CN104210080B - 一种木塑实木复合材料共挤出成型装置 - Google Patents

一种木塑实木复合材料共挤出成型装置 Download PDF

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Abstract

一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，它涉及一种复合材料共挤出成型装置。本发明为了解决现有的木塑共挤出机组不适用于刚性的实木材料共挤出的问题。本发明的共挤模具以可拆卸形式安装在木塑挤出机的机头上，实木传送装置和冷却定型装置分别安装在共挤模具的左右两端，实木传送装置的实木快速连接装置、实木输送机、远红外干燥机和施胶装置由右至左依次连接后，施胶装置与共挤模具的右端连接，冷却定型装置的定型模的一端与共挤模具的左端连接，定型模的另一端与冷却水槽连接，所述共挤模具包括模具本体、冷模和多个导向棱，冷模安装在模具本体的左端，所述模具本体的实木进料主通道内壁上设有多个导向棱。本发明用于木塑实木复合材料共挤出成型。

Description

一种木塑实木复合材料共挤出成型装置
技术领域
本发明涉及一种复合材料共挤出成型装置，具体涉及一种木塑实木复合材料共挤出成型装置。
背景技术
木塑复合材料以其优异的性能和节能环保的特点，近年来被广泛应用，但此材料抗蠕变性能较差、综合力学性能不高，限制了其在高附加值领域的应用。木塑共挤技术是近年来兴起的分层挤出技术，能有针对性的对复合材料的表芯层进行优化挤出。目前国际上的木塑-木塑和木塑-塑料共挤出复合材料，力学强度提高不显著，木塑-金属共挤材料力学强度高，但具有材料密度大，金属内衬易锈蚀等缺点。实木材料相对木塑复合材料而言，综合力学性能较高，但其吸湿吸水后翘曲变形，易腐朽，难以进行高效的直接利用。如何对这两类资源进行优化处理是一个亟待解决的问题。
现有的木塑共挤出机组一般是并排或将共挤出机骑肩似的安装在主挤出机上，核层和壳层两种熔体在模具内分层挤出，但是这类设备对于刚性的实木材料并不适用。实木材性的特点决定了其在共挤包覆前需要连接、干燥及涂胶等处理过程，此外，共挤模具的流道设计对共挤出材料的界面及表面性能也有很大影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的木塑共挤出机组不适用于刚性的实木材料挤出的问题。进而提供一种木塑实木复合材料共挤出成型装置。
本发明的技术方案是：一种木塑实木复合材料共挤出成型装置包括木塑挤出机，共挤模具、实木传送装置和冷却定型装置，共挤模具以可拆卸形式安装在木塑挤出机的机头上，实木传送装置和冷却定型装置分别安装在共挤模具的左右两端，所述实木传送装置包括实木快速连接装置、实木输送机、远红外干燥机和施胶装置，实木快速连接装置、实木输送机、远红外干燥机和施胶装置由右至左依次配置，施胶装置配置在共挤模具的右端，冷却定型装置包括定型模和冷却水槽，定型模的一端与共挤模具的左端连接，定型模的另一端与冷却水槽连接，所述共挤模具包括模具本体、冷模和多个导向棱，冷模安装在模具本体的左端，所述模具本体的实木进料主通道出料口前部的内壁上设有多个导向棱，所述模具本体上的共挤流道由沿实木进料主通道周向分布并与实木进料主通道连通的多个分流流道连通组成，所述分流流道为锥形流道，且多个分流流道的交汇处存在拐角，分流流道与模具本体上的进料口连通，模具本体上的出料口包覆在共挤流道的四周。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1.本发明通过共挤模具中模具本体的进料口将木塑材料熔体注入到共挤流道内，木塑材料经多个分流流道包覆在实木进料主通道内的实木的外壁上，从而实现共挤出的核层为实木，壳层为木塑材料的木塑包覆实木复合材料，实现在同一个模具中制备出连续、高界面结合强度的木塑实木共挤出复合材料，有效的解决了现有的木塑共挤出机组不适用于刚性的实木材料挤出的问题。而且本发明生产控制工艺简捷，方便维修，生产效率高。
2.本发明将共挤流道的出口和模具进料口的汇合处设置成圆倒角，有利于木塑物料熔体的流动，避免物料在拐角处的积聚；表层木塑包覆的厚度和截面形状可根据不同要求灵活设计，适用范围广，易于加工。
3.本发明中的实木芯在进入共挤模具之前进行连接、加热、表面干燥和施胶处理。实木快速连接保证了共挤出的连续性，型材可根据要求截取不同长度；远红外干燥机可对实木材料进行干燥和加热处理，减小实木含水率，提高了共挤出过程中的材料加工性能和界面性能；施胶装置可对实木芯快速施胶，改善非极性木塑表层材料与极性实木材料的界面结合强度，提高了木塑实木共挤出材料的综合力学性能。
4.通过本发明生产的木塑实木复合材料既显著提高了木塑材料的抗蠕变和抗冲击性能，又克服了实木材料易吸湿吸水变形和易腐朽虫蛀等缺点，是一种综合了木材与木塑优势的新型复合材料，可广泛应用于门窗、家具、室内装饰、室外园林景观等领域。
5.本发明结构简单，易于实现，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；图2是共挤模具中关于共挤流道的结构示意图；图3是图2的侧视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种木塑实木复合材料共挤出成型装置包括木塑挤出机1、共挤模具6、实木传送装置和冷却定型装置，共挤模具6以可拆卸形式安装在木塑挤出机1的机头上，实木传送装置和冷却定型装置分别安装在共挤模具6的左右两端，所述实木传送装置包括实木快速连接装置2、实木输送机3、远红外干燥机4和施胶装置5，实木快速连接装置2、实木输送机3、远红外干燥机4和施胶装置5由右至左依次配置，施胶装置5配置在共挤模具6的右端，冷却定型装置包括定型模7和冷却水槽8，定型模7的一端与共挤模具6的左端连接，定型模7的另一端与冷却水槽8连接，所述共挤模具6包括模具本体9、冷模10和多个导向棱11，冷模10安装在模具本体9的左端，所述模具本体9的实木进料主通道9-1出料口前部内壁上设有多个导向棱11，所述模具本体9上的共挤流道9-2由沿实木进料主通道9-1周向分布并与实木进料主通道9-1连通的多个分流流道连通组成，所述分流流道为锥形流道，且多个分流流道的交汇处存在拐角，分流流道与模具本体9上的进料口9-3连通，模具本体9上的出料口9-4包覆在共挤流道9-2的四周。
