CN106604806A - 柔性高密度纤维板及其制造方法 - Google Patents

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哈娜·达伊
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Abstract

本发明提供了一种柔性高密度纤维板，其基本上不含甲醛和异氰酸酯，并且包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体以及一种或多种可选的添加剂。另外，本发明提供了制造该柔性高密度纤维板的方法，该方法包括以下步骤：提供秸秆纤维；提供粉末状的热塑性弹性体；可选地提供一种或多种添加剂；干混秸秆纤维、热塑性弹性体粉末和可选地一种或多种添加剂，以获得混合物，该混合物包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体以及一种或多种可选的添加剂；在热塑性弹性体粉末处于熔融状态的温度下挤出所获得的混合物；以及压制所挤出的混合物。

Description

柔性高密度纤维板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种柔性高密度纤维板及其制造方法。特别地，本发明涉及基本上不含甲醛和异氰酸酯并且包括秸秆纤维和热塑性弹性体的柔性高密度纤维板及其制造方法。
背景技术
纤维板是一类由各种来源的纤维(通常是来自木材，甘蔗，大麻，稻草等的天然纤维)和粘合剂制成的产品或者甚至不含粘合剂的产品。纤维板的类型包括刨花板、中密度纤维板(MDF)和硬质纤维板。纤维板有时作为刨花板的同义词，但刨花板通常是指低密度的纤维板。纤维板，特别是MDF，在家具行业中被大量地使用。块(pieces)应该看得见的时候，纤维板上通常安装木材饰面(veneer)，使其看起来如同常规木板。在汽车行业中纤维板还用于研制造型自由的模型，例如仪表板和内门壳。
下文说明了目前生产和使用的纤维板及其优点和缺点。
经典的木质类和农用纤维类复合纤维板
目前使用的复合纤维板主要涉及木材粘合产品，其涵盖范围从纤维板扩展到层压梁(作者Arias，C，2008，书名Binderless Fiberboard Production from CynaraCardunculus and Vitis Vinifer，出版社Tarragona-Spain:University Rovira)。
为了木材的更换，建议在林业活动发生改变之后，将农用纤维作为板的主要组成部分。在这种情况下，农用纤维可以与热固性树脂粘合以形成不同的面板类型，类似于经典的颗粒和纤维板或者甚至定向刨花板(OSB)。
制造木质类纤维板和相应的农用纤维类纤维板的方法通常分为两种主要的生产方法。
第一种方法是湿法，该方法基于造纸行业中的相应方法，其中，当原纤维以簇(mat)的形式分布时，纤维在水中分布，然后被压制成板。因此，生产过程中的纤维水分含量超过20％。在湿法中，纤维板由木质纤维素纤维形成，该木质纤维素纤维预先通过特定的机械、热和/或化学工序去原纤(de-fibrillated)，其中原纤维被精制和提取。
第二种方法是干法，该方法被认为是更环保的，其中，纤维水分含量应小于20％，并且纤维分布是使用具有风道的鼓风机实现的，其中原纤维从干燥机送入以与粘合剂粘合，然后形成为网，再被压制成板。粘合工序通常在热压的帮助下使用少量的合成树脂进行。
然而，上述干法中应用的大多数可用的商业树脂包括作为主要组成部分的高含量的甲醛，如脲醛(UF)或酚醛(PF)，其引起严重的环境和健康问题，原因可能是由于随着室温下微量的树脂组分(被称为挥发性有机化合物(VOC))在内部空气中连续不断地蒸发，当它们应用于内部时吸入这些物质引起疾病，这被认为是对人类健康的巨大威胁。此外，甲醛被分类为极易挥发性有机化合物(VVOC)，因为它在19.5℃时已蒸发，这使得它是现今在建筑物中，特别地通过纤维板，推广的最危险的材料。
此外，上述干法中应用的一些可用的商业树脂包括异氰酸酯，该异氰酸酯是商业树脂亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)的主要组分。尽管非甲醛树脂也是一样，但它被认为会导致癌症，因此自2010年12月起已被欧盟归类为“R 40第3类致癌物”。
所有这些有害问题不仅在板的使用寿命期间，而且甚至在它们的使用寿命结束之后产生。特别地，适当的焚烧将是非常昂贵的，并且在这种情况下不可能进行回收或降级回收。因此，经典的木质类和农用纤维类复合纤维板的破坏影响人类、各种其他生物体以及最终地整个生态系统。
WPCs(木塑复合材料)
