CN102442035A - 一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材及其制备方法，涉及一种木塑复合板材及其制备方法。要解决现有木塑复合材料密度偏大、运输和使用操作不便、表面缺乏木质感的问题。木塑复合板材包括发泡木塑复合材料层，还包括上薄木板和下薄木板，发泡木塑复合材料层设置在上薄木板和下薄木板之间，发泡木塑复合材料层与上薄木板和下薄木板之间固定连接。方法：将植物纤维粉末、热塑性塑料粉末、偶联剂和AC发泡剂混合；将下薄木板铺装在模具内，再铺放发泡木塑复合材料层；覆盖上薄木板，覆盖上盖板；放入热压机中热压；定型，砂光，即得到木塑复合板材。木塑复合板材的密度小、抗弯强度高。用于家具制造、建筑装饰、交通运输等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种木塑复合板材及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料(wood-plastics composites，简称WPC)是由一种或多种纤维素材料和一种或多种热塑性塑料经由塑料加工工艺复合加工或进一步加工而成的材料或产品，具有防腐、防潮、部分可降解性、环境污染小、成本低、吸水性小、力学性能优良、抗老化、尺寸稳定性好、不开裂等优点，又有类似木材的加工性。在建筑、汽车、室内外地板及装饰材料等行业的应用愈来愈广泛。然而，木塑复合材料的密度大(在0.9～1.05g/cm3)，运输和使用操作不方便；绝大多数采用挤出加工工艺，产品虽然可一次成型，但宽度有限(通常在150cm以下，少数产品在40cm以下)，不适合需要使用大幅面板材的场所；表面采用压纹或印刷方式模拟木纹，木质感不强；木塑复合材表面富集聚合物薄层，造成粘接困难。
发明内容
本发明是要解决现有木塑复合材料密度偏大、运输和使用操作不便、表面缺乏木质感的问题，提供一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材及其制备方法。
本发明表面具有木质感的轻质木塑复合板材包括发泡木塑复合材料层，表面具有木质感的轻质木塑复合板材还包括上薄木板和下薄木板，上薄木板和下薄木板上下设置，发泡木塑复合材料层设置在上薄木板和下薄木板之间，且发泡木塑复合材料层与上薄木板和下薄木板之间固定连接。
上述表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，按以下步骤进行：一、将植物纤维粉末与热塑性塑料粉末按质量比40～55∶45～60混合，加入到高混机中，再加入偶联剂和AC发泡剂，混合10min，得到混合物；二、在模框内的两端放置厚度规来控制板材厚度为8～18mm；三、将薄木板铺装在模具内，在薄木板表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后再铺放步骤一得到的混合物，即为发泡木塑复合材料层；四、向另一张薄木板的表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后覆盖在发泡木塑复合材料层上，涂胶面向下，与发泡木塑复合材料层接触，位于上层的薄木板为上薄木板，位于下层的薄木板为下薄木板，然后在模框上覆盖上盖板，得到铺好坯料的模具；五、将步骤四得到的铺好坯料的模具放入热压机中，压力为4～8MPa，在175～185℃条件下压制5～13min，然后减小压力至0.3～1.3MPa，继续热压2～5min；六、热压结束后冷却至60～75℃定型，然后将模具中板材卸下，对板材表面进行砂光，即得到表面具有木质感的轻质木塑复合板材；其中步骤一中偶联剂的质量为热塑性塑料粉末质量的3％～6％；步骤一中AC发泡剂的质量为热塑性塑料粉末质量的0.5％～1.5％。
本发明在发泡木塑复合材料层的上下表面各粘贴一层薄木板，使形成的板材的表面具有木质感，更易被人们接受。发泡木塑复合材料层本身强度低、重量轻，在其表面粘贴薄木板之后，使强度有所提高。单纯的发泡木塑复合材料的抗弯强度为3～6兆帕，本发明的木塑复合板材的抗弯强度可达8～16兆帕，密度为0.45～0.8g/cm3。本发明的木塑复合板材与单纯的木塑复合材料相比既保证了轻质，又提高了强度，而且是一次成型，无需对木塑复合材进行二次贴面，制造工艺简化。
本发明利用一次成型的简便工艺加工出表层为薄木板，中间为疏松的发泡木塑复合材料的木塑复合板材。该木塑复合板材的密度小，为0.45～0.8g/cm3，较轻，搬运和加工方便。该木塑复合板材的弯曲强度可达8～16兆帕，一次成型，工艺简单，与单纯的木塑复合材料相比弯曲强度提高，隔音、隔热和减震效果好，且表面具有木质感，可制造大幅面板材，具有在家具、装饰材料、包装材料等领域有更强的竞争优势。
附图说明
图1为本发明木塑复合板材的结构示意图，图中1为上薄木板，2为下薄木板，3为发泡木塑复合材料层；图2为具体实施方式六中热压前坯料在模框里铺放的示意图，图中1为上薄木板，2为下薄木板，3为发泡木塑复合材料层，4为模框，5为厚度规，6为上盖板。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式表面具有木质感的轻质木塑复合板材包括发泡木塑复合材料层3，表面具有木质感的轻质木塑复合板材还包括上薄木板1和下薄木板2，上薄木板1和下薄木板2上下设置，发泡木塑复合材料层3设置在上薄木板1和下薄木板2之间，且发泡木塑复合材料层3与上薄木板1和下薄木板2之间固定连接。
