CN103741863B - 复合型材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型材，包括包覆皮层和木质纤维再生型材芯体，所述包覆皮层包覆在所述木质纤维再生型材芯体之上，所述木质纤维再生型材芯体为具有两端开孔的内部中空结构，所述包覆皮层包覆所述开孔。本发明复合型材防霉、抗老化、耐磨、耐腐蚀性能好，使用寿命较长，物理机械性能较高。

Description

复合型材

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种复合型材。

背景技术

木质材料被广泛用于塑木复合材料的制备领域，但是当前木质材料主要是以木粉形式作为填料添加到塑料中，添加量有限，工业生产的塑木复合材料的木粉添加量一般为50％，如果继续提高木粉添加量会导致的复合材料综合性能的显著降低。同时在实际应用中，塑木复合材料易受环境中物化因素的影响，如热、光、氧、臭氧等均能降低材料的强度，尤其是在不良因素的长时间作用下，如高温高湿环境下塑木复合材料易开裂、发霉等；在持续或循环外力作用下，塑木复合材料易产生蠕变而失稳。目前塑木复合材料产品由于极性植物纤维与非极性塑料基体相容性差，普遍存在植物纤维在基体中均匀分散难、两相界面结合较差的问题，致使复合材料性能差，且在防潮、防霉、防蛀和尺寸稳定性等方面存在很多问题，使用寿命较短。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术缺陷，提供一种其防霉、抗老化、耐磨、耐腐蚀性能好，使用寿命较长，物理机械性能较高的再生型材。

其技术方案如下。

一种复合型材，包括包覆皮层和木质纤维再生型材芯体，所述包覆皮层包覆在所述木质纤维再生型材芯体之上，所述木质纤维再生型材芯体为具有两端开孔的内部中空结构，所述包覆皮层包覆所述开孔。

本技术方案的复合型材采用木质纤维再生型材作为芯材，其由具有大长径比的木质纤维经专用的固化再生型材成型设备制得，不含塑料。包覆皮层可采用新品塑料、一定比例的废旧塑料或添加适量木粉的塑料，包覆皮层包覆木质纤维再生型材芯体，使得其抗老化、耐磨、耐腐蚀性能好，使用寿命较长。本技术方案的复合型材与传统塑木复合材料的设计理念完全不同，其木质组分含量更高，不存在极性植物纤维与非极性塑料相容性差的问题，也不存在纤维在高粘度热塑性基体中分散难的问题，产品综合性能好。复合型材使用木质纤维再生型材作为芯材，有效的提高了材料整体的刚性和强度，使其抗拉伸、抗压、抗弯曲显著提高，提高了其使用寿命和使用范围。

在其中一个实施例中，所述包覆皮层包括密封塞部和覆盖皮层，所述密封塞部设置于所述开孔内，所述密封塞部与所述开孔相配合对所述木质纤维再生型材芯体的内部进行密封。密封塞部与开孔相配合将木质纤维再生型材芯体的内部进行密封，隔绝空气中的水、细菌等进入到木质纤维再生型材芯体的内部腐蚀木质纤维再生型材芯体。同时，密封塞部塞在开孔处，亦可增加木质纤维再生型材芯体的物理强度。

在其中一个实施例中，所述木质纤维再生型材芯体为具有两端开孔的内部中空结构，第一个木质纤维再生型材芯体通过包覆皮层与第二个木质纤维再生型材芯体相连接，该第一个木质纤维再生型材芯体与第二个木质纤维再生型材芯体同轴设置，第一个木质纤维再生型材芯体与第二个木质纤维再生型材芯体的端面之间包覆有一定厚度的覆盖皮层，起包覆作用，可在此覆盖皮层处进行截取型材。

在其中一个实施例中，所述密封塞部密实，所述密封塞部与覆盖皮层为塑料包覆挤出时一体成型。密封塞部具有一定的硬度，除了起到密封木质纤维再生型材芯体中空内部的作用外，还可以增强密封木质纤维再生型材芯体的整体刚度和强度。所述木质纤维再生型材芯体由具有一定长径比的纤维制得。

在其中一个实施例中，所述木质纤维再生型材芯体之间并列设置，所述木质纤维再生型材芯体之间通过所述包覆皮层连接。木质纤维再生型材芯体之间并列设置，其之间通过覆盖皮层连接，使得复合型材的宽度增加，以适用于不同的使用场合。

在其中一个实施例中，所述包覆皮层为塑料包覆皮或塑料木粉复合包覆皮。复合型材的包覆皮层采用塑料包覆皮或塑料木粉复合包覆皮，经挤出机将木质纤维再生型材芯体完全包覆。其包覆皮层可以是新料、一定配比废旧料的塑料，甚至完全是回收的废旧塑料，当然也可以是添加较低含量木粉的塑料，便于着色，在满足使用性能的同时，又降低了生产成本。