木粉与热塑性粘合剂一起存在，使得WPCs落入生物复合板类别，其使用塑料工业机械加工，从这个角度看，这种类型的复合材料类似于本申请中公开的纤维板。典型的商业WPC的组成成分是约70％的平均填充负荷(filling load)的木粉以及25％的热塑性聚烯烃粘合剂和5％的添加剂(作者Vogt，D，2005，书名Wood Plastic Composites(WPC)：Marketsin North America，Japan and Europe with emphasis on Germany，出版社Hürth-Germany:nova-Institut GmbH)。
WPCs的缺点主要是由主要成分木材造成的，木材是非年生资源，在世界的许多地块是不可获得的，这与农用纤维的可再生性和可获得性相反。此外，对UV(紫外线)添加剂作进一步说明，大量的阻燃添加剂必须添加到WPCs中。最后，虽然WPCs可以回收，但在几个回收循环后，缺乏进一步的生命终期选项(End-of-life option)，如可堆肥性。
无粘合剂板
再者，无粘合剂板存在于市场中，如板和不需要粘合剂，但利用热和压力来将纤维粘合在一起以形成板的类似产品。这种无粘合剂板仍然存在许多问题，特别是通过相应的加工技术只能实现大的厚度，并且存在对用于稳定的附加外部材料如纸板的依赖。除了纤维从芯中的释放以及可以将农业纤维压实的额外材料的需要之外，这些类型的纤维板的主要缺点是它们每平方米的重量和宽的面板厚度。额外材料为例如纸板或外部处理的天然纤维板。
农业纤维和弹性体
到目前为止，提供秸秆与弹性体的混合物是很少应用的。这种组合的一个示例是用于隔音的废旧回收轮胎的组合，其也可适于防止冲击损坏并且被发现具有比应用于相同场合的木质隔热面板更好的性能。面板具有不同的纤维含量，该纤维含量中稻草秸秆的重量百分比高达30％。还公开了废旧轮胎复合材料利用稻草秸秆来加强作为建筑材料的用途(作者HS，Y，2004，文章Possibility of using waste tire composites reinforced withrice straw as construction materials，October 95(1))。
根据先前的研究，由于弹性粘合剂的复杂性质，所公开的农用纤维在弹性体基质中的填充负荷相当低。这妨碍了这种以可承受的价格在商业规模上发展的良好的应用前景。
弹性/柔性纤维板
木材、软木、乳胶和聚氨酯(PU)的组合可作为公司BSW BerleburgerSchaumstoffwerk GmbH的柔性纤维板
然而，非年生可再生木材与昂贵的缓慢可再生软木的结合是该产品的主要缺点。与所建议的农用纤维相反，软木被认为是昂贵的可再生资源，由于软木是不可获得的，除了在世界的某些地区具有有限的数量之外。再者，天然组分与聚氨酯的结合及其异氰酸酯含量导致高的健康风险。此外，该产品只有一个生命终期选项，该生命终期选项是可回收性。
韩国专利申请KR 2010 0031790公开了一种高强度、轻质塑料板合成物，其包括重量占10-70份的主要原料、重量占10-70份的填料、重量占1-30份的用于重整性能的树脂化合物、重量占0-15份的用于赋予弹性的树脂和重量占0-10份的增塑剂。该主要原料是选自由PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和其它类型的废旧回收的含乙烯基的树脂构成的组中的至少一种或两种的混合物。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种具有高度柔性的柔性高密度纤维板以及相应的制造方法，该柔性高密度纤维板不含甲醛和异氰酸酯，包括来自于廉价的年生资源的天然纤维，并且可以回收并较好地堆肥。
上述目的通过如权利要求1的柔性高密度纤维板和如权利要求9的制造柔性高密度纤维板的方法来实现。本发明的其它实施例在从属权利要求中阐述。
特别地，本发明提供了一种基本上不含甲醛和异氰酸酯的柔性高密度纤维板，该柔性高密度纤维板包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体及一种或多种可选的添加剂，上述成分占总重量的100％。术语“基本上不含甲醛和异氰酸酯”是指“没有或低含量的甲醛和异氰酸酯”，其中“低含量的甲醛和异氰酸酯”是指小于或等于(≤)0.05ppm。
优选地，该柔性高密度纤维板包括80重量％至90重量％的秸秆纤维和20重量％至10重量％的热塑性弹性体以及一种或多种可选的添加剂。
关于该热塑性弹性体和该一种或多种可选的添加剂的含量为30重量％至10重量％，应注意，在含有一种或多种添加剂的情况下，添加剂的含量是以牺牲热塑性弹性体的含量为代价的。特别地，可选的添加剂的含量的范围可以为1重量％至3重量％，优选地为1.5重量％至2.5重量％，使得在这种情况下热塑性弹性体的含量可相应地变化，以提供热塑性弹性体加上添加剂的总和重量占30％至10％。