本实施方式在发泡木塑复合材料层的上下表面各粘贴一层薄木板，使形成的板材的表面具有木质感，更易被人们接受。发泡木塑复合材料层本身强度低、重量轻，在其表面粘贴薄木板之后，使强度有所提高。单纯的发泡木塑复合材料的抗弯强度为3～6兆帕，本实施方式的木塑复合板材的抗弯强度可达8～16兆帕，密度为0.45～0.8g/cm3。本实施方式的木塑复合板材与单纯的木塑复合材料相比既保证了轻质，又提高了强度，而且是一次成型，无需对木塑复合材进行二次贴面，制造工艺简化。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：上薄木板1和下薄木板2的厚度均为1～3mm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：发泡木塑复合材料层3的厚度为6～12mm。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：发泡木塑复合材料层3与上薄木板1和下薄木板2之间通过粘贴固定连接。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：发泡木塑复合材料层3由植物纤维粉末、热塑性塑料粉末、偶联剂和AC发泡剂组成，其中植物纤维粉末与热塑性塑料粉末的质量比为40～55∶45～60，偶联剂的质量为热塑性塑料粉末质量的3％～6％；AC发泡剂的质量为热塑性塑料粉末质量的0.5％～1.5％。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，按以下步骤进行：一、将植物纤维粉末与热塑性塑料粉末按质量比40～55∶45～60混合，加入到高混机中，再加入偶联剂和AC发泡剂，混合10min，得到混合物；二、在模框4内的两端放置厚度规5来控制板材厚度为8～18mm；三、将薄木板铺装在模具内，在薄木板表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后再铺放步骤一得到的混合物，即为发泡木塑复合材料层3；四、向另一张薄木板的表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后覆盖在发泡木塑复合材料层3上，涂胶面向下，与发泡木塑复合材料层3接触，位于上层的薄木板为上薄木板1，位于下层的薄木板为下薄木板2，然后在模框4上覆盖上盖板6，得到铺好坯料的模具；五、将步骤四得到的铺好坯料的模具放入热压机中，压力为4～8MPa，在175～185℃条件下压制5～13min，然后减小压力至0.3～1.3MPa，继续热压2～5min；六、热压结束后冷却至60～75℃定型，然后将模具中板材卸下，对板材表面进行砂光，即得到表面具有木质感的轻质木塑复合板材；其中步骤一中偶联剂的质量为热塑性塑料粉末质量的3％～6％；步骤一中AC发泡剂的质量为热塑性塑料粉末质量的0.5％～1.5％。
本实施方式利用一次成型的简便工艺加工出表层为薄木板，中间为疏松的发泡木塑复合材料的木塑复合板材。该木塑复合板材的密度小，为0.45～0.8g/cm3，较轻，搬运和加工方便。该木塑复合板材的弯曲强度可达8～16兆帕，一次成型，工艺简单，与单纯的木塑复合材料相比弯曲强度提高，隔音、隔热和减震效果好，且表面具有木质感，可制造大幅面板材，具有在家具、装饰材料、包装材料等领域有更强的竞争优势。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：步骤一中植物纤维粉末与热塑性塑料粉末的质量比45～50∶50～55。其它与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七不同的是：步骤一所述植物纤维粉末为40～120目，含水率为3％以下。其它与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是：步骤一所述植物纤维粉末为废弃木粉、秸秆碎料、稻壳粉或竹粉中的一种或几种的混合。其它与具体实施方式六至八之一相同。
本实施方式中植物纤维粉末为混合物时，各组份之间按任意比例混合。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是：步骤一所述热塑性塑料为高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。其它与具体实施方式六至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式六至十之一不同的是：步骤一所述偶联剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。其它与具体实施方式六至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式六至十之一不同的是：步骤三和步骤四中所述薄木板的厚度为1～3mm。其它与具体实施方式六至十之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式六至十之一不同的是：步骤三中所述发泡木塑复合材料层的厚度为6～12mm。