CN105400090A

CN105400090A - 复合材料

Info

Publication number: CN105400090A
Application number: CN201510349173.9A
Authority: CN
Inventors: P·佩尔托拉; K·马斯托尼
Original assignee: UPM Kymmene Oy
Current assignee: UPM Kymmene Oy
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2016-03-16
Also published as: US20160068668A1; JP2016056343A; EP2993203A1; FI20145775A

Abstract

本发明涉及一种天然纤维塑料复合产品，该产品包含热塑性聚合物和干燥的脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。本发明还涉及制备天然纤维塑料复合产品的方法。

Description

复合材料

发明领域

本申请涉及天然纤维塑料复合物，包含该天然纤维塑料复合物的产品，以及制备所述复合物和产品的方法。本申请更具体涉及包含脱墨污泥作为填料和/或加强材料的天然纤维塑料复合物。

背景

天然纤维塑料复合产品通常包含有机纤维材料和至少一种塑料聚合物，所述有机纤维材料通常来源于木材，例如锯屑。所述复合产品可用于诸多用途，例如用于家具、甲板、栅栏、窗框和门框。

发明内容

已经发现脱墨污泥可用作天然纤维塑料复合产品中的填料和/或加强材料。在脱墨工艺中脱墨污泥作为侧流形成，通常包含矿物填料、纤维和油墨。至今为止所述侧流已经用作填埋物或燃烧物。干污泥的组分通常包含约20％(w/w)的纤维素纤维和约70％的矿物，主要是碳酸钙。油墨的量很少，但是非常重要，因为它影响最终产品的外观，使污泥在复合产品中的应用很有挑战性。

一个实施方式提供一种天然纤维塑料复合产品，该产品包含热塑性聚合物和干燥的脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。

一个实施方式提供一种制备所述包含脱墨污泥的天然纤维塑料复合物的方法。

一个实施方式提供包含所述天然纤维塑料复合物的复合产品，所述天然纤维塑料复合物包含脱墨污泥。

一个实施方式提供一种天然纤维塑料复合产品，其包含第一层和第二层，所述第一层形成所述产品的至少一部分表面，其中，

-第一层包含热塑性聚合物和纤维素基颗粒，

-第二层包含热塑性聚合物和干燥的脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。

一个实施方式提供了一种制造天然纤维塑料复合产品的方法，该方法包括：

-形成产品的第一层，所述第一层包含热塑性聚合物材料和纤维素基颗粒，所述第一层形成产品的至少一部分表面，和

-由包含热塑性聚合物和脱墨污泥的混合物形成产品的第二层，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。

独立权利要求中揭示了主实施方式。在从属权利要求中揭示了各种实施方式。除非另有说明，从属权利要求中所述的特征可以互相自由组合。

当商品填料被常常认为是废料的材料替代时，提供了与环境压力相关的效应。

一方面，当填埋场中的废料可用于他处，这些废料的量可以减少。而且，需要燃烧的废料也减少，因此释放的温室气体也减少。此外，在复合材料中可以包括相对较多的脱墨污泥。

另一方面，新鲜填料如滑石或碳酸钙的量减少，不可再生的天然资源的用量减少。例如，新鲜填料的开采和再加工(例如研磨)消耗大量能量和资源。财政上可以节省大量开支，因为所述侧流的总成本预估约为18M€。如果这些侧流可转化为新产品如填料和加强材料，财政价值变得更高。

当在复合物中用脱墨污泥(通常具有较低的纤维含量)代替新鲜填料和/或加强纤维时，在复合产品的制备方法中可使用较高的温度。这提供了可以使用具有较高熔化温度的热塑性聚合物而不会损害填料和加强材料的效应。这样能够制备耐热性复合物，可用作例如技术塑料或用于代替聚酰胺玻璃纤维。

当含再循环污泥的聚合物发泡时，在较高填料含量下实现产品的高熔体强度。这通常是有挑战性的，提供获得高品质产品的效果，所述高品质是例如增加的刚度和尺寸稳定性，以及降低的重量和成本。

所得到的具有良好熔体强度的复合材料能制备耐久且均匀的产品，该产品可用于例如具有薄层或薄壁的产品。

当含脱墨污泥的复合材料用于具有至少两层的复合产品时，再循环的含油墨材料的不佳外观可以被另一复合物层覆盖，但是，该另一复合物层应与含污泥的复合物相容。这样提供的效果是，在产品中可以使用大量含油墨材料，产品具有可接受的表面外观，在发泡时是轻质且耐久的。含污泥的复合物提供加强性质，可以通过能够进行两个不同复合物层之间良好粘附的方法制备。

附图简要说明

图1a-1e显示两层产品的例子。

图2显示依据一个实施方式的设置的一个例子。

图3以简化示意图的方式显示依据一个实施方式的方法的一个例子。

图4显示所得产品的拉伸强度和挠曲强度。

图5显示所得产品的抗冲强度。

图6显示产品的一个例子。

发明详述

除非另有说明，文中揭示的百分数值表示干重的重量百分数。一个实施方式提供了一种天然纤维塑料复合产品，该产品包含至少一种热塑性聚合物、有机纤维和矿物填料，其中所述复合产品含有或包含脱墨污泥，所述脱墨污泥含有或包含有机纤维如纤维素纤维和矿物。有机纤维和矿物纤维至少部分地来源于脱墨污泥。脱墨污泥可提供含有机纤维和矿物填料的材料的至少50％(w/w)，或至少60％(w/w)，或至少70％(w/w)，或至少80％(w/w)，或至少90％(w/w)，或至少95％(w/w)。在一个实施方式中，所有有机填料和矿物填料来源于脱墨污泥，或至少99％(w/w)来源于此。但是，在一些情况中，可以添加额外的有机纤维，例如纤维素纤维，以增强复合产品的强度，例如添加的量可以为纤维的30–50％(w/w)。在一个例子中，其它再循环材料可作为填料和/或加强材料加入，例如含再循环塑料、粘合剂、硅酮等的材料。这些材料可源自例如纸和塑料层压物。这些材料可构成复合产品中约10–90％(w/w)的填料和/或加强材料，例如常规复合物中50–90％，或发泡复合物中10–20％。

脱墨是从再循环纸的纸纤维中除去印刷油墨从而制得脱墨浆料的工业方法。剩余的不可用材料主要是油墨、塑料、填料和短纤维，称为污泥。所生产的污泥被认为主要是两种类型：高灰污泥(>30％干重)和低灰污泥(<30％干重)。高灰污泥是纸浆厂产生的化学絮凝污泥，由再循环纤维生产纸所产生的原污泥，以及造纸厂产生的脱墨污泥。低灰污泥表示纸浆厂或造纸厂产生的原污泥、二次污泥或生物污泥。