本发明柔性高密度纤维板由年生的秸秆纤维制出。秸秆纤维在没有化学预改质(chemical pre-modification)的情况下，使用经典的塑料工业机械通过基本上不含甲醛和异氰酸酯的热塑性弹性体粘合。使用没有改质的天然秸秆纤维使得这些纤维的内部天然二氧化硅含量，作为矿物阻燃剂的部分替代物是有效的。该矿物阻燃剂将以最小量添加以达到DIN 4102-B1(难以点燃)材料级别。
当本发明柔性高密度纤维板应用于室内时，这些组合参数使制造过程期间以及使用寿命期间的健康风险最小化。本发明柔性高密度纤维板具有至少一个有利的生命终期选项，因为它可以在多个回收周期中被回收，然后优选地被工业有氧堆肥，这是有助于最小化废弃物堆积的非常积极的环境解决方案。因此，在此两次实现废弃物堆积最小化：一次在生产阶段期间，由于本发明柔性高密度纤维板主要基于作为一种农用残余纤维的秸秆，第二在其使用寿命结束之后。这些生态的生命终期选项在全世界当前纤维板市场中很少存在。
因此，本发明提供了许多有利的环境状况，包括可回收性、无健康风险和废弃物堆积最小化。
除了这些生态价值，本发明柔性高密度纤维板的柔性性质使得能够使用现有的生产技术实现有吸引力的自由形态的建筑应用。
本发明柔性高密度纤维板可以提供从1mm开始的非常小的厚度，并且原则上不限于厚度的上限。然而，柔性高密度纤维板优选的最大厚度为100mm，较佳地70mm，特别地50mm、40mm或30mm。柔性高密度纤维板优选的厚度范围为 和以及这些范围的任意组合。此外，由于其柔性，柔性高密度纤维板通常可以以辊的形式运输，以最小化运输和存储成本，因此确保了最高的经济利润。
另一方面，当前市场中存在的上述已知的纤维板通常缺乏健康安全性并且引起或多或少的严重环境问题，因为所应用的粘合剂主要由大量的致癌成分组成并且具有不可回收的性质。此外，上述已知的纤维板仅适用于2D平面建筑功能。
本发明柔性高密度纤维板中使用的秸秆从农业残流中获得，并且是最便宜的(40至60欧元/吨)可获得的天然纤维。在全世界从谷类作物农业流中可大量获得该天然纤维。据2011年FAO(联合国粮食及农业组织)和世界银行所载，亚洲国家，特别地中国，然后北美洲，特别地美国，其次欧洲，特别地德国，然后南美洲，最后北非和中东，是世界上主要的秸秆生产国。
根据本发明的一个优选实施例，秸秆纤维选自由小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维、稻草秸秆纤维、燕麦秸秆纤维、大麦秸秆纤维和黑麦秸秆纤维构成的组。在这些不同种类的秸秆纤维中，小麦和稻草秸秆纤维是特别优选的。稻草秸秆纤维甚至是更优选的，这是由于它们天然高的二氧化硅含量，该二氧化硅含量可以是二氧化硅的重量百分比高达20％，该二氧化硅是天然阻燃剂。
根据本发明的优选实施例，柔性高密度纤维板的秸秆纤维的长度小于或等于(≤)5.0mm，优选地≤3.0mm，更优选地≤2.5mm。实际纤维长度很大程度上取决于柔性高密度纤维板内秸秆纤维的给定量。在本发明中，具有这种确定的纤维-长度比率的70-90％的纯“未杂化”天然纤维(基本的可再生资源-农业残余物-未被化学改质/加工的)是可得到的。
根据本发明的优选实施例，一种或多种可选的添加剂选自由阻燃剂、偶联剂(优选地硅烷偶联剂和马来酸酐)、防水剂(优选地氯化钙)和彩色颜料构成的组。作为彩色颜料，细颗粒颜料，优选地热塑类产品和柔性PVC产品中应用的亚光颜料，被推荐为在合成之前先在干法中混合，而不被润湿或转变成液体形式。作为阻燃剂，生态友好的无卤阻燃添加剂应该被添加，优选地磷类/矿物类阻燃添加剂可以使用。
如上所述，根据本发明的优选实施例，秸秆纤维是稻草秸秆纤维。在该实施例中，柔性高密度纤维板还可以不含附加的阻燃剂。如上所述，稻草秸秆纤维是特别优选的，这是由于它们天然高的二氧化硅含量，可达整个干纤维重量的20％(分别参见美国专利申请US2006/0180285 A1或期刊Journal of Crop Science，2008，第37-42页，作者Buzarovska，题目Potential use of rice straw as filler in eco-composite materials)，它们可以作为部分天然阻燃剂的替代物。因此，通过添加少量的矿物质耐火添加剂，优选地磷类耐火添加剂)，可以达到DIN4102-B1(难以点燃)材料类别。也可以出于相同的原因和应用提供小麦秸秆，与具有小于1％二氧化硅的木材纤维相比，该小麦秸秆还具有4％-10％的高二氧化硅含量(参见期刊Papir a Celuloza，7-8(63)，第218-222页，作者Pekarovic,J.，Pekarovicova，A.&III,F，2008年，题目Preparation of Biosilica-enriched Filler andan Example of its Use in Papermaking Retention System)。
