CN107662397A - 一种木材单板‑塑料复合门板的制造方法 - Google Patents

一种木材单板‑塑料复合门板的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种木材单板‑塑料复合门板的制造方法，本发明为实现一种木材单板‑塑料复合门板的快速制造及解决传统热压法需长时间保压冷却的问题，提出一种木材单板‑塑料复合门板的制造方法。本发明经过单板制备、单板预处理、涂覆偶联剂、塑料薄膜制备、叠加组坯、加热滚压、定厚冷却、边缘修饰的步骤制得门板。本发明的有益效果是：通过对单板和塑料薄膜进行分层铺装实现了木塑复合门板的连续生产，通过对门板进行快速冷却定型，规避了保压冷却工艺耗时耗能的缺陷，提高了木质复合门板的生产效率，同时有助于提高产品的力学性能和表面质量；此外，也使门板内部的木质原料和塑料的均匀分布，有利于改善门板的力学性能和表面质量。

Description

一种木材单板-塑料复合门板的制造方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，涉及复合门板的制备方法，具体涉及一种木材单板-塑料复合门板的制造方法。
背景技术
木塑复合材料是复合材料领域发展最快的新型聚合物复合材料之一。挤出、注射和热压是三种主要的生产木塑复合材料的方法。木塑复合板被用于建筑工业和家具制造业，性能优越的木塑复合板可以替代天然木材用以制造木结构建筑、室内装饰部品、办公桌、橱柜类家具等。以木塑复合材制造的门板具有耐水防变、耐久性好、防腐性佳、价格适中、环保低碳的特点，尤其被用于卫生间、公共澡堂、家庭浴室等潮湿环境中。在木塑复合材料的制造中，一方面现有的木塑复合材料生产技术要求木质原材料的尺寸足够小，但原材料的磨粉不仅增加了能耗，而且也是粉尘污染和噪声污染的源泉。
使用大尺寸原料，能保持原料的原始结构少被破坏，从而有利于增加产品的各项性能，并能起到节能降噪的作用。另一方面低质木材、速生材未得到有效利用，有必要对低质木材进行改造以获得性能更好的材料。将速生材破碎后再通过加入胶粘剂进行人造板制造的利用方式虽然有利于提高速生材的利用率，可以改善板材性能，但如果胶粘剂选择不合理则会带来环境污染等困扰人们的问题。因此，如何以新的方式利用速生材，使材料性能更优越、价值更大是需要思考的重要问题。专利申请公布号为CN103659946A的中国发明专利申请，公开了一种以大长径比的木质原料和塑料薄片进行混合制备定向木塑复合板材的方法，该方法可以防止塑料颗粒向底层滑漏，一定程度上提高了木塑复合材板材的质量。
然而，这一技术方案板材的制造效率低，不能解决传统热压法需长时间保压冷却的问题。不仅浪费时间，而且保压冷却加工过程中需要反复升高或降低模具温度，还对能源造成浪费。且这一技术也不能从根本上解决板材内部木材和塑料分布不均匀，以及由于板材内部不均匀而应力相对集中给板材力学性能和表面质量所带来的缺陷，因此不能获得高质量的木塑复合门板。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的一系列问题，进而提出一种木材单板-塑料复合门板的制造方法。所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法包括如下步骤：S1、单板制备：以旋切或刨削的方法定厚加工单板；以锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制中一种或几种方法的组合，定宽加工单板； S2、单板预处理：对制备好的单板进行预处理，所述预处理为干燥处理和高温热处理中的一种或几种；S3、涂覆偶联剂：在所述经预处理的单板表面涂敷液态偶联剂，所述液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂，用量为10g~80g每平方米；S4、塑料薄膜制备：以热塑性塑料的新料、回收料或者新料与回收料的组合制备热塑性塑料薄膜；S5、叠加组坯：将步骤S3中经过涂敷偶联剂的单板与经步骤S4制备的塑料薄膜在门形模具内铺装，所述塑料薄膜需大于门形模具并从门型模具中铺贴至门型模具之外，所述单板正好能铺入门型模具；所述单板和所述塑料薄膜依此分层叠加铺装，当所述板坯达到一定厚度时，结束叠加组坯；S6、加热滚压：使所述叠加组坯后的板坯连续通过加热装置，并对板坯进行多次滚压，滚压压力逐渐增大；S7、定厚冷却：将经侧面铣削的板坯通过多个冷却滚，通过水冷、气冷或水冷和气冷方式降低板坯温度至60℃以下；S8、边缘修饰：将门板从门形模具中脱出，去除门板边缘多余的塑料，并以熔融的方式对门板的边缘进行密封。本发明的有益效果是：通过对单板和塑料薄膜进行分层铺装实现了木塑复合门板的连续生产，通过对门板进行快速冷却定型，规避了保压冷却工艺耗时耗能的缺陷，提高了木质复合门板的生产效率，同时有助于提高产品的力学性能和表面质量；此外，也使门板内部的木质原料和塑料的均匀分布，有利于改善门板的力学性能和表面质量。
