CN106977834A - 仿木 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿木。本发明还涉及一种用于生产仿木的组合物，所述组合物包含30‑40wt％的PVC树脂以及30‑40wt％的粒径为0.42‑0.25mm(40‑60目)的稻壳和/或花生壳粉末的混合物。本发明进一步涉及一种通过挤压本发明所述的组合物而生产的仿木。根据本发明的仿木具有与木材非常相似的外观和手感且可以利用传统木工工具进行加工。由于仿木的耐候性极高，尤其是在湿润或潮湿环境下，可以毫无问题地给仿木涂上油漆并利用添加剂进行粘接且适用于户外应用。

Description

仿木

本申请为申请日为2010年2月19日，申请号为201080066283.X，发明名称为“仿木”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及建筑材料，尤其是仿木的生产，该仿木的外观和手感与木材类似。

背景技术

已知的以塑料为主的木制品(所谓的木塑复合材料(“WPC”))由木材和聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)的混合物制备而成。这些材料无需最终表面处理，主要用于生产户外场所用地板。不能给已知的以塑料为主的木制品上漆或只有付出相当大的努力才能给其上漆。此外，此等木制品的缺点在于由于含有PE，感觉很像塑料。出于这些原因，已知的以塑料为主的木制品几乎不适合生产家具，当然不适合生产结实的家具。

发明内容

本发明的目的在于提出一种仿木材料，避免了上述缺点，从原则上讲，出于保护环境，尤其是保护森林的缘故，主要避免了使用木材。

根据本发明的目的通过权利要求1中所述的用于生产仿木的组合物来实现。

本发明还涉及仿木，其通过挤压根据本发明的权利要求10中所述的组合物而获得。

此外，本发明提供根据本发明的如权利要求16中所述的仿木的用途。

本发明的优点和/或优选实施例是所附权利要求的主题。

具体实施方式

根据本发明的用于生产仿木的组合物包含30-40wt％的聚氯乙烯(PVC)树脂以及30-40wt％的粒径为0.42-0.25mm(40-60目)的稻壳和/或花生壳的混合物。术语“目”表征筛子的筛孔宽度或者说网格宽度，由此充当用于表示颗粒或粒子尺寸的度量。目值越小，要描述的块体材料的粒径就越大。例如，有两个来自美国国家标准局的将网格宽度的目值转换为mm的表。

所使用的PVC材料不受特别限制。特别是，还可以使用PVC回收材料。例如，K值为60至70的PVC悬浮树脂是适用的。人们认为K值是根据聚合物的稀释液的粘度的测量值计算而得的数，是聚合度或分子尺寸的度量。K值用于树脂规范。

所使用的稻壳或花生壳不受任何特定的限制，特别是与某些稻谷或花生品种无关。稻壳产生的结果更好，因此优选稻壳。此外，稻壳包含较少木质素(只有大约5％)，因此在天气(阳光、雨水)的影响下不太褪色，或根本不褪色。

在根据本发明的用于生产仿木的组合物的一个实施例中，例如，以50:50的比例将PVC树脂及稻壳和/或花生壳粉末混合。混合的顺序一般是随机的。

在根据本发明的用于生产仿木的组合物的另一个实施例中，将以下添加剂中的一种或多种加入PVC树脂和/或稻壳和/或花生壳粉末的混合物中：基于热塑性塑料的化学粘合剂(例如，聚甲基丙烯酸酯)、颜料(例如，白垩、二氧化钛、炭黑、红氧化钛、赭石)、润滑剂(例如，脂肪酸盐，比如硬脂酸钙、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、固体石腊、聚乙烯蜡、微晶蜡)、碳酸钙及PVC加工助剂(例如，热及风化稳定剂、抗氧化剂、抗老化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂)。上述添加剂可以从专业经销商处获得。额外组分可以同时或分为几个阶段与PVC树脂以及稻壳或花生壳粉末混合。

根据本发明的用于生产仿木的组合物的另一个实施例包含30-40wt％例如31-37wt％的PVC树脂以及30-40wt％，例如33-36wt％的粒径为0.42-0.25mm(40-60目)的稻壳和/或花生壳粉末的混合物、基于热塑性材料的8-12wt％，例如7-9wt％的化学粘合剂、0.5-1wt％的颜料、2-4wt％的润滑剂、12-18wt％，例如，11-15wt％的碳酸钙及8-12wt％的PVC加工助剂。

基于热塑性塑料的化学粘合剂例如具有除湿或从天然纤维中除去溶剂的功能并与天然纤维的非织造幅或网强力结合或交联。PVC加工助剂可加速融合，可提高熔融强度(即，熔融韧度)，可消除表面缺陷且可减少“置于外面(place out)”。此外，在生产过程中，这些助剂可提高金属剥离性能。合适的粘合剂及加工助剂为PVC加工领域的技术人员所熟知且许多品种可从市场上买到。