根据本发明，热塑性弹性体(参见DIN EN ISO 18064)作为粘合剂使用。可作为热塑性塑料加工的高熔体粘度的干乳胶粘合剂也可以作为粘合剂使用。高熔体粘度使得树脂在天然纤维之间具有最佳的和均匀的流动性/流变性。在这种情况下，干乳胶粘合剂优选地以研磨形式而不是颗粒形式存在，以能够在制造之前在室温下快速混合纤维基质和添加剂，因此降低了最终的生产成本。
热塑性弹性体应为粉末状，并且MFR(熔体质量流动速率)熔体指数应优选为大于15℃，较佳地大于6([cm3/10min]，在150℃/21.6kg/2mm下测量测得)。通常，热塑性弹性体(23℃，DIN EN ISO 1183)的密度在1000—1200kg/m3范围内。典型的堆密度(DIN EN ISO60)在350至550kg/m3的范围内。本发明使用的热塑性弹性体的玻璃化转变温度应当是小于或等于-10℃，该温度通过DSC，加热速率10K/min，DIN 51007测得。
本发明中可用的热塑性弹性体可以是烯烃类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、热塑性聚酯弹性体或乙酸乙烯酯类热塑性弹性体。
根据本发明的优选实施例，热塑性弹性体选自乙酸乙烯酯类共聚物(vinylacetate based co-)或三元共聚物。更优选地，热塑性弹性体选自乙酸乙烯酯-乙烯-乙烯基酯共聚物。乙烯基酯单元可以例如是叔碳酸乙烯酯。这种共聚物作为柔性高密度纤维板中的热塑性弹性体的使用使其具有特别有利的堆肥性。
根据本发明的甚至更优选的实施例，热塑性弹性体是乙酸乙烯酯-乙烯-乙烯基酯共聚物，其可以，例如从德国慕尼黑的Wacker Chemie AG以商品名2505购得。
根据本发明的优选实施例，柔性高密度纤维板还包括在其一个或两个表面上的饰面(veneer)。
如上所述，柔性高密度纤维板的柔性性质使得能够使用现有的生产技术进行有吸引力的自由形态的建筑应用。为了将这种自由形态的建筑应用固定在其成形或弯曲状态，仅仅需要给柔性高密度纤维板在其一个或两个表面上提供上述的饰面。因此，通过柔性高密度纤维板，客户非常期望的用于室内设计的自由形态的陈设品(fittings)和家具，与用于自由形态设计的常规材料相比，可以以低廉的价格提供。
总之，本发明柔性高密度纤维板可用于多种场合，例如家具，特别是自由形态的家具、隔断墙、具有防滑和抗冲击功能的地板(例如，在体育馆中)、和在居住空间中替换软木地板的地板以及在地板系统组合中的地板，其中，例如，地板砖具有本发明柔性高密度纤维板的垫层。
此外，柔性高密度纤维板的制造方法包括以下步骤：提供秸秆纤维；提供粉末状的热塑性弹性体；可选地提供一种或多种添加剂；干混秸秆纤维、热塑性弹性体粉末以及可选地一种或多种添加剂，以获得混合物，该混合物包括70重量％至90重量％的秸秆纤维和30重量％至10重量％的热塑性弹性体(优选地80重量％至90重量％的秸秆纤维和20重量％至10重量％的热塑性弹性体)，以及一种或多种可选的添加剂；在热塑性弹性体粉末处于熔融状态的温度下挤出所获得的混合物；以及压制所挤出的混合物。
本方法根据熟知的塑料和纤维板技术和器械，例如本领域技术人员熟知的混合、挤出和压制设备实施。在本文中，挤出和压制温度根据所使用的特定热塑性弹性体设定，并且可以在例如170至230℃的范围内。
根据本发明方法的优选实施例，最初使用的秸秆纤维的长度优选为小于或等于(≤)7.0mm，更优选地≤5.0mm，特别地≤4.0mm。在这种情况下，应当注意的是，最终产品中的秸秆纤维的长度小于送入到挤出机的混合物中的秸秆纤维的长度，这是因为秸秆纤维在挤出机内进一步切割和缩短。在合成工序之前，秸秆纤维可以与切碎工序产生的被释放的微细粉末组合。
关于本方法进一步优选的特征，参考如上所述的柔性高密度纤维板相应的优选特征。
具体实施方式
以下说明通过本发明方法制造的本发明柔性高密度纤维板的优选示例。然而，应当注意的是，本发明的范围决不受该示例的限制。
原料
秸秆：稻草秸秆
热塑性弹性体：2505乙酸乙烯酯-乙烯-乙烯基酯共聚物粉末(从德国慕尼黑的Wacker Chemie AG获得)
秸秆分析和合成前的准备
化学分析
将秸秆1和2切碎并在550℃下燃烧以制备秸秆灰分样品。分析两种秸秆灰分样品的无机化学组分，得到表1所示的结果。
表1秸秆1和2的无机灰分组分的化学成分
湿度评估
秸秆1和2的湿度根据美国农业和生物工程师标准协会(ASAE S358.2，2006)测得。
将所切碎的秸秆样品在105℃的真空干燥炉中进行24小时的脱水，在此脱水工序之前和之后，对所切碎的秸秆样品进行称重。样品的湿度范围为6-7％，这表明该纤维处于可接受状态(an acceptable state)，以便与热塑性弹性体混合而无需进一步的干燥工序。在与聚合物混合之前，天然纤维的水分含量的范围应在3-8％之间。因此，秸秆1和2的秸秆纤维被直接应用它们的具有6-7％湿度的自然干燥状态，无需进一步脱水。
秸秆纤维切碎和研磨