进一步，步骤S1中制得单板的厚度为0.5mm ~5mm，宽度为350mm~800mm；步骤S4中制得所述薄膜的厚度为0.1mm~1mm，宽度为400mm~1000mm。。
进一步，在步骤S2中经过通风干燥、高温热处理和等离子处理中的一种或几种方法，使单板的含水量低于5%，同时降低单板的表面能。
进一步，步骤S5中所述单板通过滚涂装置进行偶联剂的滚涂，所述滚涂装置通过旋转滚涂使单板的表面均匀滚涂上偶联剂，所述单板经所述滚涂装置滚涂后，至少有一面滚涂上所述偶联剂。
进一步，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第奇数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第偶数层。
进一步，在S8边缘修饰的步骤之后还有表面上漆的操作步骤，所述表面上漆的操作步骤中需要上七道底漆及两道面漆，且每一道底漆上完之后都需要经紫外光干燥和砂光机砂光再进行下一工序。
进一步，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第偶数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第奇数层。
进一步，在最外层使用的塑料薄膜以超高分子量聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚对苯二甲酸丁二酯中的一种制得。
进一步，除最外层使用的塑料薄膜外，其它塑料薄膜为以PP、PE、HDPE、PS中的一种或多种的组合制得。
进一步，步骤S6中所述加热装置能够使塑料熔化，其温度范围为100℃~300℃；所述加热装置具有多个加热区段，每个加热区段的加热温度可分别进行控制；所述滚压通过上下压辊之间的转动滚压实现，滚压过程所使用的压辊能够根据需要进行相对位置调整，通过控制压辊之间的距离能够控制板材的密度；所述上下压辊成对设置，且上下压辊为多组，所述上下压辊之间的距离在板坯前进方向上逐渐变小。
附图说明
图1是本发明的制备方法流程示意图；
图2是本发明中单板-塑料复合门板的板坯结构示意图；
图中各部分含义如下：1单板；2塑料薄膜。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
具体实施方式1：结合图1说明本实施方式，一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，包括如下步骤：S1、单板制备：以旋切或刨削的方法定厚加工单板；以锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制中一种或几种方法的组合，定宽加工单板； S2、单板预处理：对制备好的单板进行预处理，所述预处理为干燥处理和高温热处理中的一种或几种；S3、涂覆偶联剂：在所述经预处理的单板表面涂敷液态偶联剂，所述液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂，用量为10g~80g每平方米；S4、塑料薄膜制备：以热塑性塑料的新料、回收料或者新料与回收料的组合制备热塑性塑料薄膜；S5、叠加组坯：将步骤S3中经过涂敷偶联剂的单板与经步骤S4制备的塑料薄膜在门形模具内铺装，所述塑料薄膜需大于门形模具并从门型模具中铺贴至门型模具之外，所述单板正好能铺入门型模具；所述单板和所述塑料薄膜依此分层叠加铺装，当所述板坯达到一定厚度时，结束叠加组坯；S6、加热滚压：使所述叠加组坯后的板坯连续通过加热装置，并对板坯进行多次滚压，滚压压力逐渐增大；S7、定厚冷却：将经侧面铣削的板坯通过多个冷却滚，通过水冷、气冷或水冷和气冷方式降低板坯温度至60℃以下；S8、边缘修饰：将门板从门形模具中脱出，去除门板边缘多余的塑料，并以熔融的方式对门板的边缘进行密封。
本实施方式的技术效果是：通过对单板和塑料薄膜进行分层铺装实现了木塑复合门板的连续生产，通过冷水对板材进行快速冷却定型，规避了保压冷却工艺耗时耗能的缺陷，提高了木质复合门板的生产效率，同时有助于提高产品的力学性能和表面质量；此外，也使板材内部的木质原料和塑料均匀分布，有利于改善板材的力学性能和表面质量。
具体实施方式2：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，步骤S1中制得单板的厚度为0.5mm ~5mm，宽度为350mm~800mm；步骤S4中制得所述薄膜的厚度为0.1mm~1mm，宽度为400mm~1000mm。；其他与具体实施方式1相同。
本实施方式的技术效果是：对薄膜的厚度和宽度进行上述限定有利于降低塑料薄膜的使用量，可以在减轻门板自重的同时增加门板的强度，提高门板的强重比，而具有更好的应用前景。