其它与具体实施方式六至十之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，按以下步骤进行：一、将植物纤维粉末与热塑性塑料粉末按质量比50∶50混合，加入到高混机中，再加入偶联剂和AC发泡剂，混合10min，得到混合物；二、在模框4内的两端放置厚度规5来控制板材厚度为10mm；三、将厚度为1mm的薄木板铺装在模具内，在薄木板表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后再铺放步骤一得到的混合物，即为发泡木塑复合材料层3，发泡木塑复合材料层3的厚度为8mm；四、向另一张厚度为1mm的薄木板的表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后覆盖在发泡木塑复合材料层3上，涂胶面向下，与发泡木塑复合材料层3接触，位于上层的薄木板为上薄木板1，位于下层的薄木板为下薄木板2，然后在模框4上覆盖上盖板6，得到铺好坯料的模具；五、将步骤四得到的铺好坯料的模具放入热压机中，压力为5MPa，在180℃条件下压制10min，然后减小压力至0.5MPa，继续热压3min；六、热压结束后冷却至70℃定型，然后将模具中板材卸下，对板材表面进行砂光，即得到表面具有木质感的轻质木塑复合板材；其中步骤一中偶联剂的质量为热塑性塑料粉末质量的4％；步骤一中AC发泡剂的质量为热塑性塑料粉末质量的1％。
本实施方式制得的板材的表面具有木质感，更易被人们接受。本实施方式的木塑复合板材的抗弯强度可达10兆帕，密度为0.7g/cm3。而单纯的木塑复合材料的抗弯强度为3～6兆帕，本实施方式的木塑复合板材与单纯的木塑复合材料相比既保证了轻质，又提高了强度。
Claims (10)
1.一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材，包括发泡木塑复合材料层(3)，其特征在于表面具有木质感的轻质木塑复合板材还包括上薄木板(1)和下薄木板(2)，上薄木板(1)和下薄木板(2)上下设置，发泡木塑复合材料层(3)设置在上薄木板(1)和下薄木板(2)之间，且发泡木塑复合材料层(3)与上薄木板(1)和下薄木板(2)之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材，其特征在于上薄木板(1)和下薄木板(2)的厚度均为1～3mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材，其特征在于发泡木塑复合材料层(3)的厚度为6～12mm。
4.根据权利要求3所述的一种表面具有木质感的轻质木塑复合板材，其特征在于发泡木塑复合材料层(3)与上薄木板(1)和下薄木板(2)之间通过粘贴固定连接。
5.权利要求1所述表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，按以下步骤进行：一、将植物纤维粉末与热塑性塑料粉末按质量比40～55∶45～60混合，加入到高混机中，再加入偶联剂和AC发泡剂，混合10min，得到混合物；二、在模框(4)内的两端放置厚度规(5)来控制板材厚度为8～18mm；三、将薄木板铺装在模具内，在薄木板表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后再铺放步骤一得到的混合物，即为发泡木塑复合材料层(3)；四、向另一张薄木板的表面喷洒一层异氰酸酯胶黏剂，然后覆盖在发泡木塑复合材料层(3)上，涂胶面向下，与发泡木塑复合材料层(3)接触，位于上层的薄木板为上薄木板(1)，位于下层的薄木板为下薄木板(2)，然后在模框(4)上覆盖上盖板(6)，得到铺好坯料的模具；五、将步骤四得到的铺好坯料的模具放入热压机中，压力为4～8MPa，在175～185℃条件下压制5～13min，然后减小压力至0.3～1.3MPa，继续热压2～5min；六、热压结束后冷却至60～75℃定型，然后将模具中板材卸下，对板材表面进行砂光，即得到表面具有木质感的轻质木塑复合板材；其中步骤一中偶联剂的质量为热塑性塑料粉末质量的3％～6％；步骤一中AC发泡剂的质量为热塑性塑料粉末质量的0.5％～1.5％。
6.根据权利要求5所述的表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于步骤一中植物纤维粉末与热塑性塑料粉末的质量比45～50∶50～55。
7.根据权利要求5或6所述的表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于步骤一所述植物纤维粉末为40～120目，含水率为3％以下。
8.根据权利要求7所述的表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于步骤一所述植物纤维粉末为废弃木粉、秸秆碎料、稻壳粉或竹粉中的一种或几种的混合。
9.根据权利要求8所述的表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于步骤一所述热塑性塑料为高密度聚乙烯或高密度聚丙烯。
10.根据权利要求9所述的表面具有木质感的轻质木塑复合板材的制备方法，其特征在于步骤一所述偶联剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯。
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