由德国伊达尔-奥伯斯的FRITSCH GmbH提供的切碎机用于秸秆纤维合成前的切碎工序中。这种机器具有包括与收集器连接的粉碎机和吸收装置的组合系统，这是一种环保的切碎工序，没有被释放的灰尘或烟雾。所获得的秸秆纤维的纤维长度为0.5mm至5mm，然而，在合成过程中，该长度通过旋转挤出机螺杆进一步缩短。
合成工序和参数
在合成之前，秸秆纤维未被化学改质。秸秆纤维和2505粉末在室温下以80：20的重量比混合，其中秸秆占混合物总重量的80％，2505粉末占混合物总重量的20％。然后将混合物逐渐加入到间歇式混合机(HAAKE Rheocord 90型，Thermo FisherScientific LLC公司，美国北卡罗来纳州阿什维尔)，在50rpm和180℃下模拟实验室规模的双螺杆挤出机。
样本制备
(a)从间歇式混合机中取出排出物(秸秆—粘合剂混合物)并将排出物放在具有箔和高温释放剂的铜板上，然后用德国Dr.Collin GmbH-Ebersberg的实验室台式压制机(型号P 200E)在180℃和200巴(bar)下压制该排出物3-5分钟。
b)由此得到的板的厚度为2mm，并使用小锯机切割该板以生产出测试样本。
所获得的测试样本的物理特性相同：
密度：1099.9kg/m3(依据DIN 53479或DIN EN ISO 1183-1)
拉伸强度：2.60N/mm2
拉伸模量：28.91N/mm2
(拉伸强度和拉伸模量在以下条件下测试：预负荷：0.01N/mm2，预负荷速度：10mm/min，测试速度：50mm/min，机头位移：250mm)。
根据DIN EN 317，1993的相同条件测量作为吸水性指示的吸水厚度膨胀率(TS)，但是使用10×10mm2和初始厚度为2mm的更小的正方形探针。在这种情况下，TS被记录为21.3％。根据干燥处理MDF(EN 622-5，2010-03)规定的接受属性，在干燥的内部应用的情况下，对于厚度为1.8-2.5mm的板，TS被接受到45％。因此，这表明稻草类纤维板处于吸水厚度膨胀率的可接受范围内。在没有层压、表面处理或添加剂的情况下记录这些值。以故当被相应地改性时，预期获得更低的TS。
耐火性：通过磷类/矿物类添加剂，可以实现DIN 4102-B1级。高二氧化硅秸秆显示出生物复合材料的阻燃姿态(flame-resistance attitude)的高度改善，该生物复合材料的阻燃姿态可以通过上述建议的阻燃添加剂进一步优化。
抗压强度：根据DIN EN 1516，负荷消除24小时后以及3N残余负荷装置后，为0.02mm(在应用标准条件后，可接受的值达至0.5mm(以适用于体育馆的地板场合))。
生物降解性：为了研究生物降解性，对厚度为2mm的样品进行特殊的土—埋地测试。测试进行了15个月，其中对于15个月的总时间，每3个月通过目视检查-通过照片记录-和减重控制来控制生物降解性/微生物体干扰，以表和图的形式将它们求和。该测试模拟有氧堆肥条件，以检测土壤的上表面，≤3英寸(8cm)深处，氧气存在的情况下可能的有氧生物降解性；以产生正常存在于正常土壤上表面的活微生物攻击和消化部分样品的可能。结果是，检测到生物降解性，这是因为尽管具有2mm的厚度，具有80％或更多纤维负荷的探针在15个月后损失其重量的41％，并且被目视观察到具有明显损伤。
总结上述结果，本发明柔性高密度纤维板具有优异的物理性能，使其适用于许多场合，例如家具，特别地自由形态的家具、隔断墙、具有防滑和抗冲击功能的地板(例如，在体育馆)、和在生活空间中替换软木地板的地板以及在地板系统组合中的地板，不会对人类和环境造成任何负面影响，其中，例如，地板砖具有本柔性高密度纤维板的垫层。

Claims (11)

1.一种基本上不含甲醛和异氰酸酯的柔性高密度纤维板，包括：
70重量％至90重量％的秸秆纤维；以及
30重量％至10重量％的热塑性弹性体；以及
一种或多种可选的添加剂。
2.如权利要求1所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述柔性高密度纤维板包括80重量％至90重量％的秸秆纤维和20重量％至10重量％的热塑性弹性体。
3.如权利要求1或2所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述秸秆纤维选自由小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维、稻草秸秆纤维、燕麦秸秆纤维、大麦秸秆纤维和黑麦秸秆纤维构成的组。
4.如权利要求1至3中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述秸秆纤维具有小于或等于5.0mm的长度。