下面对本发明技术方案的优点或原理进行说明。

本技术方案的复合型材采用木质纤维再生型材作为芯材，由具有一定长径比的纤维经专用的固化再生型材成型设备制得，不含塑料。包覆皮层可采用新品塑料、一定比例的废旧塑料或添加适量木粉的塑料。本技术方案的基于木质纤维再生型材技术的复合型材与传统塑木复合材料的设计理念完全不同，其木质组分含量更高，不存在极性植物纤维与非极性塑料相容性差的问题，也不存在纤维在高粘度热塑性基体中分散难的问题，产品综合性能好。

本发明技术方案针对传统塑木复合材料存在的问题，通过在木质纤维材料再生型材表面包裹一定厚度的塑料包覆皮，对木质纤维再生型材芯体起到了很好的保护作用，可防止其发生霉变。添加各种助剂时仅需考虑塑料包覆皮特性及使用环境，可减少抗氧剂和紫外线吸收剂等的用量，降低成本。同时塑料包覆皮易于配色，提高了产品的表观。在生产工艺上，使用包覆式挤出的方法，可以连续生产，效率高，产品质量稳定。本发明技术方案复合型材耐候性好，可以用于户外铺板、园林景观等，也可以用作代木建材。

附图说明

图1为本发明实施例所述复合型材的轴向截面结构示意图；

图2为本发明实施例所述相邻的木质纤维再生型材芯体之间的连接结构示意图；

图3为本发明实施例所述多个木质纤维再生型材芯体并列设置时的一个结构示意图；

图4为本发明实施例所述多个木质纤维再生型材芯体并列设置时的一个结构示意图；

图5为本发明实施例所述多个木质纤维再生型材芯体并列设置时的一个结构示意图；

附图标记说明：

10、包覆皮层，120、覆盖皮层，130、密封塞部，20、木质纤维再生型材芯体，210、开孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细的说明。

请参详图1至2。复合型材包括包覆皮层10和木质纤维再生型材芯体20，包覆皮层10包覆在木质纤维再生型材芯体20之上，木质纤维再生型材芯体20为具有两端开孔210的内部中空结构，包覆皮层10包覆开孔210。木质纤维再生型材芯体20可以有效的处理大量的木材加工过程中产生的废弃料、农作物秸秆等进行生产制作，不污染环境且外形美观，具有显著的环保效益和经济效益。

包覆皮层10包括密封塞部130和覆盖皮层120，密封塞部130设置于开孔210内，密封塞部130与开孔210相配合对木质纤维再生型材芯体20的内部进行密封。

本实施例复合型材的长度和宽度均可调节。在轴向方向上，可以通过将数个木质纤维再生型材芯体20拼接起来。木质纤维再生型材芯体20为具有两端开孔210的内部中空结构，第一个木质纤维再生型材芯体20通过密封塞部130与第二个木质纤维再生型材芯体20相连接，该第一个木质纤维再生型材芯体20与第二个木质纤维再生型材芯体20同轴设置，第一个木质纤维再生型材芯体20与第二个木质纤维再生型材芯体20的端面之间包覆有覆盖皮层120。密封塞部130与覆盖皮层120为一体成型。所述木质纤维再生型材芯体由具有一定长径比的纤维制得。

而在径向方向上，将数个木质纤维再生型材芯体20之间并列设置，木质纤维再生型材芯体20之间通过覆盖皮层120连接，即可增加其宽度。复合型材的木质纤维再生型材芯体20的截面结构和截面尺寸不同，可通过不同幅宽的口模设计等实现不同幅宽制品的成型，其长度依据再生型材长度和使用需要截取。产品具有不同的外观结构，适用于不同场合。图3至图5为几种木质纤维再生型材芯体20的设置方式。

中空结构的木质纤维再生型材芯体20的两端开孔210在包覆挤出时，当木质纤维再生型材芯体20的端面到达口模时，牵引装置短暂停止使得足够的塑料熔体在型材端面形成密实的密封塞部130。每段复合型材之间是具有一定厚度的密封塞部130和覆盖皮层120，产品截取时从此密封塞部130和覆盖皮层120中间截开，每段中空型材被具有一定厚度的包覆皮层10完全包覆，隔绝空气中的水、细菌等，使得每段型材仍完全包覆在包覆皮层10中。

包覆皮层10为塑料包覆皮或塑料木粉复合包覆皮。其包覆皮层10可以是新料、一定配比废旧料的塑料，甚至完全是回收的废旧塑料，当然也可以是添加较低含量木粉的塑料，便于着色，在满足使用性能的同时，又降低了生产成本。