用于制备复合产品的原料通常由污泥形成，所述污泥包含废纸处理和/或造纸厂和/或废水处理设施的废弃物。通过在至少一个干燥步骤中干燥来处理污泥。所述污泥包含来自废纸处理和/或造纸厂和/或废水处理设施的废弃物，例如污泥、废弃物和残余物。在一个实施方式中，污泥至少包含来自废水处理的废弃物，诸如污泥、废弃物和残余物，例如RCF污泥。在一个实施方式中，污泥主要包含来自废纸处理的废弃物，例如来自脱墨工艺的废弃物，例如RCF污泥。此外，污泥可包含来自造纸厂的废弃物，例如污泥、废弃物和残余物。通常，这些造纸厂废弃物不包含生物污泥。此外，污泥可包含来自废水处理设施的废弃物，例如污泥，例如原污泥和/或生物污泥。此外，污泥可包含来自任何纸工业处理的废弃物，例如污泥、废弃物和残余物。此外，污泥还可包含来自其它工艺的污泥和废弃物。在本文中，RCF污泥表示任何RCF废弃物，例如脱墨废弃物或任何来自RCF工艺的不同RCF废弃物的组合，即来自再流通或再循环的纤维设施，其中对废纸进行处理。污泥可包括纸涂层中使用的矿物，填料和印刷油墨，以及纤维，细料，粘性材料如淀粉，胶乳和粘合剂，以及其它无机组分和/或少量其它组分，优选其它废弃组分。在一个例子中，污泥包含50–90％(w/w)，例如60–80％(w/w)的无机组分。在一个例子中，污泥包含小于90％(w/w)，例如小于85％(w/w)的无机组分。在一个例子中，污泥包含大于55％(w/w)，例如大于60％(w/w)的无机组分。污泥可以是高固体污泥，其中干固体含量可约为50–70％。污泥在使用之前可以脱水，形成高固体污泥。在一个例子中，在脱水过程中利用重力台、盘式过滤器和/或螺旋压机等对污泥进行处理。

在一个例子中，污泥包含50-100％(w/w)来自废纸处理的废弃物。在一个例子中，污泥包含80-100％(w/w)的来自废纸处理的废弃物。在一个例子中，污泥包含大于80％(w/w)、优选大于90％(w/w)的来自废纸处理的废弃物。在一个例子中，污泥包含大于80％(w/w)的RCF污泥。在一个例子中，污泥包含大于90％(w/w)的RCF污泥。在一个例子中，污泥包含80-100％(w/w)的RCF污泥。在一个例子中，污泥包含小于50％(w/w)，或小于40％(w/w)，或小于30％(w/w)或小于20％(w/w)的来自造纸厂的废弃物。在一个例子中，污泥包含小于10％(w/w)的来自造纸厂的废弃物。在一个例子中，污泥包含小于50％(w/w)，或小于40％(w/w)，或小于30％(w/w)，或小于20％(w/w)的来自废水处理设施的污泥。在一个例子中，污泥包含小于10％(w/w)来自废水处理设施的污泥。在一个例子中，污泥包含小于50％(w/w)，或小于40％(w/w)，或小于30％(w/w)的来自造纸厂的废弃物和来自废水处理设施的污泥。在一个例子中，污泥包含小于20％(w/w)的来自造纸厂的废弃物和来自废水处理设施的污泥。在一个例子中，污泥包含50-100％(w/w)的来自造纸厂的废弃物。在一个例子中，污泥包含小于50％(w/w)的来自废纸处理的废弃物。

可以在一个或多个干燥步骤中进行干燥。在一个例子中，干燥在一个步骤中进行。在一个例子中，干燥在至少两个干燥步骤中进行。优选地，在干燥后，干污泥的水分含量低于15％，或低于10％，或低于5％，或低于4％，或低于3％，或低于2％，或低于1％。

可利用选自下组的干燥装置进行干燥：间接干燥器，直接污泥干燥器，桨式干燥器，闪蒸干燥器，流化床干燥器，旋风干燥器，空气干燥器，空气研磨器，转子磨机，离心磨机，空气紊流磨机，空气紊流干燥器，任何其它合适的干燥机和其它合适的磨机，以及它们的组合。可利用其中颗粒被相互隔开的空气干燥器或空气研磨器进行干燥。在一个例子中，通过转子磨机进行干燥。当在转子磨机中进行干燥时，热干燥和机械干燥可同时进行，确保干燥过程中材料的纤维化和干燥。不需要额外的纤维化步骤。其它干燥装置也是可行的。在一个例子中，干燥装置还可用作研磨器。在一个例子中，研磨器可用作干燥装置。在一个例子中，在干燥的同时进行纤维化。在一个例子中，在干燥中可使用低温。在一个例子中，在25-170℃、优选25-100℃或100-170℃、更优选25-60℃或50-100℃或100-160℃的温度下干燥污泥。重要的是，对温度加以选择，使有机组分不会被破坏。此外，残余热量，例如来自磨机的残余热量可用于本发明的方法。

在一个例子中，该方法包括在污泥干燥后分离或崩解团聚物的额外步骤。可使用本身已知的任何崩解或压碎装置进行团聚物的崩解。

在一个例子中，污泥的压碎与干燥结合进行。在一个例子中，团聚物在干燥过程中破裂，因此不需要单独的压碎步骤。在一个例子中，该方法在干燥之前包括压碎污泥的预处理步骤。可用本身已知的任何压碎装置进行压碎处理。

复合产品中使用的脱墨污泥通常在运输和/或使用之前进行干燥。干污泥的含水量或湿含量可以为0.1–10％(w/w)，例如0.1–1％(w/w)。污泥可包含25–45％(w/w)的有机材料和55–75％(w/w)的矿物，通常大多是碳酸钙(通常占总含量的50–60％(w/w))。其它矿物包含高岭土和滑石。有机材料包含有机纤维，主要是纤维素纤维，粘合剂，胶乳，淀粉和其它提取的木组分，例如树脂，脂肪和树脂酸。在一些例子中，污泥包含约17–19％的纤维素纤维。粘性物(粘合剂，胶乳，淀粉等)的量可以例如约为11–13％，提取物的量约为0.5％。在一个实施方式中，污泥含10–30％(w/w)，例如15–25％(w/w)，例如17–23％(w/w)的纤维素纤维。在一个实施方式中，污泥含55-75％(w/w)，例如65-75％(w/w)，例如67-73％(w/w)的矿物。在一个实施方式中，污泥含10–30％(w/w)的纤维素纤维和55-75％(w/w)的矿物。在一个实施方式中，污泥含15-25％(w/w)的纤维素纤维和65-75％(w/w)的矿物。或者，含量可定义为有机物(例如约30％)和无机物(例如约70％)。污泥的总含量100％中还包含极少量的油墨和其它材料，例如其它有机材料。

油墨含量可以例如为污泥总干含量的0.01–1％(w/w)。有机纤维大多是纤维素纤维，因此纤维的纤维素含量为80–100％，例如90–100％，例如95–100％。在一个例子中，有机纤维基本由纤维素纤维构成，例如约99％或约100％的纤维素纤维，或99–100％。

通常，复合物可包含5–90％(w/w)的干污泥。在一个实施方式中，复合物包含30-80％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含55-65％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含20-70％的热塑性聚合物和30-80％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含30-45％的热塑性聚合物和55-70％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在复合物干重中脱墨污泥的总量的例子包括约30％,40％,50％,60％,70％,80％和90％(w/w)。