具体实施方式3：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，在步骤S2中经过通风干燥、高温热处理和等离子处理中的一种或几种方法，使单板的含水量低于5%，同时降低单板的表面能；其他与具体实施方式1或2相同。
本实施方式的技术效果是：单板经过处理之后含水量得到控制，且表面能降低，有利于单板与塑料薄膜的复合，也使得门板的力学性能得到提升，使门板内部出现气泡的可能性变小，避免了因为气泡出现而带来的应力集中；同时由于单板表面能降低，有利于提高木材与塑料的界面结合强度。
具体实施方式4：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，步骤S5中所述单板通过滚涂装置进行偶联剂的滚涂，所述滚涂装置通过旋转滚涂使单板的表面均匀滚涂上偶联剂，所述单板经所述滚涂装置滚涂后，至少有一面滚涂上所述偶联剂；其他与具体实施方式1-3中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：偶联剂均匀滚涂在与塑料有接触的单板上，偶联剂起到粘接单板和塑料的作用，增加单板与塑料之间的界面接合，从而有助于提高最终产品的物理力学性能。
具体实施方式5：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第奇数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第偶数层；其他与具体实施方式1-4中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：单板是不透明的，将单板铺贴在外可以获得实木的质感，而由于涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，即使单板外露也不至于降低门板的力学性能。
具体实施方式6：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，在S8边缘修饰的步骤之后还有表面上漆的操作步骤，所述表面上漆的操作步骤中需要上七道底漆及两道面漆，且每一道底漆上完之后都需要经紫外光干燥和砂光机砂光再进行下一工序；其他与具体实施方式1-5中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：憎水性的塑料薄膜将亲水性的单板进行包裹，阻隔了水分进入门板内部，使复合门板具有防水性能；同时表面施加漆膜可以提高板材的表观质量，使木塑门板的外观更接近于实木门板；附着漆膜也可以封闭所有可能外露的木质基材，进一步提高了门板的耐久性。
具体实施方式7：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第偶数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第奇数层；其他与具体实施方式1-4中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：分层叠加铺装有利于提高门板性能，且依此方式组坯门板的表面耐水性和表面光滑度均有明显的改善。
具体实施方式8：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，在最外层使用的塑料薄膜以超高分子量聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚对苯二甲酸丁二酯中的一种制得；其他与具体实施方式7相同。
本实施方式的技术效果是：仅在板坯最外层使用耐磨性更好的塑料薄膜可以提高门板的表面质量，还有助于延长门板的使用寿命，发挥复合材料的优势在不同的层次解决不同的技术问题，既提高了门板的性能又降低了门板的成本。
具体实施方式9：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，除最外层使用的塑料薄膜外，其它塑料薄膜为以PP、PE、HDPE、PS中的一种或多种的组合制得；其他与具体实施方式1-8中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：可以在较低加热温度情况下熔化塑料，同时在此温度下单板不会发生剧烈的热分解，有助于提升复合板的力学强度。
具体实施方式10：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，步骤S6中所述加热装置能够使塑料熔化，其温度范围为100℃~300℃；所述加热装置具有多个加热区段，每个加热区段的加热温度可分别进行控制；所述滚压通过上下压辊之间的转动滚压实现，滚压过程所使用的压辊能够根据需要进行相对位置调整，通过控制压辊之间的距离能够控制门板的密度；所述上下压辊成对设置，且上下压辊为多组，所述上下压辊之间的距离在板坯前进方向上逐渐变小；其他与具体实施方式1-9中任一项相同。
