CN102558716A - 木塑复合型材的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木塑复合型材的制作方法，包括以下步骤：第一步，采用木质纤维粉作为主料，将木质纤维粉进行干燥；第二步，在主料中加入配料，形成物料；第三步，将主料与配料混合；第四步，造粒；采用造粒机进行造粒；第五步，挤出成型；采用挤出机将物料成型。本发明所制作的木塑复合型材具有原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种型材的制作方法，具体涉及一种木塑复合型材的制作方法。
背景技术
木塑复合材料（Wood-polymer Composites，缩写WPC），是以木纤维或植物纤维为主要组份，经过预处理使之与热塑性塑料树脂或其他材料结合而成的一种新型材料。这种材料能够充分发挥材料中各组份的优势，克服单一材料的缺点，不仅能够改进材料的物理力学性能和加工性能，降低成本并扩大应用范围，还提高了材料的附加值。由于产品呈结晶态（木纤维或植物纤维）和无序态（树脂）的多相状态，使其既具有木纤维或植物纤维的高强度、高弹性，又具有聚合物基体的高韧性，并且抗冲击强度高、热伸缩性和吸水性均比木材小、尺寸稳定性好、耐磨、耐化学腐蚀、不怕虫蛀、非易燃、兼具木材和塑料的双重加工性能。
木塑复合材料的主要成分如下：
（1）PVC (聚氯乙烯树脂)；聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物，PVC是一种非结晶、极性的高分子聚合物，软化温度和熔融温度较高，纯PVC一般须在160～210℃时才可塑化加工；
（2）木粉；可以是农作物秸杆粉料、木材厂生产剩余的锯末、竹梢、松叶、木仔壳、花生壳、稻草、松果壳粉等，要求原料没有异味；
（3）稳定剂；木塑配方的物料对热极为敏感，当加热温度达到90℃以上时，就会发生轻微的热分解反应，当温度升到120℃后分解反应加剧，在150℃下10分钟，物料就由原来的白色逐步变为黄色—红色—棕色—黑色，因此需要通过稳定剂来防止物料发生降解作用；
(4)增韧剂；增韧剂能够使PVC树脂在加工中塑化均匀，塑化温度低，型材的耐冲击性能较好；
（5）润滑剂；润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力，降低熔体粘度，提高熔体的流动性，避免熔体与设备的粘附，提高制品表面的光洁度；
（6）加工改性剂；加工改性剂ACR（丙烯酸脂共聚物）是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等单体的共聚物；ACR除可用做加工助剂外，还可用做冲击改性剂，ACR加工改性剂的重要作用是促进木塑配方的塑化，缩短塑化时间，提高熔体塑化的均匀性，降低塑化温度；
（7）冲击改性剂；木塑复合材料改性的一个重要内容是改善其耐冲击性能，PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的材料，抗冲击强度较低；加入冲击改性剂后，冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力，并利用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长，吸收掉传入材料体内的冲击能，从而达到抗冲击的目的。
但是，现有的木塑复合材料不能作为制造型材的原料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种木塑复合型材的制作方法，它可以形成木塑复合型材。
为解决上述技术问题，本发明木塑复合型材的制作方法的技术解决方案为：
包括以下步骤：
第一步，采用木质纤维粉作为主料，将木质纤维粉进行干燥；
第二步，在主料中加入配料，形成物料；物料的成分包括木质纤维粉、PVC、填充物、CPE、ACR、润滑剂、稳定剂、增塑剂、发泡剂、增韧剂；其中PVC和增塑剂为B类原料，其余为A类原料；
所述木质纤维粉是农作物秸杆粉料、木材厂生产剩余的锯末、竹梢、松叶、木仔壳、花生壳、稻草或者松果壳粉。
所述木质纤维粉的粒度尺寸为80～100目。
所述物料中各成份的重量百分比为：木质纤维粉33.23%，聚氯乙烯树脂36.93%，填充物18.46%，氯化聚乙烯1.48%，丙烯酸脂共聚物1.11%，润滑剂0.45%，稳定剂2.95%，增塑剂3.18%，发泡剂0.96%，增韧剂1.25%。
所述填充物是碳酸钙；所述润滑剂是PE腊或石蜡；所述稳定剂是稀土稳定剂；所述增塑剂是PVC加工助剂；所述发泡剂是AC发泡剂或发泡调节剂；所述增韧剂是氯化聚乙烯。
第三步，将主料与配料混合；
所述混合方法如下：
工序一、热混；
将A类原料投入高速混合机的热混锅中，启动热混锅的电机，对A类原料进行加热，当A类原料的温度上升至85℃时投入B类原料，继续对物料进行加热，直至物料的温度上升至120℃；
工序二、冷混；
将温度为120℃的物料投入冷混机中进行混合，当物料的温度下降至45℃时卸料。
第四步，造粒；采用造粒机进行造粒；
第五步，挤出成型；采用挤出机将物料成型。
所述第五步中，在螺杆的旋转作用下，物料沿挤出机的螺杆向前推动，先经过送料段，松散的固体物料在向前推动的过程中同时被压实；然后向前推动至熔化段，物料温度升高开始熔融；继续向前推动至塑化段，物料经塑化段被挤出，到机头后冷却成型，得到制品。
所述送料段的温度为145～160℃。
所述塑化段的温度为150～160℃。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明所制作的木塑复合型材具有以下特点：
1、原料资源化；其原材料实现了资源的综合利用和有效利用；
2、产品可塑化；可根据使用要求生产出不同性能和形状的制品；
3、使用环保化；木塑基材、常用助剂以及产成品均安全环保；
4、成本经济化；实现了低价值材料向高附加值产品的转移；
5、回收再生化；其报废产品及回收废料均可100%的再生利用。
具体实施方式
本发明木塑复合型材的制作方法，包括以下步骤：