本实施例的复合型材的内层芯体为木质纤维再生型材芯体20，皮层是塑料。本实施复合型材基于木质纤维材料再生型材成型技术，采用木质纤维材料再生型材设备制备木质纤维再生型材，将再生型材作为芯材，通过挤出机包覆式挤出皮层，从而形成一种“芯-皮”结构的塑料包覆木质纤维复合型材，这种塑料包覆木质纤维复合型材木质纤维组分含量高，可达70％～90％，塑料组分比重为10～30％，塑料用量少。木质纤维再生型材作为芯层，起增强作用，其原料来源广泛，且采用空心的结构设计既满足其性能需要又节省原料。包覆皮层10起包覆作用，可采用新品塑料、一定比例的废旧塑料或添加适量木粉的塑料。本实施例复合型材组合式设计，其截面多样，幅宽可调，其长度依据再生型材的长度和需要进行截取，适用于不同的产品需求。本实施例复合型材具有优良的综合性能，强度高、模量高、耐腐蚀、耐水性能好，产品种类多、适应性广；能合理利用自然资源，具有循环使用的特点，不污染环境且外形美观，具有显著的环保效益。

下面对本发明实施例的优点或原理进行说明。

1、本实施例的复合型材采用木质纤维再生型材作为芯材，其有一定长径比的纤维经专用的固化再生型材成型设备制得，不含塑料。包覆皮层10可采用新品塑料、一定比例的废旧塑料或添加适量木粉的塑料。本技术方案的基于木质纤维再生型材技术的塑料包覆木质纤维再生型材与传统塑木复合材料的设计理念完全不同，其木质组分含量更高，不存在极性植物纤维与非极性塑料相容性差的问题，也不存在纤维在高粘度热塑性基体中分散难的问题，产品综合性能好。

2、本实施例复合型材针对传统塑木复合材料存在的问题，通过在木质纤维材料再生型材表面包裹一定厚度的塑料包覆皮，对木质纤维再生型材芯体20起到了很好的保护作用，可防止其发生霉变。添加各种助剂时仅需考虑塑料包覆皮特性及使用环境，可减少抗氧剂和紫外线吸收剂等的用量，降低成本。同时塑料包覆皮易于配色，提高了产品的表观。在生产工艺上，使用包覆式挤出的方法，可以连续生产，效率高，产品质量稳定。本发明技术方案复合型材耐候性好，可以用于户外铺板、园林景观等，也可以用作代木建材。

3、密封塞部130与开孔210相配合将木质纤维再生型材芯体20的内部进行密封，隔绝空气中的水、细菌等进入到木质纤维再生型材芯体20的内部腐蚀木质纤维再生型材芯体20。同时，密封塞部130塞在开孔210处，亦可增加木质纤维再生型材芯体20的物理强度。

4、第一个木质纤维再生型材芯体20通过密封塞部130与第二个木质纤维再生型材芯体20相连接，可增加再生型材的可用长度。

5、密封塞部130密实，具有一定的硬度，除了起到密封木质纤维再生型材芯体20中空内部的作用外，还可以增强密封木质纤维再生型材芯体20的整体刚度和强度。

6、木质纤维再生型材芯体20之间并列设置，其之间通过覆盖皮层120连接，使得复合型材的宽度增加，以适用于不同的实用场合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种复合型材，其特征在于，包括包覆皮层和木质纤维再生型材芯体，所述包覆皮层包覆在所述木质纤维再生型材芯体之上，所述木质纤维再生型材芯体为具有两端开孔的内部中空结构，所述包覆皮层包覆所述开孔，所述木质纤维再生型材芯体之间并列设置，所述木质纤维再生型材芯体之间通过所述包覆皮层连接。

2.根据权利要求1所述的复合型材，其特征在于，所述包覆皮层包括覆盖皮层和与所述开孔相配合的密封塞部，所述密封塞部对所述木质纤维再生型材芯体的内部进行密封。

3.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，所述木质纤维再生型材芯体为具有两端开孔的内部中空结构，第一个木质纤维再生型材芯体通过包覆皮层与第二个木质纤维再生型材芯体相连接为一体，该第一个木质纤维再生型材芯体与第二个木质纤维再生型材芯体同轴设置，第一个木质纤维再生型材芯体与第二个木质纤维再生型材芯体的端面之间包覆有覆盖皮层。

4.根据权利要求2所述的复合型材，其特征在于，所述密封塞部与覆盖皮层为一体成型。

5.根据权利要求1所述的复合型材，其特征在于，所述木质纤维再生型材芯体由具有一定长径比的纤维制得。

6.根据权利要求1至5任一项所述的复合型材，其特征在于，所述包覆皮层为塑料包覆皮或塑料木粉复合包覆皮。