复合物包含至少一种热塑性聚合物或塑料。热塑性材料是一种在高于特定温度的情况下会变得易弯或可模塑且在冷却时回到固体状态的塑料。热塑性聚合物的例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚酰胺(尼龙)，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚四氟乙烯(特氟纶(Teflon))，聚对苯二甲酸乙二酯以及它们的混合物。

热塑性聚合物可以是热塑性聚烯烃或其混合物，或者聚烯烃和其它热塑性聚合物的混合物，或衍生自热塑性聚合物的聚合物。热塑性聚烯烃的例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚甲基戊烯和聚丁烯-1。在一个实施方式中，热塑性聚合物包含以下组分或由以下组分组成：聚烯烃，例如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。在一个实施方式中，热塑性聚合物包含聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯。在一个实施方式中，热塑性聚合物是聚烯烃。

在一个实施方式中，热塑性聚合物的熔化温度高于200℃。在此情况中，热塑性聚合物可选自例如聚酰胺，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚碳酸酯。而且，某些聚乙烯可具有例如高熔化温度。

聚丙烯是玻璃化转变温度约为-20℃(无规立构聚丙烯)或约0℃(全同立构聚丙烯)的热塑性聚合物。合适的聚丙烯或衍生自聚丙烯的聚合物的例子包括PP均聚物，无规PP共聚物，PP嵌段共聚物，PP三元共聚物，PP弹性体和PP塑性体。

聚乙烯是可基于密度和支化分为数种不同类别的热塑性聚合物。这些类别的例子包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，超低分子量聚乙烯(ULMWPE或PE-WAX)，高分子量聚乙烯(HMWPE)，高密度聚乙烯(HDPE)，高密度交联聚乙烯(HDXLPE)，交联聚乙烯(PEX或XLPE)，中密度聚乙烯(MDPE)，线型低密度聚乙烯(LLDPE)，低密度聚乙烯(LDPE)，极低密度聚乙烯(VLDPE)和氯化聚乙烯(CPE)。根据聚乙烯的类型，熔点和玻璃化转变温度可变化。对于中密度和高密度聚乙烯，熔点通常为120–180℃，平均而言，低密度聚乙烯的熔点为105–115℃。LDPE的玻璃化转变温度约为-125℃。

聚氯乙烯(PVC)是通过氯乙烯单体聚合产生的聚合物。未加工PVC的热稳定性极差，因此在方法中需添加热稳定剂，以确保产品的性质。当温度达到140℃时，PVC开始分解，熔化温度在大约160℃开始。

在一个实施方式中，天然纤维塑料复合产品包含10-80％(w/w)(干重)的塑料聚合物，优选热塑性聚合物。在一个实施方式中，天然纤维塑料复合产品包含20-80％(w/w)(干重)的塑料聚合物，优选热塑性聚合物。在一个实施方式中，热塑性聚合物的总量为复合物干重的10-60％。在一个实施方式中，热塑性聚合物的总量为复合物干重的10-50％。在一个实施方式中，热塑性聚合物的总量为复合物干重的10-40％。在一个实施方式中，热塑性聚合物的总量为复合物干重的10-30％。在复合物干重中热塑性聚合物的总量的例子包括约10％,20％,30％,40％,50％,60％,70％和80％(w/w)。

在一个实施方式中，复合物包含10-70％的热塑性聚合物和30-90％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含20-70％的热塑性聚合物和30-80％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含30-70％的热塑性聚合物和30-70％(w/w)的干燥的脱墨污泥。

在一个实施方式中，热塑性聚合物包含聚烯烃。在一个实施方式中，在复合物中所用的热塑性聚合物中，聚烯烃的总量为至少60％(w/w)或至少70％(w/w)，更优选至少75％(w/w)或至少80％(w/w)，最优选至少85％(w/w)或至少90％(w/w)。

复合物可包含新鲜和/或再循环的热塑性聚合物。在一个例子中，复合物中至少50％(w/w)或至少60％(w/w)的热塑性聚合物是再循环的。还可以仅使用再循环的热塑性聚合物。在一个例子中，复合物包含至少一种再循环的热塑性聚合物，更优选复合物包含至少两种再循环的热塑性聚合物。在一个例子中，再循环的热塑性聚合物包含聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)和/或聚氯乙烯(PVC)和/或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。

复合物可包含其它矿物填料。矿物填料可包括高岭土，重质碳酸钙，沉淀碳酸钙，二氧化钛，硅灰石，滑石，云母，二氧化硅或它们的混合物。复合物还可包含添加剂，诸如着色剂、紫外稳定剂、偶联剂、发泡剂(起泡剂)和/或润滑剂。着色剂或染料可用于补偿由于污泥中存在的印刷油墨而导致的复合物的深色，甚至黑色。可用的着色剂的例子包括黑色和白色着色剂，它们可用于获得更可接受的产品颜色。但是，着色剂通常不能隐藏印刷油墨的所有不利颜色。在一个实施方式中，复合物包含偶联剂。复合产品中偶联剂的含量可为1-3％(w/w)。偶联剂可包括例如马来酸酐官能化的HDPE，马来酸酐官能化的LDPE，马来酸酐改性的聚乙烯(MAHPE)，马来酸酐官能化的EP共聚物，丙烯酸官能化的PP,HDPE,LDPE,LLDPE和EP共聚物，苯乙烯/马来酸酐共聚物，乙烯基三烷氧基硅烷，或它们的组合。

一个实施方式提供一种制备天然纤维塑料复合产品的方法，该方法包括提供热塑性聚合物和包含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，对这些材料进行混合，将所述混合物成形为复合产品。热塑性聚合物可作为小粒或颗粒形式提供。这是指颗粒物质的物理状态，其中所述颗粒物质具有足够小的颗粒尺寸，因此该物质本身成为基本自由流动性的聚集体。该术语包括物质细小到作为粉末形式的状态。在材料混合后，将混合物加热到所需温度，以使热塑性聚合物熔化，形成能成形为所需产品的熔体。所述成形可包括例如使复合材料成形为复合制品。在复合产品成形后，使热塑性聚合物硬化或冷却，得到最终产品。所述方法可以是间歇法或连续法。

在一个例子中，用于制造天然纤维塑料复合产品的方法包括：

-提供

热塑性聚合物和

含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-将这些材料混合,

-将该混合物加热到热塑性聚合物的熔化温度之上，以及

-将该混合物成形为复合产品。在一个实施方式中，脱墨污泥以干燥形式提供。

热塑性聚合物的熔化温度或熔点可以例如为约120℃,约130℃,约150℃,约155℃,约160℃,约170℃,约180℃,约190℃,约200℃,约220℃，约300℃，或甚至约327℃。极高熔点的一个例子是聚酰胺(尼龙(Nylon))的熔点，约190–350℃，或聚四氟乙烯(特氟纶(Teflon))的熔点，约327℃。“在热塑性聚合物的熔化温度之上”表示热塑性聚合物至少部分地熔化并可进行处理的温度，可包括所述熔化温度。