第一步，采用木质纤维粉作为主料，将木质纤维粉进行干燥；木质纤维粉可以是农作物秸杆粉料、木材厂生产剩余的锯末、竹梢、松叶、木仔壳、花生壳、稻草、松果壳粉等，木质纤维粉的粒度尺寸为80～100目；
第二步，在主料中加入配料；
主料和配料的配比（重量百分比）为：
木质纤维粉33.23%，PVC (聚氯乙烯树脂) 36.93%，填充物（可以是碳酸钙）18.46%，CPE（氯化聚乙烯）1.48%，ACR（丙烯酸脂共聚物）1.11%，润滑剂（可以是PE腊或石蜡）0.45%，稳定剂（可以是稀土稳定剂）2.95%，增塑剂（可以是PVC加工助剂）3.18%，发泡剂（可以是AC发泡剂或发泡调节剂）0.96%，增韧剂（可以是氯化聚乙烯）1.25%；
其中，PVC和增塑剂为B类原料，其余为A类原料（包括木质纤维粉、填充物、CPE、ACR、润滑剂、稳定剂、发泡剂、增韧剂）；
第三步，将主料与配料混合；
混合方法如下：
工序一、热混；
将A类原料投入高速混合机的热混锅中，启动热混锅的电机，对A类原料进行加热，当A类原料的温度上升至85℃时投入B类原料，继续对物料进行加热，直至物料的温度上升至120℃；
工序二、冷混；
将温度为120℃的物料投入冷混机中进行混合，当物料的温度下降至45℃时卸料。
本发明的热混的主要作用是使配方中各组分充分进行物理混合，使其分散均匀，并排出其中的水蒸汽；热混的热量来源是靠高速混合机的高速旋转带动物料高速运动，物料与锅壁和搅拌桨摩擦生热，物料之间的摩擦生热使温度上升。这个过程的温度设置主要考虑不要使用树脂分解，水分充分汽化挥发，润滑剂类物质能够熔化并分散均匀。热混结束后将物料排入冷混机中降温，当温度降到45℃左右时将物料排出，如果没有这个冷却过程，热的物料堆积在一起，热量散发不出去，会造成物料过热分解。
第四步，造粒；
采用造粒机进行造粒；
第五步，挤出成型；采用挤出机将物料成型；
使物料从挤出机的料斗进入料筒，物料通过料筒与螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头，从而形成各种截面的制品或半制品；
挤出机的螺杆沿物料的运动方向分为三个区段，送料段、熔化段、塑化段，在螺杆的旋转作用下，通过料筒内壁与螺杆表面的摩擦剪切作用，物料先经过送料段，松散的固体物料在向前运动的过程中同时被压实；
送料段的温度为145～160℃；如果温度过低，会使物料输送时间延长，减少熔化段和塑化段的长度，引起塑化不好的效果，影响产品质量；
物料继续向前运动至熔化段，在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切的作用下，物料温度升高开始熔融；
物料继续向前运动至塑化段，物料经塑化段被挤出，到机头后成型，得到制品。
塑化段的温度为150～160℃；塑化温度控制不好会影响产品的塑化程度，产品塑化过低，物料较硬，容易导致产品有气泡。
挤出机的工艺参数设定为：电流59安培，主机转数 16转/每分钟，喂料转数16转/每分钟，腔体压力15帕，牵引速度1米/每分钟。
Claims (9)
1.一种木塑复合型材的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，采用木质纤维粉作为主料，将木质纤维粉进行干燥；
第二步，在主料中加入配料，形成物料；物料的成分包括木质纤维粉、PVC、填充物、CPE、ACR、润滑剂、稳定剂、增塑剂、发泡剂、增韧剂；其中PVC和增塑剂为B类原料，其余为A类原料；
第三步，将主料与配料混合；
第四步，造粒；采用造粒机进行造粒；
第五步，挤出成型；采用挤出机将物料成型。
2.根据权利要求1所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述木质纤维粉是农作物秸杆粉料、木材厂生产剩余的锯末、竹梢、松叶、木仔壳、花生壳、稻草或者松果壳粉。
3.根据权利要求1所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述木质纤维粉的粒度尺寸为80～100目。
4.根据权利要求1所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述物料中各成份的重量百分比为：木质纤维粉33.23%，聚氯乙烯树脂36.93%，填充物18.46%，氯化聚乙烯1.48%，丙烯酸脂共聚物1.11%，润滑剂0.45%，稳定剂2.95%，增塑剂3.18%，发泡剂0.96%，增韧剂1.25%。
5.根据权利要求4所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述填充物是碳酸钙；所述润滑剂是PE腊或石蜡；所述稳定剂是稀土稳定剂；所述增塑剂是PVC加工助剂；所述发泡剂是AC发泡剂或发泡调节剂；所述增韧剂是氯化聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述第三步的混合方法如下：
工序一、热混；
将A类原料投入高速混合机的热混锅中，启动热混锅的电机，对A类原料进行加热，当A类原料的温度上升至85℃时投入B类原料，继续对物料进行加热，直至物料的温度上升至120℃；
工序二、冷混；
将温度为120℃的物料投入冷混机中进行混合，当物料的温度下降至45℃时卸料。
7.根据权利要求1所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述第五步中，在螺杆的旋转作用下，物料沿挤出机的螺杆向前推动，先经过送料段，松散的固体物料在向前推动的过程中同时被压实；然后向前推动至熔化段，物料温度升高开始熔融；继续向前推动至塑化段，物料经塑化段被挤出，到机头后冷却成型，得到制品。
8.根据权利要求7所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述送料段的温度为145～160℃。
9.根据权利要求7或8所述的木塑复合型材的制作方法，其特征在于，所述塑化段的温度为150～160℃。
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