本实施方式的共挤流道通过可拆卸模块用螺栓连接组装而成，流道拐角汇合处通过圆角连接；共挤流道的四周可通过加热板和温度传感器进行温度调节；共挤流道的出料口可通过机械阀或电磁阀进行流量的控制，便于控制表层熔体的出料状态；
本实施方式的共挤进料口为木塑挤出机与共挤流道相连接的部位，外部有螺纹，通过法兰与木塑挤出机机头相连；
本实施方式的冷模模块在共挤模具的出口部分，通过螺栓与模具相连接；围绕模具挤出口开有冷却通道，所述的冷却通道出入口通过内螺纹连接有快换接头，可连接管道进行通气、通油或者通水对挤出型材进行冷却。
本实施方式的实木快速连接装置，采用指接结合或榫卯结合的方法将实木端头连接；
本实施方式的远红外干燥机，通过远红外光对实木进行快速加热处理和表面干燥，提高在共挤过程中的界面结合强度。远红外干燥机采用板式结构，反射罩为铝板，主辐射器表面温度为400～700℃，根据进给实木的速度调整，加热器与实木的距离在35mm。
本实施方式的实木限位装置通过限位滑动块或定位辊实现，可在实木输送的过程中采用多组限位滑动块或定位辊，以确保实木进入共挤模具主通道的精度。
本实施方式的施胶装置，在实木进入共挤模具之前对实木四周进行施胶处理，可根据所使用胶黏剂的种类采用辊涂、刷涂、喷淋方式进行。
本实施方式的冷却定型装置，由冷却定型台和定型模组成，定型台可通过导轨进行前后上下的移动，定型模通过内螺纹连接抽真空通道和冷却介质通道。
具体实施方式二：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的分流流道的锥度为10°～20°。如此设置，分流流道为锥形变小以利于挤出建压。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的分流流道的锥度为12.5°。如此设置，分流流道为锥形变小，挤出建压效果最佳。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1、图2和图3说明本实施方式，实木进料主通道9-1横截面与木塑实木复合型材的横截面形状相同，通道的长度与共挤模具的长度一致，通道的截面形状为矩形、多边形、圆形、椭圆形或半圆形；实木进料主通道9-1内，在共挤流道出料口之前的通道内壁上，加有凸起的导向棱，本实施方式的每个导向棱11的宽度为0.2mm，厚度为1mm。如此设置，用以保证进给的实木在挤出过程中处在主通道中间。其它组成和连接关系与具体实施方式一或三相同。
具体实施方式五：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的木塑挤出机1为单螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机、平行异向双螺杆挤出机中的一种及其与平行双螺杆挤出机或锥形双螺杆挤出机的组合。如此设置，有利于对木塑原料进行充分混合、塑化并建立足够的挤出压力。其它组成和连接关系与具体实施方式一或四相同。
具体实施方式六：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的实木输送机3为辊式输送机或链式输送机。如此设置，输送辊或者链条可通过气动或液动形式进行压力的调节，通过升降控制其对实木的压紧或者松开。其它组成和连接关系与具体实施方式一或五相同。
具体实施方式七：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的多个分流流道的拐角汇合处通过圆倒角连接。本实施方式的多个分流流道的拐角汇合处的圆倒角直径为共挤流道9-2宽度的1倍。如此设置，有利于减小木塑熔体在流动中受到的阻力，利于均匀挤出。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。
本发明的工作原理是：
实木芯通过实木传送装置进入共挤模具内，与来自木塑挤出机的木塑熔体汇合，完成木塑实木包覆过程。实木芯在进入共挤模具之前依次进行连接、加热、表面干燥和施胶处理。采用木材指接或榫接方式对实木芯快速连接，保证共挤出过程中芯层材料的连续性。连接后的实木芯通过传送辊或传送链为动力向共挤模具内进给，实木输送辊或输送链可通过压紧压力和表面摩擦系数来控制输送力和输送速度。然后实木芯经过远红外干燥机进行干燥和加热处理，根据实木材料的种类和实际含水率以及实木芯输送速度调节远红外干燥机的工作功率和反射板与实木之间的距离，保证加热和干燥效果。干燥后的实木芯由施胶装置对其快速施胶，然后进入共挤模具的实木主通道，整个实木输送过程中通过滑动块进行木方限位控制，使实木芯能持续稳定地输送进共挤模具内。木塑原料在木塑挤出机中进行充分混合和塑化，经过加料段、压缩段、均化段，木塑熔体从机头挤出至共挤模具进料口，由沿实木进料主通道周向分布多个分流流道连通组成的出料口挤出包覆在施胶后实木芯的周围，形成木塑包覆实木共挤出材料，然后该共挤出材料经过冷模初步冷却后进入定型模冷却定型，再通过水槽彻底冷却后按要求截取一定长度的型材。
虽然本发明已经以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (5)