在根据本发明的用于生产仿木的组合物的另一个实施例中，PVC树脂颗粒及稻壳和/或花生壳粉末具有大致相同的粒径。

根据本发明的仿木可以通过挤压根据本发明的组合物来生产。通过挤压所获得的产品例如具有板形形状或是一种型材。

所使用的挤压方法不受特别限制。可以使用任何传统的挤压机。该挤压机的操作要遵循制造商的指示。对本领域的技术人员来说显而易见的是，根据本发明的组合物必须在挤压条件下(例如，温度及压力)充分均质化并液化，使得该组合物可以经挤压通过挤出机喷嘴。合适的挤压条件为制造商规定的条件或由本领域的技术人员通过简单的常规试验确定。众所周知，所用的挤出模的几何形状确定了所获得的挤压产品的形状或轮廓。通过挤压获得的产品例如可具有板形形状或是一种型材。

例如，使PVC树脂在高速混合机中与干燥的稻壳粉末(粒径为40-60目，含水量例如为0.5％-1.0％)以及任选填料(例如，碳酸钙)在125-140℃下混合5分钟。使任选的添加剂，比如颜料、稳定剂、加工助剂、润滑剂(例如，环氧大豆油、蜡)在小型混合机/搅拌机中混合10分钟，然后加入高速混合机的PVC树脂/稻壳粉末/填料中。接着将整个混合物再均匀混合10分钟。最后，使混合物在冷却罐中冷却大约30分钟，然后利用双螺杆挤出机在150-210℃或160-175℃的控制温度下挤压该混合物以便获得根据本发明的仿木，作为最终产品。

优选地，在挤压之后除去在挤压产品上形成的塑料皮。这会使根据本发明的仿木具有与木材非常类似的手感以及光学性。通过除去塑料皮，根据本发明的仿木还具有良好的防滑性。仿木的色调可以受用于生产仿木的组合物中包含的颜料的控制。出于实践的原因，不使用较浓的色调，而是使用相对较淡的色调。然后，通过给仿木生产的产品上漆或上釉可实现所需的最终色调。通过这种方式，可以省略生产并存储具有不同色调的多种仿木。

例如，通过研磨除去塑料皮。例如，可以利用20-60目粒度的研磨材料(比如，砂纸或研磨纸)，例如，利用电动手动抛光机进行研磨。关于该粒度，较小的数字表示较粗粒度，较大的数字代表较细粒度。24目的粒度更可能是粗粒度并适用于除去胶水或涂料层，而60目的粒度为中等粒度并用于对原木表面进行粗预磨。本领域的技术人员根据要实现的实际情况或效果选择合适的粒度。

作为一种选择，还可以通过不同方式例如通过刨削方式或喷砂方式除去塑料皮。

在根据本发明的仿木的另一个实施例中，任选在进行适当的预处理之后(例如，涂覆底漆之后)，对仿木的表面上漆或上釉或上油。水性单组分油漆或清漆例如适用于上漆。双组分油漆或清漆特别适合在极端情况下使用。

根据染色及表面色调，可以实现不同的木材视觉效果及手感，例如，诸如Burmeseteak、Siamese teak、Java teak或老化柚木等外来木材的视觉效果及手感。

根据本发明的仿木可以作为建筑材料、地板材料、墙体材料、吊顶材料用于枕木、胶合板、窗扉、围栏、家具、车辆或电器外壳。

根据本发明的仿木，即根据本发明的木材的替代材料，具有与木材非常相似的视觉效果及手感，在许多方面具有比大多数类型的木材大大改进的性能。

由于所用PVC的极性性能，可以毫无问题地给根据本发明的仿木的表面上油、上清漆、上釉或上漆，因此新材料尤其适用于生产家具、围栏、胶合板且甚至适用于太阳伞的支架。极性性能还允许进行简单的附着粘合并提供抗静电性能。由于PE的非极性性能，传统木材/PE复合材料(WPC)不能上漆或只有费很大劲才能上漆，不能胶接且不抗静电。

由于其具有对抗湿度比如雨水的影响的稳定性，形状保持性及绝对韧性，根据本发明的材料远远优于传统木材/PE复合材料(WPC)，也远远优于许多类型的木材。由本发明的仿木生产的型材几乎完全不透水。所用的PVC不吸湿，不吸收水分，并由此防止水渗透损坏表面，使得在涂有油漆的层下不会发生渗透且油漆不会脱落。因此，根据本发明的仿木在尺寸上是稳定的且通过天然的方式(例如通过膨胀或收缩)不会变形。相反，传统的木材/PE复合材料受湿度影响会膨胀。由于受渗透水的影响并因此脱落，油漆不再粘附。