-提供热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-对这些材料进行混合,

-加热所述混合物，使热塑性聚合物至少部分地熔化，以及

-将混合物成形为复合产品。

用于熔化热塑性聚合物的温度可例如为120–380℃，例如150–360℃，例如180–360℃。通常，可使用最高达380℃的温度，但是一般温度最高达360℃，最高达350℃，最高达340℃，最高达330℃，或最高达300℃。在一个实施方式中，温度范围为200–360℃。在一个实施方式中，温度范围为200-340℃。在一个实施方式中，温度范围为200-300℃。在一个实施方式中，温度范围为220-360℃。在一个实施方式中，温度范围为220-340℃。在一个实施方式中，温度范围为220-300℃。在一个实施方式中，温度范围为240-360℃。在一个实施方式中，温度范围为250-360℃。当使用高温，例如超过200℃或超过210℃或超过220℃或超过230℃或超过240℃的温度时，可使用如聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯(PC)之类的聚合物。这些材料具有高熔点，因此得到的产品也能耐受高温。在较低温度，例如低于180℃或低于160℃的温度下，也可以使用聚烯烃。对于聚烯烃，可使用的温度例如为120–190℃或120–180℃。在一个例子中，温度范围为150-200℃。在一个例子中，温度范围为180-200℃。在一个例子中，温度范围为180-220℃。

在一个实施方式中，热塑性聚合物的熔化温度为至少200℃，例如至少220℃，或至少230℃，或至少240℃，或至少250℃，或至少260℃。在一个实施方式中，热塑性聚合物包括选自以下的热塑性聚合物：聚苯乙烯聚酰胺，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚碳酸酯。

-提供熔化温度高于200℃的热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-对这些材料进行混合,

-将所述混合物加热至200–260℃的温度，和

-将混合物成形为复合产品。

-提供熔化温度高于220℃的热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-对这些材料进行混合,

-将所述混合物加热至220-360℃的温度，和

-将混合物成形为复合产品。

聚酰胺是具有通过酰胺键连接的重复单元的大分子。依据重复单元的类型数目，聚酰胺可以为均聚物或共聚物。

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是可作为能再循环的材料用于装载饮料、食品和其它液体的容器的热塑性聚合物树脂。二醇改性的聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)表示其中环己烷二甲醇被加成到聚合物主链上替代乙二醇的PET。PETG是可用于数种模塑应用的透明无定形热塑性材料。通常，PET能耐受高温，熔点约为250–260℃。PET还可以用间苯二甲酸改性，间苯二甲酸代替一部分1,4-(对位-)连接的对苯二甲酸酯单元。这样在PET链中产生角度，干扰结晶，降低聚合物的熔点。

聚碳酸酯是含碳酸酯基团(–O–(C＝O)–O–)的聚合物。大多数商业上感兴趣的聚碳酸酯来源于刚性单体。可用特征包括耐温度性，抗冲性和光学性质之间的平衡使聚碳酸酯介于日用塑料和工程塑料之间。聚碳酸酯是耐久性材料。尽管聚碳酸酯具有高抗冲性，但是其耐刮擦性较差，因此对聚碳酸酯眼镜片和聚碳酸酯外部汽车部件施加硬涂层。聚碳酸酯的性质非常类似于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,丙烯酸类)的性质，但是聚碳酸酯更强，可在较宽的温度范围内使用。聚碳酸酯的熔化温度约为230–260℃。

聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)是常用作轻质或耐碎的玻璃替代物的透明热塑性材料。尽管技术上它不属于玻璃，传统上有时也将该物质称为丙烯酸玻璃。化学上，它是甲基丙烯酸甲酯的合成聚合物。PMMA的熔化温度约为160℃。

聚苯乙烯(PS)是由单体苯乙烯(一种液体石化产品)制备的合成芳族聚合物。聚苯乙烯可以是硬质或发泡的。通常，常规目的的聚苯乙烯是透明、坚硬和脆性的。聚苯乙烯是单位重量很便宜的树脂。聚苯乙烯在室温下为固态(玻璃态)，但是如果加热到约100℃(其玻璃化转变温度)以上，它能流动。在冷却后，该材料又变硬。这种温度行为适用于挤出，也适用于模塑和真空成形，因为它可以浇注到具有细微特征的模具中。

通常，在热塑性聚合物加热后，产品可以冷却以使材料硬化。通常，继续冷却，直到产品的温度，或者至少产品表面的温度在20–60℃或达到环境温度。可以在一个或多个步骤中进行冷却。在一个例子中，例如第一冷却在约150–180℃，第二冷却在约60–140℃。可使用不止一个冷却温度以避免所形成的产品中大幅度的温度变化，这会对产品结构造成负面影响。该复合产品可以在该阶段给出最终形状，或者可以进一步加工，例如通过热成形方法如成形加压或模塑技术由片状或粒状形式再加工。

复合产品可以如上所述为非发泡形式，或者可以为发泡形式。

发泡复合产品

在一个实施方式中，复合产品或复合材料以发泡形式存在。更具体地，一个实施方式提供一种发泡形式的天然纤维塑料复合产品，该产品包含热塑性聚合物和脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。

塑料的发泡节省了材料，使复合物更轻，但是更易碎。发泡还可以制备具有高精细结构即高尺寸精确度的产品。但是，因为低熔体强度和不受控制的泡沫形成，复合物如木塑料复合物的发泡是存在问题的。通常，纤维如纤维素纤维会干扰发泡。

通常，复合物可包含5-80％(w/w)的干污泥。但是，发现当在复合物中使用一定量的污泥，例如约60％(w/w)干污泥时，观察到良好的熔体强度，复合物可以实现良好的发泡。通常，在复合物中无法使用如此高百分含量的填料材料而同时保持高熔体强度。这可能是由于较低的污泥纤维含量和/或较小的粒度。

在一个实施方式中，复合物包含位于发泡的热塑性聚合物中30-65％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含位于发泡的热塑性聚合物中55-60％(w/w)的干燥的脱墨污泥。在一个实施方式中，复合物包含35-70％的热塑性聚合物和30-65％(w/w)的干燥的脱墨污泥。复合物包含40-45％的热塑性聚合物和55-60％(w/w)的干燥的脱墨污泥。

当使用发泡的热塑性聚合物时，可以得到较轻的产品，同时由于所需的材料较少，节省了材料成本。

通常，通过使用起泡剂或发泡剂来实现发泡。发泡剂是能通过发泡过程在各种能经历硬化或相转变的材料如聚合物、塑料和金属中产生多孔结构的物质。通常在发泡材料是液体阶段时，施加发泡剂。基质中的多孔结构降低了密度，提高了隔热和隔音性能，同时提高了原始聚合物的相对刚度。

起泡剂或发泡剂大致分为两类：物理发泡剂和化学发泡剂。各种气体和挥发性液体用作物理发泡剂。化学发泡剂(CFA)可以是在热分解下会释放气体的有机或无机化合物。CFA通常用于获得中密度至高密度泡沫材料，且常与物理发泡剂联用获得低密度泡沫材料。物理发泡剂的例子包括二氧化碳，氮气以及烃，例如戊烷、异戊烷和环戊烷。

化学发泡剂包括例如异氰酸酯和水(用于PU)，偶氮，肼和其它基于氮的材料(用于热塑性和弹性泡沫材料)，碳酸氢钠(小苏打(akabakingsoda),用于热塑性泡沫材料)。在此，在工艺热或反应聚合物放热促进下通过化学反应形成气态产物和其它副产物。因为发生发泡反应，形成低分子量化合物作为发泡剂，还释放了额外的放热。