1.一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，它包括木塑挤出机(1)、共挤模具(6)、实木传送装置和冷却定型装置，实木传送装置和冷却定型装置分别安装在共挤模具(6)的左右两端，其特征在于：共挤模具(6)以可拆卸形式安装在木塑挤出机(1)的机头上，所述实木传送装置包括实木快速连接装置(2)、实木输送机(3)、远红外干燥机(4)和施胶装置(5)，实木快速连接装置(2)、实木输送机(3)、远红外干燥机(4)和施胶装置(5)由右至左依次配置，施胶装置(5)配置在共挤模具(6)的右端，冷却定型装置包括定型模(7)和冷却水槽(8)，定型模(7)的一端与共挤模具(6)的左端连接，定型模(7)的另一端与冷却水槽(8)连接，所述共挤模具(6)包括模具本体(9)、冷模(10)和多个导向棱(11)，冷模(10)安装在模具本体(9)的左端，所述模具本体(9)的实木进料主通道(9-1)内壁上设有多个导向棱(11)，所述模具本体(9)上的共挤流道(9-2)由沿实木进料主通道(9-1)周向分布并与实木进料主通道(9-1)连通的多个分流流道连通组成，所述分流流道为锥形流道，且多个分流流道的交汇处存在拐角，分流流道与模具本体(9)上的进料口(9-3)连通，模具本体(9)上的出料口(9-4)包覆在共挤流道(9-2)的四周，实木输送机(3)为辊式输送机或链式输送机，输送辊或链条通过气动或液动形式进行压力的调节，通过升降控制其对实木的压紧或者松开。
2.根据权利要求1所述一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，其特征在于：所述分流流道的锥度为10°-20°。
3.根据权利要求1或2所述一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，其特征在于：木塑挤出机(1)为单螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机、平行异向双螺杆挤出机中的一种及其与平行双螺杆挤出机或锥形双螺杆挤出机的组合。
4.根据权利要求1所述一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，其特征在于：多个分流流道的拐角汇合处通过圆倒角连接。
5.根据权利要求1或4所述一种木塑实木复合材料共挤出成型装置，其特征在于：所述多个分流流道的拐角汇合处的圆倒角直径为共挤流道(9-2)宽度的1～2倍。
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