CN104530529A - 一种塑木复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种塑木复合材料的制备方法，属于材料技术领域。本发明的制备方法，包括以下步骤：步骤一、植物纤维造粒，将植物纤维通过造粒设备，制成直径1-8mm，长度5-50mm的圆柱体颗粒；步骤二、混料，将所述圆柱体颗粒与塑料和助剂混匀，得到混合料；步骤三、制备复合材料，将所述混合料加入塑木造粒挤出机，挤出熔融状态的块状物料，再破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后进行冷却，将粒料温度降至60℃以下，制得塑木复合材料的造粒料；步骤四、将所述塑木复合材料的造粒料经过双螺杆挤出机得到塑木型材。

Description

一种塑木复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种塑木复合材料的制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
塑木复合材料是以塑料、木粉等植物纤维粉为主要原料，再加上其他助剂经挤出、模压、注射等工艺成型的一种新型复合材料，它具有不龟裂、不变形、耐腐蚀、可塑性强、能非常简单地实现个性化造型、高环保性、无污染、无公害、产品不含苯、甲醛等物质、可循环利用等，是一种全新的绿色环保产品,也是一种生态洁净的复合材料，近些年来正引起越来越多的关注。塑木复合材料可用作托盘、包装箱等包装材料，铺板、铺梁等仓储材料，房屋、地板、建筑模板等装修、装饰材料，公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳等休闲材料，汽车内装饰材、管材等。
通常塑木复合材料的制备方法是将植物纤维以粉料的状态与塑料颗粒混合，再通过造粒制成塑木复合材料颗粒，进行挤出或者注塑等加工制成制品。塑木实际生产过程中，植物纤维的自身尺寸与比例分布存在一定差异，同时与塑料颗粒的形状、尺寸差异较大，在输送和下料时，会产生塑料与植物纤维分层，植物纤维不同尺寸之间分层的情况，导致在塑木复合材料制备过程中，短时间内塑料、不同尺寸纤维分布不均匀，从而产生材料结构的变化，影响了产品的性能与质量。同时，植物纤维以粉料的形式进行生产，过程中会产生大量的扬尘，搬运、称量和加料也比较麻烦，一方面造成了环境的污染，另一方面降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出的一种塑木复合材料的制备方法，提高材料性能、减少环境污染，提高生产效率。
本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、植物纤维造粒，将植物纤维通过造粒设备，制成直径1-8mm，长度5-50mm的圆柱体颗粒；
步骤二、混料，将所述圆柱体颗粒与塑料和助剂混匀，得到混合料；
步骤三、制备复合材料，将所述混合料加入塑木造粒挤出机，挤出熔融状态的块状物料，再破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后进行冷却，将粒料温度降至60℃以下，制得塑木复合材料的造粒料；
步骤四、将所述塑木复合材料的造粒料经过双螺杆挤出机得到塑木型材。
上述方法的所述步骤一中，植物纤维包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸秆粉、椰壳、花生壳、甘蔗渣等植物纤维中的至少一种，所述植物纤维的细度为20-200目。造粒设备包括环模造粒机、模面造粒机、冲压造粒机。
所述步骤二中，塑料包括回收的或者新的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一种。助剂包括硬脂酸盐、酰胺类润滑剂或其混合物，马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯或其混合物。所述圆柱体颗粒、塑料和助剂按重量比为30-38:58-64：4-6。
所述步骤三中，冷却的方式为通过传送带空气冷却或者管路风送冷却，造粒挤出机各段加热温度为100-180℃。
本发明将粉末状的植物纤维通过造粒变为颗粒状，其优点如下：提高与塑料颗粒的混合均匀性。之前的技术，植物纤维为粉末，塑料为颗粒，两种物质外形尺寸相差较远，容易在混料过程中形成分层，使得生产过程中，前期造粒的成分与中期、后期不一致，导致产品性能波动。
进一步保护植物纤维的长径比。在塑木复合材料中，植物纤维的长径比越长，弯曲、冲击等性能越高。传统的技术中植物纤维粉末直接在造粒机螺杆中受到剪切，纤维受到破坏，长径比减小，性能降低。本发明通过纤维造粒，减少植物纤维与双螺杆的接触，保护了纤维的原始尺寸。
植物纤维粉末容易吸水，通过造粒变为颗粒，减少与空气的接触，降低植物纤维含水量，减少造粒过程中的除水能量消耗，提高植物纤维与塑料基体的界面结合性，最终降低生产能耗、提高产品性能。由于植物纤维粉末较轻，很容易飞扬，造粒后可进一步减少环境污染。
