塑料种类。

附图说明

图1是本发明的型材本体的结构示意图。

图2是图1的A局部的放大图。

图3是图1所示型材本体与装饰层结合前的示意图。

图4是图3的侧视图。

图5是图1所示型材本体与装饰层结合后的示意图。

图6是图5的B局部放大图。

具体实施方式

实施例一

本发明是一种铝塑木制纤维复合型材的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、备料：

(1)选用聚丙烯PP(Polypropylene)材质的热塑性废旧塑料作为主料，主料可以是回收的塑料瓶、塑料筒、塑料杯等塑料容器，其材质都是聚丙烯PP(Polypropylene)，将上述的塑料瓶、塑料筒、塑料杯用破碎机破碎，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒(作为主料)备用，塑料颗粒的球径为2mm。

(2)选用植物纤维作为辅料，植物纤维是锯末，用碾压机将锯末碾压成40目粉面，

(3)购买300目的矿物质粉作为填料，矿物质粉是玻璃纤维粉，

(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，添加剂是顺丁烯二酸酐酸(MSA)。

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为：

主料聚丙烯PP占50％，

辅料锯末占40％，

填料玻璃纤维粉占6％，

添加剂顺丁烯二酸酐酸占4％，

将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加温进行揉和处理，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒，作为生产型材本体内芯的原料备用，塑料颗粒的球径为3mm。

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

共挤设备生产线包括两大部分，第一部分为单螺杆或双螺杆的挤出机，挤出机内部安装有共挤模具，共挤模具是套层的模具，第二部分是冷却成型设备，

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料(新塑料)作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，防护膜层原料是聚丙烯PP(Polypropylene)材质的新塑料(纯塑料)，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料和防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯1与防护膜层2的挤出加工，内芯1与防护膜层2在共同挤压过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体如图1、图2所示，优点是结合牢固、强度大、隔音、保温性能好、气密性能好、防水，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体3。

步骤四、覆膜工序：

覆膜工序就是为型材本体3附着装饰层4、5如图3、图4所示，型材本体3的覆膜面是室外面和室内面。本实施例中，装饰层4、5由铝箔构成，

在铝箔上涂上粘结剂，将铝箔放在覆膜机工位上，将型材本体3放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体3进入覆膜机，通过覆膜机热熔，铝箔与型材本体粘合，出来成为成品如图5、6所示。

实施例二

步骤一、备料：

(1)选用聚乙烯PE(Polyethylene)材质的废旧塑料作为主料，主料可以是回收的塑料瓶、塑料筒、塑料杯等塑料容器，其材质都是聚乙烯PE(Polyethylene)，将上述的塑料瓶、塑料筒、塑料杯用破碎机破碎，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒(作为主料)备用，塑料颗粒的球径为3mm，

(2)选用植物纤维作为辅料，植物纤维是竹粉，用碾压机将竹粉碾压成50目粉面，

(3)购买400目的矿物质粉作为填料，矿物质粉是石棉粉，

(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，添加剂是顺丁烯二酸酐酸(俗称MSA)。

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为：

主料聚乙烯PE占55％，

辅料竹粉占38％，

填料石棉粉占5％，

添加剂顺丁烯二酸酐酸占2％，

将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加温进行揉和处理，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒，作为生产型材本体内芯的原料备用，塑料颗粒的球径为4mm。

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

共挤设备生产线包括两大部分，

第一部分为单螺杆或双螺杆的挤出机，挤出机内部安装有共挤模具，共挤模具是套层的模具，第二部分是冷却成型设备，

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料(新塑料)作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，防护膜层原料是聚乙烯PE(Polyethylene)材质的新塑料(纯塑料)，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料、防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯1与防护膜层2的挤出加工，内芯1与防护膜层2在共同挤压过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体如图1、图2所示，优点是结合牢固、强度大、隔音、保温性能好、气密性能好、防水，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体3。

步骤四、覆膜工序：覆膜工序就是为型材本体3附着装饰层4、5如图3、图4所示，型材本体3的覆膜面可以是室外面和室内面。本实施例中，装饰层4、5由铝箔构成。

在铝箔上涂上粘结剂，将铝箔放在覆膜机工位上，将型材本体3放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体3进入覆膜机，通过覆膜机热熔，铝箔与型材本体3粘合，出来成为成品如图5、图6所示。

实施例三

步骤一、备料：

(1)选用高密度聚乙烯(HDPE)材质的废旧塑料作为主料，主料可以是回收的塑料瓶、塑料筒、塑料杯等塑料容器，其材质都是高密度聚乙烯(HDPE)，将上述的塑料瓶、塑料筒、塑料杯用破碎机破碎，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒(作为主料)备用，塑料颗粒的球径为4mm，

(2)选用植物纤维作为辅料，植物纤维是亚麻，用碾压机将亚麻碾压成60目粉面，

(3)购买500目的矿物质粉作为填料，矿物质粉是云母粉，

(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，添加剂是顺丁烯二酸酐酸。

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，

主料高密度聚乙烯占30％，

辅料亚麻占38％，

填料云母粉占30％，

添加剂是顺丁烯二酸酐酸占2％，

将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加温进行揉和处理，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒，作为生产型材本体内芯的原料备用，塑料颗粒的球径为5mm。

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

共挤设备生产线包括两大部分，

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料(新塑料)作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，防护膜层原料是高密度聚乙烯(HDPE)材质的新塑料(纯塑料)，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料、防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯1与防护膜层2的挤出加工，内芯1与防护膜层2在共同挤压过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体如图1、图2所示，优点是结合牢固、强度大、隔音、保温性能好、气密性能好、防水，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体3。

