CN104385545A - 一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，由挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置组成，挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置依次串联，塑木材料与聚合物材料经过熔融挤出供料装置和汇流器后形成层叠器多层层叠复合材料；层叠复合材料熔体进入边界成型装置，由于边界成型装置流道的上下两侧装有多排的销钉，熔体在向前流动过程中，表层材料被销钉划过，破坏其原有的层排列结构，表层由层状材料变为混合材料。采用本发明装置得到的板材，由于最外层分层受到破坏，外层边界层间发生了混合，在使用过程中，表层受到磨损时，外层边界层间发生混合使外表层增厚，易于在使用过程中对表层的处理。

Description

一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置
技术领域
本发明属于复合材料领域，涉及一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，特别是采用一种新型纳米层叠复合材料制备方法制备塑木层叠复合板，可以大幅度提高该种材料的强度、防潮性能、阻燃性能等。
背景技术
伴随着社会的不断发展和人们生活品质的不断提高，人们对室内环境的舒适度要求越来越高，许多家庭装修现已开始采用木质地板。目前市场上的木质地板主要分为实木地板和塑木地板两大类，但是实木地板价格高昂且破坏国家的森林资源，造成极大的资源浪费。若采用塑木地板，不仅价格低廉、节省资源，而且当加入相变调温材料后，使其能够调节室内温度，从而减少空调使用次数，达到绿色节能环保的目的。中国发明专利CN101085550A提到了一种制备相变储热聚合木板材的生产方法，该方法是将一定比例的木质纤维类材料、聚合物材料及各种添加剂高速混炼成中间材料，然后将中间材料与相变材料按照一定的比例高速混合后加入到专门研制的模压设备进行成型。但是模压成型时间长，效率低，增加了塑木板材的制造成本。
针对以上出现的这些问题，本发明提出了一种相变调温塑木层叠复合板的制备方法，通过挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置，使得木粉在熔体中的分布更加均匀，从而减少了木粉团聚的现象，大幅度提高了塑木材料的强度；并且由于塑木材料与聚合物材料分层分布，使其厚度可控，具有仿实木的美观效果；同时由于相变调温材料加入到聚合物材料中，可以保护相变调温材料不受到破坏，增加了相变调温材料的使用寿命和调温效果。
发明内容
本发明旨在提供一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，解决塑木复合板挤出成型强度低、模压成型时间长、效率低等问题。
可以实现上述发明目的具体技术方案如下：
本发明一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，由挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置组成，挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置依次串联。塑木材料与聚合物材料经过n个熔融挤出供料装置和汇流器后形成n层复合熔体，复合熔体进入层叠器入口沿宽度方向平均分割成m等分，每一等分在层叠器中继续向前流动时旋转90°并且展宽m倍，厚度减少到1/m倍，在层叠器的出口汇流成n×m层的出口熔体，层叠器入口熔体通道尺寸与出口熔体通道尺寸相同；串联k个相同的层叠器后，则可得到n×mk层的层叠复合材料。n和m为不小于2的整数，k为不小于1的整数。通过成型装置挤出的塑木层叠复合板具有多层的结构，且层与层之间的厚度可控，可以达到生产多种强度的性能要求。
本发明一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，经过层叠器出口的n×mk层的层叠复合材料熔体进入边界成型装置的入口。边界成型装置流道的上下两侧装有多排的销钉(也可以是楔形块、滑块等)，熔体在向前流动过程中，表层材料被销钉划过，破坏其原有的分子排列结构和层结构，增强分子之间的连接力，从而使得塑木层叠复合材料的表层拥有更高的强度。经过边界成型装置出口的层叠复合材料熔体进入挤出成型装置的入口。挤出成型装置将经过边界成型装置破坏后的层叠复合材料挤压定型，对表层材料中的分子重新排列，经过挤出成型装置出口的层叠复合材料即为最终的相变调温塑木层叠复合板。
本发明一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，为了使尽量多的相变材料在复合板中以层状的形式存在，销钉的高度最好小于或等于边界成型装置流道高度的1/10，由于塑木材料和聚合物材料都是不良的导体，这种层状相变材料调温可分阶梯状，由于相变材料相互连接，使板材在使用过程中温度更加均匀(存在热量随相变材料在层内的传递)。如果边界混合层太厚就失去了层状结构的特点，芯层的层状的作用大幅减少。
本发明一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，相变调温材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质，当周围温度高于或低于相变调温材料的相变点温度时，该种材料通过吸收和释放大量的相变潜热，以达到控制周围温度保持恒定的目的。在聚合物材料中加入相变调温材料后，当室内温度高于或低于人体舒适温度(一般人体舒适温度范围在20～30℃之间)时，相变调温材料便吸收和释放大量的相变潜热，保持室内温度的恒定，从而起到节能、环保和降耗的作用。采用该装置得到的板材，由于最外层分层受到破坏，外层边界层间发生了混合，在使用过程中，表层受到磨损，外层边界层间发生的混合使外表层增厚，易于在使用过程中对表层的处理。
附图说明
图1是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置的外观结构示意图。
图2是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置的层叠器中某段熔体扭转示意图。
图3是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置的层叠器中层叠复合原理示意图。
图4是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置值得的一种相变调温塑木复合板外观结构示意图。
图5是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置值得的一种相变调温塑木复合板其聚合物层微观粒子分布示意图。
图6是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置中边界成型装置的正面剖视图。
图7是本发明一种相变调温塑木复合板制备装置中边界成型装置的内部销钉排列示意图。
图中：1挤出供料装置，2汇流器，3层叠器，3-1入口熔体，3-2层叠扭转熔体，3-3出口熔体，4边界成型装置，5挤出成型装置，6塑木材料层，7聚合物材料层，7-1聚合物材料，7-2相变调温材料颗粒，8销钉。
具体实施方式
实施例1
本实例公开的一种相变调温塑木复合板制备装置，整体外形如附图1所示，包括有两台或多台挤出机的挤出供料装置1、汇流器2、层叠器3、边界成型装置4和挤出成型装置5。塑木材料与加有相变保温材料的聚合物材料分别加入到两台或多台挤出机中挤出供料，经过汇流器2后，塑木熔体呈现附图3中n层熔体3-1，汇流器2内的n层塑木熔体在离开汇流器2时沿宽度方向平均分割成m等分，每一等分在层叠器分叠流道3-2中继续向前流动时旋转90度并且展宽m倍，在出口端相互汇流成为n×m层的层叠塑木熔体3-3。图2是层叠器3中某段熔体旋转90度展宽示意图。当串联起k个层叠器后，塑木熔体在k个层叠器内旋转展宽，最后得到n×mk层相变调温塑木复合材料。该相变调温塑木复合材料表面为塑木材料6，塑木材料6层与层之间为聚合物材料7，图4是经过层叠器挤出后的相变调温塑木复合板的外观示意图。聚合物材料层7在整个木塑复合板中起到防潮、防水、隔热和调温的作用。聚合物材料层7与木塑材料层6分层叠合，经过层叠器3这种旋转展开的结构形式，易使得木粉基体在熔体材料中的团聚现象减少，从而使塑木在熔体中分布更加均匀，强度性能大大提高。经过层叠器3的拉伸旋转后，聚合物材料层7内的聚合物材料7-1同相变调温材料粒子7-2之间排列更加规则，从而使得相变调温材料更加有效地吸热放热调节室内温度。图5是本发明一种相变调温塑木复合板聚合物层微观粒子分布示意图。经过层叠器3出口的n×mk层的层叠复合材料熔体进入边界成型装置4的入口。边界成型装置4流道的上下两侧装有多排的销钉8，熔体在向前流动过程中，表层的塑木材料6被销钉8划过，破坏其原有的分子排列结构，增强分子之间的连接力，从而使得塑木层叠复合材料的塑木材料层6拥有更高的强度。经过边界成型装置4出口的层叠复合材料熔体进入挤出成型装置5的入口。挤出成型装置5将经过边界成型装置破坏后的层叠复合材料挤压定型，对表层的塑木材料6中的分子重新排列，经过挤出成型装置5出口的层叠复合材料即为最终的相变调温塑木层叠复合板。