本实施方式的技术效果是：塑料经过不同的温区进行加热，受热逐渐熔化，并与偶联剂相互作用，起到粘接单板的作用，通过加热温度的不同，可以控制塑料熔化和膨胀的程度，在加热的同时降低复合板的厚度，实现产品的定厚和定型。

Claims (10)

1.一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、单板制备：以旋切或刨削的方法定厚加工单板；以锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制中一种或几种方法的组合，定宽加工单板；
S2、单板预处理：对制备好的单板进行预处理，所述预处理为干燥处理和高温热处理中的一种或几种；
S3、涂覆偶联剂：在经预处理的单板表面涂敷液态偶联剂，所述液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂，用量为10g~80g每平方米；
S4、塑料薄膜制备：以热塑性塑料的新料、回收料或者新料与回收料的组合制备热塑性塑料薄膜；
S5、叠加组坯：将步骤S3中经过涂敷偶联剂的单板与经步骤S4制备的塑料薄膜在门形模具内铺装，所述塑料薄膜需大于门形模具并从门型模具中铺贴至门型模具之外，所述单板正好能铺入门型模具；所述单板和所述塑料薄膜依此分层叠加铺装，当板坯达到一定厚度时，结束叠加组坯；
S6、加热滚压：使所述叠加组坯后的板坯连续通过加热装置，并对板坯进行多次滚压，滚压压力逐渐增大；
S7、定厚冷却：将经侧面铣削的板坯通过多个冷却滚，通过水冷、气冷或水冷和气冷方式降低板坯温度至60℃以下；
S8、边缘修饰：将门板从门形模具中脱出，去除门板边缘多余的塑料，并以熔融的方式对门板的边缘进行密封。
2.根据权利要求1所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：步骤S1中制得单板的厚度为0.5mm ~5mm，宽度为350mm~800mm；步骤S4中制得所述薄膜的厚度为0.1mm~1mm，宽度为400mm~1000mm。
3.根据权利要求1所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：在步骤S2中经过通风干燥、高温热处理和等离子处理中的一种或几种方法，使单板的含水量低于5%，同时降低单板的表面能。
4.根据权利要求1-3中任一项所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：步骤S5中所述单板通过滚涂装置进行偶联剂的滚涂，所述滚涂装置通过旋转滚涂使单板的表面均匀滚涂上偶联剂，所述单板经所述滚涂装置滚涂后，至少有一面滚涂上所述偶联剂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第奇数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第偶数层。
6.根据权利要求5所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：在S8边缘修饰的步骤之后还有表面上漆的操作步骤，所述表面上漆的操作步骤中需要上七道底漆及两道面漆，且每一道底漆上完之后都需要经紫外光干燥和砂光机砂光再进行下一工序。
7.根据权利要求1-3中任一项所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，所述单板铺装在第偶数层，而所述塑料薄膜则均铺装在第奇数层。
8.根据权利要求7所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：在最外层使用的塑料薄膜以超高分子量聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚对苯二甲酸丁二酯中的一种制得。
9.根据权利要求8所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：除最外层使用的塑料薄膜外，其它塑料薄膜为以PP、PE、HDPE、PS中的一种或多种的组合制得。
10.根据权利要求1-3中任一项所述一种木材单板-塑料复合门板的制造方法，其特征在于：步骤S6中所述加热装置能够使塑料熔化，其温度范围为100℃~300℃；所述加热装置具有多个加热区段，每个加热区段的加热温度可分别进行控制；所述滚压通过上下压辊之间的转动滚压实现，滚压过程所使用的压辊能够根据需要进行相对位置调整，通过控制压辊之间的距离能够控制板材的密度；所述上下压辊成对设置，且上下压辊为多组，所述上下压辊之间的距离在板坯前进方向上逐渐变小。
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