步骤四、覆膜工序：

覆膜工序就是为型材本体3附着装饰层4、5如图3、图4所示，型材本体3的覆膜面是室外面和室内面。本实施例中，装饰层4、5由木纹薄膜构成。

在木纹薄膜上涂上粘结剂，将木纹薄膜放在覆膜机工位上，将型材本体3放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体3进入覆膜机，通过覆膜机热熔，木纹薄膜与型材本体3粘合，出来成为成品如图5、图6所示。

实施例四

步骤一、备料：

(1)选用聚氯乙烯PVC(Polyvinylchloride)材质的废旧塑料作为主料，主料可以是回收的塑料瓶、塑料筒、塑料杯等塑料容器，其材质都是聚氯乙烯PVC(Polyvinylchloride)，将上述的塑料瓶、塑料筒、塑料杯用破碎机破碎，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒(作为主料)备用，塑料颗粒的球径为4mm，

(2)选用植物纤维作为辅料，植物纤维是竹粉和锯末混合物，两者的重量百分比为各占50％，用碾压机将竹粉和锯末混合物碾压成70目粉面，

(3)购买800目的矿物质粉作为填料，矿物质粉是白垩粉，

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，

主料聚氯乙烯占45％，

辅料竹粉和锯末混合物占45％，

填料白垩粉占6％，

添加剂顺丁烯二酸酐酸占4％，

将上述主料、辅料、填料、添加剂按比例放入混料机中，加温进行揉和处理，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒，作为生产型材本体内芯的原料备用，塑料颗粒的球径为6mm。

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料(新塑料)作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，防护膜层原料是聚氯乙烯PVC材质的新塑料(纯塑料)，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料、防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯1与防护膜层2的挤出加工，内芯1与防护膜层2在共同挤压过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体如图1、图2所示，优点是结合牢固、强度大、隔音、保温性能好、气密性能好、防水，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体3。

步骤四、覆膜工序：

覆膜工序就是为型材本体3附着装饰层4、5如图3、图4所示，型材本体3的覆膜面是室外面和室内面。本实施例中，装饰层4、5由木纹薄膜构成，在木纹薄膜上涂上粘结剂，将木纹薄膜放在覆膜机工位上，将型材本体放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体3进入覆膜机，通过覆膜机热熔，木纹薄膜与型材本体3粘合，出来成为成品如图5、图6所示，

实施例五

步骤一、备料：

(1)选用聚乙烯PE(Polyethylene)材质的废旧塑料或新塑料作为主料，废旧塑料可以是回收的塑料瓶、塑料筒、塑料杯等塑料容器，其材质都是聚乙烯PE(Polyethylene)，将上述的塑料瓶、塑料筒、塑料杯用破碎机破碎，用挤出机挤出成为大小均匀的球状塑料颗粒(作为主料)备用，塑料颗粒的球径为3mm，

(2)选用植物纤维作为辅料，植物纤维是稻草粉，用碾压机将稻草粉碾压成80目粉面，

(3)购买600目的矿物质粉作为填料，矿物质粉是滑石粉，

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，

主料聚乙烯PE占40％，

辅料稻草粉占46％，

填料滑石粉占10％，

添加剂顺丁烯二酸酐酸占4％，

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

共挤设备生产线包括两大部分，

将步骤二加工好的用于生产型材本体内芯的原料放入挤出机的一个料斗中，同时将与主料材质相同的塑料(新塑料)作为防护膜层原料放入挤出机的另一个料斗中，防护膜层原料是聚乙烯PE(Polyethylene)材质的新塑料(纯塑料)，启动挤出机，利用共挤模具以共同挤压方式对热熔的内芯原料和防护膜层原料进行挤压，同步完成内芯1与防护膜层2的挤出加工，内芯1与防护膜层2在共同挤压过程中，由于热塑性能一致，从而紧密结合成为一体如图1、图2所示，优点是结合牢固、强度大、隔音、保温性能好、气密性能好、防水，经过冷却成型设备冷却定型，构成了型材本体3。

Claims

1.一种铝塑木制纤维复合型材的生产方法，包括以下步骤：

步骤一、备料：

(3)购买300-800目的矿物质粉作为填料，

(4)选用具有偶联作用的化学试剂作为添加剂，

步骤二、混料：各原料按重量百分比的配比为，

主料占30-55％，

辅料占38-55％，

填料占5-30％，

添加剂占2-6％，

步骤三、通过共挤设备生产线生产型材本体：

2.如权利要求1所述的铝塑木制纤维复合型材的生产方法，其特征是：所述步骤三完成后，继续执行步骤四、覆膜工序：在铝箔或木纹薄膜上涂上粘结剂，将铝箔或木纹薄膜放在覆膜机工位上，将步骤3生产的型材本体放在覆膜机入口端的滑道上，在传送带的驱动下，型材本体进入覆膜机，通过覆膜机热熔，铝箔或木纹薄膜与型材本体粘合，出来成为具有装饰层的产品。

3.如权利要求1所述的铝塑木制纤维复合型材的生产方法，其特征是：所述植物纤维是树皮、竹皮、锯末、稻草、亚麻、苎麻、杆茎中的一种或一种以上的组合。

4.如权利要求1所述的铝塑木制纤维复合型材的生产方法，其特征是：所述矿物质粉是石灰粉、石棉粉、云母粉、白垩粉、滑石粉、碳酸钙或玻璃纤维粉中的一种或两种。