例如，在加热混合物之前或加热过程中向热塑性聚合物和脱墨污泥的混合物中添加化学发泡剂。

一个实施方式提供一种制备天然纤维塑料复合产品的方法，该方法包括提供热塑性聚合物和包含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，使这些材料混合并发泡，将所述混合物成形为复合产品。在材料混合后，将混合物加热到所需温度，以使热塑性聚合物熔化，形成能发泡并成形为所需产品的熔体。在复合产品成形后，使热塑性聚合物硬化或冷却，得到最终产品。通常，上文关于常规复合物中描述的相同材料和工艺条件也可用于制备发泡复合物。

用于熔化热塑性聚合物的温度可例如为150–360℃，例如180–360℃。在一个实施方式中，温度范围为200-360℃。在一个实施方式中，温度范围为200-340℃。在一个实施方式中，温度范围为220-360℃。在一个实施方式中，温度范围为240-360℃。当使用高温，例如超过200℃或超过220℃的温度时，可使用如聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯(PC)之类的聚合物。这些材料具有高熔点，因此得到的产品也能耐受高温。在较低温度，例如低于180℃或低于160℃，也可以使用聚烯烃。对于聚烯烃，可使用的温度例如为100–190℃或100–180℃。

在一个例子中，用于制造发泡天然纤维塑料复合产品的方法包括：

-提供热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-对这些材料进行混合,

-将该混合物加热到热塑性聚合物的熔化温度之上，

-使混合物发泡，以及

-使混合物成形为复合产品。

-提供熔化温度至少为200℃的热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-使这些材料混合,

-将所述混合物加热至200-360℃的温度，

-使混合物发泡，以及

-将混合物成形为复合产品。

-提供熔化温度至少为220℃的热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-对这些材料进行混合,

-将所述混合物加热至220-360℃的温度，

-使混合物发泡，以及

-将混合物成形为复合产品。

双层复合产品

脱墨污泥中的油墨和其它杂质可能影响最终复合产品的外观。而且，特别是在户外使用或储存时，产品可能褪色。污泥的颜色和组成也可能变化，也会影响产品的外观。因此，可以在含脱墨污泥的有色复合物上施加覆盖层，例如非透明覆盖层。该覆盖层可以是漆层等，或者可以是不同复合材料层。覆盖层可称为第一层或外层，其它含脱墨污泥的层可称为第二层，或内层，或内复合物。

-第一层包含热塑性聚合物和纤维素基颗粒，

-第二层包含热塑性聚合物和脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。脱墨污泥还包含作为杂质的油墨。第二层可包含文中所述的任何复合材料，该复合材料包含至少一种热塑性聚合物和脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。通常，上文所述的相同材料和工艺条件也可用于制备第二层。

在一个实施方式中，热塑性聚合物包含聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯。在一个实施方式中，热塑性聚合物是聚烯烃。

在一个实施方式中，第二层包含上述熔化温度至少为200℃，例如至少220℃或至少240℃的热塑性聚合物。在一个实施方式中，热塑性聚合物包括选自以下的热塑性聚合物：聚酰胺，PET和聚碳酸酯。

在一个实施方式中，第二层是其中热塑性聚合物以发泡形式存在的复合物。更具体地，在一个实施方式中，第二层或第二层的复合材料是以发泡形式存在。在这种情况中，产物较轻，第一层保护发泡的第二层，由此提供机械强度和耐久性。所得的产品适用于例如户外使用，或者适用于任何需要保护内层的其它用途。

第一层形成产品的至少一部分表面。换言之，第一层至少部分地覆盖第二层。产品第二层中杂质如油墨的量优选大于复合产品第一层中杂质的量。第一层可覆盖第二层的至少一面，例如一面、两面、三面或四面。

因为第一层至少部分地覆盖第二层或内层，第二层可包含大量再循环的脱墨污泥。由于污泥中存在油墨，第二层的颜色为深色。通常希望这种复合产品的外表面为浅色，因此用外观更合适的材料制备的第一层覆盖第二层。

通常，用于制造天然纤维塑料复合产品的方法包括：

-形成产品的第二层，该第二层包含热塑性聚合物和脱墨污泥，所述脱墨污泥包含纤维素纤维和矿物。

-由包含热塑性聚合物材料和纤维素基颗粒的混合物形成产品的第一层，所述第一层形成产品的至少一部分表面，和

一个实施方式包括使用于形成第二层的混合物发泡，然后使该混合物成形为第二层。在此情况中，可通过如下方式制备第二层：

-提供热塑性聚合物和含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-将这些材料混合,

-将该混合物加热到热塑性聚合物的熔化温度之上，

-使混合物发泡，以及

-使混合物成形为复合产品。

通常，通过以下方式制备第一层：提供热塑性聚合物和纤维素基颗粒，使这些材料混合，将所述材料加热到热塑性聚合物的熔化温度之上，将所述混合物成形为复合产品。

在层叠方法、胶合方法、模塑方法、挤出方法或焊接方法中形成第一层和/或第二层。

挤出是用于产生固定截面轮廓的物体的方法。推动或拉动材料通过具有所需截面的模头。该方法与其它制造方法相比的两个主要优点是其能够产生非常复杂的截面，能加工易碎的材料，这是因为材料仅仅经受到压缩和剪切应力。还可以形成具有极佳表面精整的部件。在挤出方法中，将热塑性聚合物与填料和/或加强材料混合，送入挤出机中，在该挤出机中将材料加热到所需温度，并推动材料通过模头，得到挤出物。挤出可以是连续的(理论上产生无限长材料)或半连续的(产生许多工件)。挤出方法的一个例子是挤出模塑。

共挤出是通过具有两个或更多个孔口的单个模头挤出两种或更多种材料的方法，所述孔口经过设置，使得挤出物合并且熔合在一起形成层状结构，然后冷却。各材料经独立的挤出机进入模头，但是孔口可以被设置，使得各挤出机提供两层或更多层相同的材料。共挤出的优点是层压物的各层提供所需的特征性质，例如刚度、热密封性、不渗透性或对某种环境的耐受性，用任何单种材料都无法实现所有这些性质。

已经惊奇地发现，用共挤出方法可以有效地形成第一层和第二层。第二层中有大量杂质，可能干扰两个层粘附在一起，因此不鼓励使用共挤出。第二层还缺乏木质素或有助于两个层粘附在一起的其它物质。

在一个实施方式中，通过共挤出方法形成第一层和第二层。该方法是制造包含两个具有不同原料的层的产品的有效方法。例如，在共挤出方法过程中，原料的流动性质可以单独控制。通过使用共挤出，“较弱的”第二层如发泡层的性质可以得到补偿。共挤出的未发泡第一层具有较高的抗冲强度和较低含量的杂质，因此其为具有发泡第二层的产品提供强度。通过共挤出包含脱墨污泥的第二层可有效地粘附到第一外层。这样提供的效应是能够制备具有长期耐久性且能耐受机械应力的各种产品。例如，这些产品可用于户外，以及用作地板部件等。共挤出可特别用于聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯，它们使用层压法或使用粘合剂或粘合带不能合适的粘附。