具体实施方式
实施例1
1、将植物纤维造粒，制成直径3mm，长度5mm的植物纤维颗粒；
2、将35％高密度聚乙烯、60％植物纤维颗粒、2.5％硬脂酸、2.5％马来酸酐接枝聚乙烯，按上述重量比例，有顺序地倒入混料机混合，混合时间为15min；
3、将上述混合料加入75平行双螺杆造粒挤出机中，直接挤出熔融状态的块状物料。再经过破碎机破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后通过传送带空气冷却或者管路风送冷却，将粒料温度降至60℃以下，从而制得塑木复合材料的造粒料。造粒挤出机各段加热温度为102、146、155、160、172、176、180℃。
4、分别将实验前期和实验后期的试验料通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试性能。挤出机设置温度为130-180℃。实验前期指的是一次实验过程中，刚出料时的取样，后期指的是实验快结束时的取样，以下实施例不再赘述。
实施例2
1、将植物纤维造粒，制成直径1mm，长度3mm的植物纤维颗粒；
2、将35％高密度聚乙烯、60％植物纤维颗粒、2.5％硬脂酸、2.5％马来酸酐接枝聚乙烯，按上述重量比例，有顺序地倒入混料机混合，混合时间为15min；
3、将上述混合料加入造粒挤出机中，直接挤出熔融状态的块状物料。再经过破碎机破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后通过传送带空气冷却或者管路风送冷却，将粒料温度降至60℃以下，从而制得塑木复合材料的造粒料。造粒挤出机各段加热温度为102、146、155、160、172、176、180℃。
4、分别将实验前期和实验后期的试验料通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试性能。挤出机设置温度为130-180℃。
对比例1：
1、将35％高密度聚乙烯、60％植物纤维粉料(40-100目混合)、2.5％硬脂酸、2.5％马来酸酐接枝聚乙烯，按上述重量比例，有顺序地倒入混料机混合，混合时间为15min；
2、将上述混合料加入造粒挤出机中，直接挤出熔融状态的块状物料。再经过破碎机破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后通过传送带空气冷却或者管路风送冷却，将粒料温度降至60℃以下，从而制得塑木复合材料的造粒料。造粒挤出机各段加热温度为102、146、155、160、172、176、180℃。
3、分别将实验前期和实验后期
通过65锥形双螺杆挤出机挤出成为塑木型材，并测试性能。挤出机设置温度为130-180℃。
实验结果见表1
表1
除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、植物纤维造粒，将植物纤维通过造粒设备，制成直径1-8mm，长度5-50mm的圆柱体颗粒；
步骤二、混料，将所述圆柱体颗粒与塑料和助剂混匀，得到混合料；
步骤三、制备复合材料，将所述混合料加入塑木造粒挤出机，挤出熔融状态的块状物料，再破碎成为柔软干燥的小块粒料，最后进行冷却，将粒料温度降至60℃以下，制得塑木复合材料的造粒料；
步骤四、将所述塑木复合材料的造粒料经过双螺杆挤出机得到塑木型材。
2.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，植物纤维包括木粉、竹粉、稻糠粉、秸秆粉、椰壳、花生壳、甘蔗渣等植物纤维中的至少一种，所述植物纤维的细度为20-200目。
3.根据权利要求2所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：造粒设备包括环模造粒机、模面造粒机、冲压造粒机。
4.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，塑料包括回收的或者新的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：助剂包括硬脂酸盐、酰胺类润滑剂或其混合物，马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯或其混合物。
6.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：所述圆柱体颗粒、塑料和助剂按重量比为30-38:58-64：4-6。
7.根据权利要求1所述塑木复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，冷却的方式为通过传送带空气冷却或者管路风送冷却，造粒挤出机各段加热温度为100-180℃。
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