5.如权利要求1至4中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述一种或多种可选的添加剂选自由彩色颜料、偶联剂、防水剂和阻燃剂构成的组，所述彩色颜料优选为应用于热塑类产品和柔性PVC产品中的亚光颜料，且不被润湿或转变成液体形式，所述偶联剂优选为硅烷偶联剂和马来酸酐，所述防水剂优选为氯化钙，所述阻燃剂优选为磷类/矿物类阻燃添加剂。
6.如权利要求1至5中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述秸秆纤维是稻草秸秆纤维和小麦秸秆纤维。
7.如权利要求1至6中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，其特征在于，所述热塑性弹性体是乙酸乙烯酯类共聚物，优选为乙酸乙烯酯—乙烯—乙烯基酯共聚物。
8.如权利要求1至7中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板，还包括在其一个或两个表面上的饰面。
9.一种制造如权利要求1至8中任一项权利要求所述的柔性高密度纤维板的方法，包括以下步骤：
提供秸秆纤维；
提供粉末状的热塑性弹性体；
可选地提供一种或多种添加剂；
干混所述秸秆纤维、所述热塑性弹性体粉末和可选地所述一种或多种添加剂，以获得混合物，所述混合物包括70重量-90重量％的所述秸秆纤维和30重量-10重量％的所述热塑性弹性体以及一种或多种所述可选的添加剂；
在所述热塑性弹性体粉末处于熔融状态的温度下挤出所获得的混合物；
压制所挤出的混合物。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述秸秆纤维选自由小麦秸秆纤维、玉米秸秆纤维和稻草秸秆纤维构成的组，所述秸秆纤维优选地具有小于或等于7.0mm的长度。
11.如权利要求9或10所述的方法，还包括在所述柔性高密度纤维板的一个或两个表面上覆盖饰面的步骤。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016026123A1 (en) 2014-08-21 2016-02-25 Dow Global Technologies Llc Compositions comprising oxygen substituted benzocyclobutenes and dienophiles, and electronic devices containing same
WO2018170068A1 (en) 2017-03-14 2018-09-20 Multi-Family Building Products Inc. Flax straw fiber based building material
CN107443534B (zh) * 2017-08-04 2020-09-22 广州市康诺装饰材料有限公司 一种高密度板及其制备方法
CN107813396A (zh) * 2017-08-10 2018-03-20 徐杰 一种防火防潮麦（稻）秸秆板

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451153B1 (en) * 1994-10-31 2002-09-17 Tower Technologies (Proprietary) Limited Method of preparing a lignocellulosic material for the manufacture of a finished product
CN101020769A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 上海交通大学 聚乙烯－醋酸乙烯酯基热可塑性木塑复合材料的制备方法
CN101081540A (zh) * 2006-06-02 2007-12-05 上海奔奔门业有限公司 宽幅木塑发泡门、板材及其制造方法
KR20100031790A (ko) * 2008-09-16 2010-03-25 최재영 고강도 초경량 플라스틱 합판
CN101704969A (zh) * 2009-11-24 2010-05-12 华南理工大学 一种注射用塑木复合材料及其制备方法与应用
CN102977460A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种注塑级天然纤维复合材料及其制备方法
CN103525110A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 广东省石油化工研究院 一种高强度pe木塑复合材料及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3412660A1 (de) * 1984-04-02 1985-10-10 Günter H. 1000 Berlin Kiss Verfahren zur herstellung von formteilen aus faserigem material und fasermatte zur herstellung von formtilen