在一个例子中，首先例如在注塑方法或挤出方法中分别形成第一层和第二层，然后例如在层压方法中将这两层互相粘附在一起。

在一个例子中，复合产品一个维度上的尺寸至少比产品另两个维度上的尺寸大10倍。

在一个实施方式中，天然纤维塑料复合产品是建筑元件，例如甲板或外墙板，或园林绿化元件。复合产品的例子包括栏杆、栅栏或噪音屏障。天然纤维塑料复合产品还可以是用于覆盖另一产品表面的产品，例如盖条。

附图中使用下面的附图标记：

11天然纤维塑料复合产品，也称为复合产品，

12天然纤维塑料复合产品的第一层，

12a第一层的厚度，

13天然纤维塑料复合产品的第二层，

13a第二层的厚度，

14天然纤维塑料复合产品中的孔隙，

21紧固件，

21b紧固件的头部，

22紧固元件，

23基底元件，

31用于天然纤维塑料复合产品的原料，和

32适合形成天然纤维的设备。

术语天然纤维塑料复合产品11的“第一层”12指形成所述复合产品11的至少一部分表面的层。优选地，在使用产品11时，第一层12是至少部分可见的。例如，在建筑元件的情况中，第一层12优选形成在使用中是可见的一侧的表面。在形成一部分地板的甲板的情况中，第一层12优选至少覆盖所述甲板的上表面。

术语天然纤维塑料复合产品11的“第二层”13指至少部分地被第一层12覆盖的层。换言之，术语天然纤维塑料复合产品的“第二层”13指至少部分地在第一层12“下面”的层。第二层13也可以是内层。优选地，在使用产品11时，第二层13不可见。但是，在一个例子中，在使用产品11时，第二层部分可见。

天然纤维塑料复合产品11包括两层。该产品还可包括不止两层，例如三层、四层、五层、六层、七层、八层，或者甚至超过八层。在一些例子中，产品11包括两层、三层或四层。在一个例子中，在第一层和第二层之间至少存在一个粘合剂层。

术语“纤维素基颗粒”指来源于含有纤维素的任何植物材料的纤维素颗粒。颗粒可以是粉尘(粉末)形式；优选至少部分的是纤维形式。在本申请中，长度至少为0.1mm、更优选至少为0.2mm的颗粒称为纤维颗粒或纤维，比上述更小的颗粒称为粉末颗粒或粉末。

天然纤维塑料复合物可以是例如木-塑料复合物，即来源于木材的纤维素基颗粒。在一个例子中，至少30％(w/w)、更优选至少80％(w/w)、最优选至少90％(w/w)的第一层的纤维素基颗粒是基于木材的颗粒。木材可以是软木树如云杉、松树、冷杉、落叶松、花旗松或铁杉，或硬木树如桦树、白杨、杨树、桤木、桉树或金合欢，或者软木和硬木的混合物。非木材材料可以是农业残料、草或来自棉花、玉米、小麦、燕麦、黑麦、大麦、稻、亚麻、大麻、马尼拉麻、剑麻、黄麻、苎麻、洋麻、西沙尔麻落麻(bagasse)、竹或芦苇的其它植物物质，如秸秆、叶子、树皮、种子、壳、花、蔬菜或果实。纤维素基颗粒可以是新鲜的或再循环的。

在一个例子中，产品11的第一层12中的纤维素基颗粒包括具有低木质素含量的纤维素基颗粒。优选地，纤维素基颗粒包含经过化学处理的纤维素颗粒(即所谓的无木质素的纤维素颗粒)。作为替代或补充，纤维素基颗粒来源于其中颗粒的木质素含量天生较低的植物材料。

由于环境和/或效率的原因，复合产品11中再循环原料以及其它质量参差不齐的原料和/或有色原料的量可能需要增加。但是，已经观察到，随着添加所述原料，所制造的产品11表面上的缺陷的量增加，因此复合产品11表面的外观和/或强度性质可能会下降。现在，得益于新复合产品11，该产品包括至少部分覆盖产品11表面的第一层，可以比常规产品所用更多量的再循环材料和/或有色材料和/或质量参差不齐的材料作为复合产品11的原料。因此，产品11是比常规产品更环保和/或更经济的产品。

图1a-1e显示包括第一层12和第二层13的产品11的一些例子。在图1a-1e中，显示了第一层的厚度12a和第二层的厚度13a等等。图1e显示具有孔隙14的复合产品11的例子。

第一层12可形成产品11的整个表面。在此情况中，第一层12完全覆盖第二层14。或者，仅一部分第二层13被第一层12覆盖。

图1a和1c显示第一层12覆盖复合产品11的一个表面的例子。图1b显示第一层12至少部分地覆盖复合产品11的至少四个表面、优选覆盖复合产品11的整个表面区域的例子。图1d显示第一层12至少部分地覆盖至少三个表面的例子。图1e显示建筑物护墙板的端面的例子。图1e显示的建筑物护墙板包括两个孔隙14，但是孔隙的数目可以改变。优选地，复合产品包括一个、两个、三个、四个、五个或六个孔隙14。在另一个例子中，复合产品不包括任何孔隙14。因此，产品11可以形成为实心或空心的形式。由于存在孔隙14，复合产品11的重量常常下降。

在一个例子中，复合产品的第一层12形成至少50％或至少60％、更优选至少70％或至少80％、最优选至少90％或至少95％的复合产品的表面区域。最优选地，复合产品的第一层12形成至少60％或至少70％、更优选至少80％或至少90％、最优选至少95％或至少99％的在使用时可见的复合产品11的表面区域。

复合产品11的第一层12的厚度12a优选为至少0.2mm或至少0.3mm，更优选至少0.4mm或至少0.5mm，最优选至少0.6mm或至少0.7mm。另外，复合产品11的第一层12的厚度12a优选不大于5mm或4mm，更优选不大于3mm或2.5mm，最优选不大于2.0mm或1.5mm。在一个例子中，第一层12的厚度12a为0.2-5mm。复合产品11的第一层12的厚度12a优选由第一层的中值厚度决定。如果产品11包括在其使用时可见的一侧，则第一层12的厚度12a优选由产品11的该侧的中值厚度决定。

第二层的厚度13a优选为0.5-40mm，更优选为1-20mm，最优选为3-10mm。第二层13的厚度13a优选计算为第二层的中值厚度。

在一个例子中，产品的长度比产品的厚度大至少10倍，更优选大50或100倍，最优选大200倍。作为替代或补充，产品11的宽度比产品的厚度大至少2倍，更优选至少3倍，最优选至少5倍。

复合产品的第一层包含纤维素基颗粒。由于纤维素基颗粒，第一层的性质可以得到改善。在一个例子中，产品第一层中纤维素颗粒的量为5–80％(w/w)，或10–70％(w/w)，更优选15–60％(w/w)或20–50％(w/w)，最优选30–40％(w/w)。纤维素颗粒优选包含木屑和/或机械纸浆和/或化学纸浆，其中优选使用粉末形式或纤维形式的化学纸浆，最优选使用纤维形式的化学纸浆。在一个例子中，产品的第一层中至少60％(w/w)、优选至少70％(w/w)或至少80％(w/w)、最优选至少90％(w/w)或至少95％(w/w)的纤维素基颗粒是具有低木质素含量的颗粒，即经过化学处理的纤维素颗粒和/或其中纤维的木质素含量天生较低的植物材料。在一个例子中，由产品第一层中纤维素基颗粒的总量计算的产品第一层中木质素的量小于15％(w/w)或小于10％(w/w)，更优选小于5％(w/w)或小于3％(w/w)，最优选小于2％(w/w)或小于1％(w/w)。