Claims (3)

1.一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，其特征在于：由挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置组成，挤出供料装置、汇流器、层叠器、边界成型装置和挤出成型装置依次串联，塑木材料与聚合物材料经过n个熔融挤出供料装置和汇流器后形成n层复合熔体，复合熔体进入层叠器入口沿宽度方向平均分割成m等分，每一等分在层叠器中继续向前流动时旋转90°并且展宽m倍，厚度减少到1/m倍，在层叠器的出口汇流成n×m层的出口熔体，层叠器入口熔体通道尺寸与出口熔体通道尺寸相同；串联k个相同的层叠器后，则可得到n×mk层的层叠复合材料；n和m为不小于2的整数，k为不小于1的整数；经过层叠器出口的n×mk层的层叠复合材料熔体进入边界成型装置的入口，边界成型装置流道的上下两侧装有多排的销钉，熔体在向前流动过程中，表层材料被销钉划过，破坏其原有的层排列结构，表层有层状材料表位混合材料，分子之间的连接力增强，经过边界成型装置出口的层叠复合材料熔体进入挤出成型装置的入口，挤出成型装置将经过边界成型装置破坏后的层叠复合材料挤压定型，对表层材料中的分子重新排列，经过挤出成型装置出口的层叠复合材料即为最终的相变调温塑木层叠复合板。
2.根据权利要求1所述的一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，其特征在于：边界成型装置流道的上下两侧装有的多排销钉可更换为楔形块或滑块。
3.根据权利要求1所述的一种相变调温塑木层叠复合板的制备装置，其特征在于：销钉的高度小于或等于边界成型装置流道高度的1/10。
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