CA2021777C (en) * 1989-07-26 1996-01-09 Albert Nicolay Method of producing lined mouldings
CA2179820C (en) * 1994-12-02 2006-10-24 Rainer F. Gardill A molded panel having a decorative facing and made from a blend of natural and plastic fibers and process of making same
JP2001232721A (ja) * 2000-02-23 2001-08-28 Ato Findley Inc 積層木材物品及びホットメルト接着剤組成物
JP4476420B2 (ja) * 2000-03-14 2010-06-09 株式会社神戸製鋼所 繊維強化熱可塑性樹脂ペレットおよびその製法
US20060180285A1 (en) 2005-01-28 2006-08-17 Yiqi Yang High quality and long natural cellulose fibers from rice straw and method of producing rice straw fibers
JPWO2010041566A1 (ja) * 2008-10-08 2012-03-08 三井化学株式会社 複合材料、複合材料の製造方法、植物育成用複合材料およびその使用方法
DE102009026892A1 (de) * 2009-06-10 2010-12-16 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Faser-verstärkten Baustoffbeschichtungen
DE102009047764A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Evonik Goldschmidt Gmbh Trennmittel und Verwendung zur Herstellung von Kompositformkörpern
PL3092124T3 (pl) * 2014-01-10 2022-03-21 Välinge Innovation AB Sposób wytwarzania fornirowanego elementu

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451153B1 (en) * 1994-10-31 2002-09-17 Tower Technologies (Proprietary) Limited Method of preparing a lignocellulosic material for the manufacture of a finished product
CN101081540A (zh) * 2006-06-02 2007-12-05 上海奔奔门业有限公司 宽幅木塑发泡门、板材及其制造方法
CN101020769A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 上海交通大学 聚乙烯－醋酸乙烯酯基热可塑性木塑复合材料的制备方法
KR20100031790A (ko) * 2008-09-16 2010-03-25 최재영 고강도 초경량 플라스틱 합판
CN101704969A (zh) * 2009-11-24 2010-05-12 华南理工大学 一种注射用塑木复合材料及其制备方法与应用
CN102977460A (zh) * 2012-12-12 2013-03-20 奇瑞汽车股份有限公司 一种注塑级天然纤维复合材料及其制备方法
CN103525110A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 广东省石油化工研究院 一种高强度pe木塑复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钱知勉: "《塑料性能用手册》", 31 July 1982, 上海科学技术文献出版社 *

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Publication number Publication date
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