优选地，天然纤维塑料复合产品的第一层包含热塑性聚合物。热塑性聚合物的总量可以是第一层的20–80％(w/w)，例如20–60％(w/w)。第一层可包含新鲜和/或再循环的热塑性聚合物。优选地，第一层包含新鲜的热塑性聚合物。热塑性聚烯烃的例子包括聚乙烯，聚丙烯，聚甲基戊烯和聚丁烯-1。

在一个实施方式中，热塑性聚合物包含以下组分或由以下组分组成：聚烯烃，即聚丙烯(PP)和/或聚乙烯(PE)。如果使用聚乙烯，在复合产品的制造方法中可使用低温；因此，可以避免纤维素基颗粒的颜色变暗。有利地，第一层中使用的热塑性聚合物中至少60％(w/w)或至少70％(w/w)，更优选至少75％(w/w)或至少80％(w/w)，最优选至少85％(w/w)或至少90％(w/w)是聚烯烃。

在一个例子中，热塑性聚合物包含聚交酯(PLA)。在此情况中，在第一层的热塑性聚合物中，聚交酯的总量为至少30％(w/w)或至少40％(w/w)，例如至少50％(w/w)或至少60％(w/w)或至少70％(w/w)或至少80％(w/w)。

在一个例子中，产品的第一层和/或第二层包含聚氯乙烯(PVC)。在此情况中，所述层中PVC的总量优选为所述层中塑料聚合物的至少10％(w/w)，例如至少30％(w/w)，例如至少50％(w/w)。

第一层可包含矿物填料。矿物填料优选包括高岭土，硅灰石，重质碳酸钙，沉淀碳酸钙，二氧化钛，滑石，云母，二氧化硅或由上述两种、三种、四种、五种或六种无机填料组成的混合物。最优选地，第一层中的矿物填料包含滑石或由滑石组成。

在一个例子中，第一层包含20–80％(w/w)的热塑性聚合物，5–80％(w/w)的纤维素基颗粒和0–20％(w/w)的矿物填料，所述材料的总含量形成第一层的至少90％(w/w)，例如至少95％(w/w)，例如至少97％(w/w)。另外，第一层可包含例如添加剂，诸如着色剂、紫外稳定剂、偶联剂、发泡剂(起泡剂)和/或润滑剂。

至少在聚烯烃的情况中，复合产品可包含偶联剂。偶联剂可包括例如马来酸酐官能化的HDPE，马来酸酐官能化的LDPE，马来酸酐改性的聚乙烯(MAHPE)，马来酸酐官能化的EP共聚物，丙烯酸官能化的PP,HDPE,LDPE,LLDPE和EP共聚物，苯乙烯/马来酸酐共聚物，乙烯基三烷氧基硅烷，或它们的组合。

至少部分地被第一层覆盖的第二层可包含其它具有不同颜色的再循环材料。由于第一层，复合产品可以是耐候性的，它可具有良好的强度性质，在产品的表面上没有任何缺陷；甚至第二层的原料可以每次都有变化。

第一层可包含小于5％(w/w)或小于3％(w/w)，更优选小于2％(w/w)或小于1％(w/w)，最优选小于0.5％(w/w)的杂质。在一些例子中，第一层包含小于5％(w/w)或小于3％(w/w)，更优选小于2％(w/w)或小于1％(w/w)，最优选小于0.5％(w/w)的材料，例如木质物，印刷油墨，硅酮和/或粘合剂，或它们的组合。在一个实施方式中，第一层包含小于5％(w/w)或小于3％(w/w)，更优选小于2％(w/w)或小于1％(w/w)，最优选小于0.5％(w/w)的印刷油墨。在一个实施方式中，第一层不含任何印刷油墨。在一些例子中，第一层包含小于5％(w/w)或小于3％(w/w)，更优选小于2％(w/w)或小于1％(w/w)，最优选小于0.5％(w/w)的木质素。

得益于第一层中杂质的量较小以及其中包含的热塑性聚合物和纤维素颗粒，即使产品在其第二层中包含大量的杂质，产品的表面仍具有良好的强度性质和良好的外观。

图2显示一种设置形式的一个例子。在图2中显示复合产品11，第一层12，第一层的厚度12a，第二层13，产品11的孔隙14，紧固件21，紧固件的头部21b，紧固元件22和基底元件23。

优选地，复合产品11具有与紧固元件22相容的结构，以实现复合产品11对基底元件23的良好紧固。在使用时复合产品11中可能有一定程度的热膨胀，需要考虑这一点。

依据本发明的一个实施方式，复合产品是甲板或外墙板，复合产品11的结构使得紧固元件22(优选UPM公司制造的T型夹)可以与复合产品11一起使用。使用紧固元件22，以紧固制造的复合产品，优选与紧固件21，例如螺钉或钉子一起使用。紧固件21也可以在无紧固元件22的情况下使用。在一个例子中，复合产品包括用于紧固件21如螺钉或钉子的细长孔。得益于该细长孔，复合产品的热膨胀是允许的。在另一个例子中，通过所谓的承轨紧固元件如ALU轨道紧固元件来实施紧固。

产品11可以以这样的方式安装，使得第一层12形成产品11的可见表面。在一个例子中，天然纤维塑料复合物产品11被紧固，以构成建筑物的一部分。在一个例子中，天然纤维塑料复合物被紧固，以构成阳台的一部分。

在一个例子中，紧固件21包括头部21b。在此情况中，紧固件可以是例如螺钉或钉子，优选是螺钉。优选地，如图2所示，螺钉21的头部21b与产品11的表面平行。优选地，紧固件21与紧固元件22一起使用，以将复合产品11紧固到基底元件23上。紧固元件可具有例如T型轮廓。

图3以简化的示意图显示一些示例性实施方式。图3显示用于天然纤维塑料复合产品11的原材料31，适用于形成天然纤维塑料复合产品11的设备32，以及天然纤维塑料复合产品11。

依据本发明的系统优选包括至少一个将原料31供应到设备32的供应装置，利用设备32形成天然纤维塑料复合产品11。该设备可包括用于混合原料的装置31。该设备包括用于将原料加热到所需温度的装置，优选包括用于监测、控制和维持所需温度的装置。在一个实施方式中，该设备包括用于混合的装置和用于加热材料的装置。在一个例子中，设备32是挤出机。在一个例子中，设备32是共挤出机。在一个例子中，设备32是注塑设备。

优选使用挤出机通过挤出方法形成第一层和第二层。在一个实施方式中，通过共挤出方法形成第一层和第二层。在这些情况中，制造设备32包括挤出机，例如热挤出机。所述挤出机可包含至少一个挤出螺杆。在一个例子中，挤出机是双螺杆挤出机。在一个例子中，挤出机是串联式挤出机，例如其中材料在第一装置中熔化，转移到第二装置中，在该第二装置中将气体注入到所述材料中。