根据本发明的仿木因此特别适用于要在海洋环境下、在海边或在湖边、或在潮湿地区(例如，游泳池)使用的家具、或特别适用于用作户外地板或用于救生艇甲板。不会发生真菌感染或遭受虫害。

由于具有优异的强度，和传统木材一样，可以将钉子敲入或将螺钉拧入根据本发明的仿木。机械加工也不成问题，因此可以利用锯进行简单的切割，和使用钻床和铣床抛光或喷砂一样。根据本发明的仿木不会破裂也不会分裂，所有粉屑都可以100％回收利用。

稻壳和/或花生壳充当一种“活性填料”并为根据本发明的仿木提供改进的加工性能，供大多数领域应用。热膨胀较小，实现了天然木材的密度及手感，使得根据本发明的仿木优于传统的“木塑复合材料”或同样优于纯PVC。

由于所使用的木材中木质素含量较高，受分解木质素的阳光和雨水的影响，传统的木材/PE复合材料倾向于灰色和黄色，并因此迅速变得缺乏吸引力。与此相反，根据本发明的仿木包含的木质素很少，因此不会变黄。

根据本发明的仿木的其他性能，比如隔音性能、隔热性能，同样类似于自然木材的特征性质。

当生产根据本发明的仿木时，还可以将一定数量的根据本发明的回收仿木加入PVC树脂及花生壳和/或稻壳粉末的混合物例如粉屑中，例如，当这可用于进行处理时，可能会发生该加入操作。

Claims (24)

1.一种用于生产仿木的组合物，包含30-40wt％的PVC树脂以及30-40wt％的粒径为0.42-0.25mm的稻壳和/或花生壳粉末的混合物、基于热塑性材料的8-12wt％的化学粘合剂、0.5-1wt％的颜料、2-4wt％的润滑剂、12-18wt％的碳酸钙及8-12wt％的PVC加工助剂，其中，各组分的重量百分比之和为100wt％。

2.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，其中PVC树脂及稻壳和/或花生壳粉末以50:50的比例混合。

3.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，包含31-37wt％的PVC树脂。

4.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，包含33-36wt％的稻壳和/或花生壳粉末。

5.根据权利要求3所述的用于生产仿木的组合物，包含33-36wt％的稻壳和/或花生壳粉末。

6.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的7-9wt％的化学粘合剂。

7.根据权利要求3所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的7-9wt％的化学粘合剂。

8.根据权利要求4所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的7-9wt％的化学粘合剂。

9.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的11-15wt％的碳酸钙。

10.根据权利要求3所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的11-15wt％的碳酸钙。

11.根据权利要求4所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的11-15wt％的碳酸钙。

12.根据权利要求6所述的用于生产仿木的组合物，包含基于热塑性材料的11-15wt％的碳酸钙。

13.根据权利要求1所述的用于生产仿木的组合物，其中PVC树脂颗粒及稻壳或花生壳粉末具有相同的粒径。

14.根据权利要求12所述的用于生产仿木的组合物，其中PVC树脂颗粒及稻壳或花生壳粉末具有相同的粒径。

15.仿木，其可通过挤压根据前述权利要求中任一项所述的组合物而获得。

16.根据权利要求15所述的仿木，其中通过挤压获得的产品具有板形形状或是一种型材。

17.根据权利要求15或16所述的仿木，其中在挤压之后除去在挤压产品上形成的塑料皮。

18.根据权利要求17所述的仿木，其中通过研磨除去塑料皮。

19.根据权利要求18所述的仿木，其中利用24-60目粒度的研磨材料进行研磨。

20.根据权利要求15至16中任一项所述的仿木，给仿木的表面上清漆或上釉。

21.根据权利要求19所述的仿木，给仿木的表面上清漆或上釉。

22.根据权利要求15至16中任一项所述的仿木作为建筑材料、地板材料、墙体材料、吊顶材料用于枕木、胶合板、窗扉、围栏、家具、车辆或电器外壳的用途。

23.根据权利要求20所述的仿木作为建筑材料、地板材料、墙体材料、吊顶材料用于枕木、胶合板、窗扉、围栏、家具、车辆或电器外壳的用途。

24.仿木的制造方法，包括以下步骤：

a)使30-40wt％的PVC树脂在高速混合机中与30-40wt％的粒径为0.42-0.25mm的稻壳粉末以及可选地与填料在125-140℃下混合5分钟；

b)使可选的添加剂，包括颜料、稳定剂、加工助剂、防结块剂在小型混合机/搅拌机中混合10分钟，其中，基于热塑性材料的化学粘合剂与所述PVC树脂和所述稻壳粉末的混合物混合，在所述高速混合机中将该混合物转入到步骤a)的混合物中，并将整个混合物再均匀混合10分钟；

c)在冷却罐中将步骤b)的混合物冷却30分钟；以及

d)在150-210℃的控制温度下在两或双螺杆挤出机挤压步骤c)的混合物。