在一个一般的例子中，塑料球(nurdles,小珠，工业中常称为树脂)形式的化合物原料在重力作用下从安装在顶部的漏斗加入到挤出机的桶内。常使用添加剂(液体或小球形式的)，在加入漏斗之前，添加剂可以混入树脂中。材料通过进料口(接近桶尾部的开口)进入，与螺杆接触。旋转螺杆(例如，转速最高达120rpm)迫使塑料珠向前进入加热的桶内。由于粘性加热和其它效应，所需的挤出温度极少会等同于桶的设定温度。在大部分方法中，对桶设定加热曲线，其中三个或更多个独立的PID控制加热区缓慢地将桶的温度从尾部(塑料进入的位置)到前部逐渐升高。这使得塑料珠在被推动通过桶的过程中逐渐熔化，降低了可能导致聚合物降解的过热的风险。桶内巨大的压力和发生的摩擦产生额外的热量。

在通过桶后，熔融的混合物进入模头。所述模提供最终产品的轮廓，经过设计使得熔化的塑料均匀地从圆柱体轮廓流成产品的轮廓形状。最后，使产品通过校准单元，该单元控制截面轮廓。在校准过程中，通过使用真空将材料加工为所需形状。复合材料的性质，例如良好的熔体强度，将促进校准，生产具有高品质的产品。

然后，将该产品冷却。这可以通过拉动挤出物通过水浴来实现。但是，塑料是极好的绝热体，因此难以迅速冷却。

在一个例子中，在模塑方法如注塑方法、或层叠方法、胶合方法、模制方法或焊接方法中制造产品。

在一个例子中，首先例如在模制方法或挤出方法中分别形成各层，然后例如在层叠方法中将形成的层互相粘附在一起。换言之，可以将第一层和第二层互相层压在一起，形成产品。在此情况中，制造设备32包括层压装置。

文中所述的复合产品可用于各种用途。“复合产品”还包括含发泡聚合物的产品，以及包含第一层和第二层的产品。在一个例子中，复合产品是建筑元件，例如甲板或外墙板。在甲板或外墙板的情况中，产品可包括孔隙，或者产品可以是所谓的无任何孔隙的实心形式。

在一个实施方式中，所述产品是栏杆或栅栏。

在一个实施方式中，产品是压缝板。

在一个实施方式中，产品是噪声屏障。

在一个实施方式中，产品是杆。

在一个实施方式中，产品是框架，例如用于架子或橱柜的框架，例如厨房碗橱或家具，或厨房卫生间构建模块等。

在一个实施方式中，所述产品是家具或家具部件。

最终产品可以是壁厚较薄的产品，例如小于5mm，或小于3mm或约1mm。

在一个实施方式中，产品是板或面板，例如建筑板或建筑物护墙板，壁板或护墙板，地板或地板镶板，天花板或顶棚镶板，等等。

一个实施方式提供一种包含所述复合产品的建筑物，其中天然纤维塑料复合物被紧固件紧固，以构成建筑物的一部分。

一个实施方式提供一种包含所述复合产品的阳台，其中天然纤维塑料复合物被紧固件紧固，以构成阳台的一部分。

一个实施方式提供包含所述复合产品、紧固元件和基底元件的设置，其中所述复合产品被紧固元件和紧固件紧固到基底元件上，其中所述紧固件包括头部，所述头部与产品表面平行。

一个实施方式提供在上述产品中，例如建筑元件中，栏杆或栅栏中，压缝板中，框架(例如用于架子的框架)中，或家具或家具部件中使用包含热塑性聚合物和脱墨污泥的天然纤维塑料复合产品，所述脱墨污泥包含纤维素纤维和矿物。如文中所述，“复合产品”还包括含发泡聚合物或复合物的产品，包含第一层和第二层的产品，以及它们的组合。

实施例

脱墨污泥复合物

将包含19％纤维素纤维的脱墨污泥与聚烯烃混合。将该材料颗粒化，注塑成测试样品。与纯PP和PE以及包含滑石的配混物比较性质。

将10％,20％和50％的脱墨污泥与聚丙烯(PP)混合。将10％和50％的脱墨污泥与聚乙烯(PE)混合。

依据ISO527和ISO178测量拉伸强度和3点弯曲强度。结果见图4。

根据ISO179测量抗冲强度。测试缺口和无缺口抗冲强度。当无缺口时PP和PE没有破裂。当添加10％滑石时，观察到相同的结果。结果见图5。

工业测试

其次，在工业规模上进行测试。将再循环的聚乙烯(PE)与脱墨污泥混合。使用的配方如下：

-再循环聚乙烯(PE-HD)38％

-脱墨污泥59％

-偶联剂MAHPE3％

将材料混合，挤出为空心构型。如下所述测量该构型的性质：根据EN310,EN317,EN477,ISO1183,EN1534,EN438-2测量3点弯曲，吸水性，抗冲强度，密度，硬度和耐磨性。结果列于表1。图6显示了得到的产品。

表1.

Claims

1.一种天然纤维塑料复合产品，该产品包含热塑性聚合物和干燥的脱墨污泥，所述污泥包含纤维素纤维和矿物。

2.如权利要求1所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，所述热塑性聚合物包含聚烯烃，例如聚丙烯或聚乙烯。

3.如权利要求1所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，所述热塑性聚合物的熔化温度至少为200℃，例如至少220℃。

4.如权利要求1或3所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，热塑性聚合物包括选自以下的热塑性聚合物：聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯。

5.如上述权利要求中任一项所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，污泥含10-30％(w/w)的纤维素纤维和55-75％(w/w)的矿物。

6.如上述权利要求中任一项所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，所述复合材料是发泡的。

7.如上述权利要求中任一项所述的天然纤维塑料复合产品，其特征在于，复合物包含10-70％的热塑性聚合物和30-90％(w/w)的干燥的脱墨污泥。

8.一种包含第一层和第二层的天然纤维塑料复合产品，所述第一层形成所述产品的至少一部分表面，其中，

-第一层包含热塑性聚合物和纤维素基颗粒，

-第二层包含上述权利要求中任一项所述的天然纤维塑料复合产品。

9.一种制备天然纤维塑料复合产品的方法，该方法包括：

-提供热塑性聚合物以及含纤维素纤维和矿物的脱墨污泥，

-使这些材料混合,

-将该混合物加热到热塑性聚合物的熔化温度之上，以及

-使混合物成形为复合产品。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，热塑性聚合物包含聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热塑性聚合物的熔化温度至少为200℃，例如至少220℃。

12.如权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合物被加热到200–360℃，例如220–360℃的温度。

13.如权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，热塑性聚合物包括选自以下的热塑性聚合物：聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯。

14.一种包含权利要求1-8中任一项所述的天然纤维塑料复合产品的复合产品，其中该复合产品选自建筑元件，例如甲板或外墙体，栏杆或栅栏，压缝板，噪声障，杆，框架，例如用于架子的框架，板或面板，或者家具或家具部件。