CN1935492A - 一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法。本发明需要解决的技术问题是提高木塑复合材料的仿真木效果，并提供一种外观似木的木塑复合材料。本发明木塑复合材料的制备方法，以植物纤维粉和热塑性塑料为原料，加入适量添加剂，均匀混合，经挤出机挤出塑化和成型，制得木塑复合材料，其特征在于对木塑复合材料表面进行“打纹处理”，即采用机械方法，将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层，形成类似于粗糙木板表面的纵向纹路。

Description

一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法，具体是一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料像木材一样可锯、可刨、可钉，可以进行油漆(也可直接挤出成美观的表面)；另一方面，木塑复合材料的各种性能优于木材，如：不虫蛀、不发霉、耐腐蚀、不吸水变形、无毒、不含甲醛等；而且木塑复合材料产品可以像热塑性塑料那样100％回收再利用，生产过程无污染，是一种绿色环保材料，因而近年来受到广泛的关注和得到较快的发展。但是，现有的木塑复合材料制备技术还存在许多不足，例如：外观木质感差，仿木效果不佳；成本偏高，从而影响了这种新材料的推广使用。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提高木塑复合材料的仿真木效果，并提供一种外观似木的木塑复合材料。

本发明的外观似木的木塑复合材料的制备方法，以植物纤维粉和热塑性塑料为原料，加入适量添加剂，混合均匀，经挤出机挤出塑化和成型，制得木塑复合材料，其特征在于对木塑复合材料表面进行“打纹处理”，即采用机械方法，将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层，形成类似于粗糙木板表面的纵向纹路。

所述的机械方法是指表面粗糙的打磨工具在运动中与移动的木塑复合材料表面接触，将表面打磨掉或刷掉一薄层，薄层厚度为0.1～2mm，以能打出仿木的纹路为限。经过打纹处理，使木塑复合材料表面具有部分植物纤维粉的短纤维外露，成为粗糙的、具有类似于粗糙木板表面纹路的表面，提高木塑复合材料仿原始真木材的效果。表面粗糙的打磨工具可以是粗砂纸，砂轮，钢刷或钢齿辊。

打纹处理可以是使用各种能使其表面形成粗糙纹路的打磨机械或刷毛机械(如装有粗砂带的砂光机、装有钢刷辊的刷毛机、装有粗砂轮的机械、装有细齿状钢带机械等)，或人工打磨来进行的，作为优选，打纹处理是使用装有粗砂带的砂光机进行的。砂光机一般用来对木材表面进行砂光处理以得到光滑表面，所用的砂带的砂粒较细。而本方法则将砂光机换装粗砂带对木塑复合材料表面进行打纹处理，得到了良好的仿原始真木材的效果。粗砂带一般用24-80#粗砂纸做成。

作为优选，木塑复合材料中植物纤维粉：热塑性塑料的重量比为60～500∶100，优选为100～400∶100。所述的植物纤维粉包括：木粉、糠粉、竹粉、果壳粉、各种农业桔杆粉、蔗渣等中的一种或几种的混合物。为了提高外观仿木效果，增强木质感，配方中植物纤维粉的含量宜如前述比例，过少则外观的木质感变差，过多则难以制备成型。

常用的热塑性塑料可以是PP、PE、PVC、ABS等，作为优选，热塑性塑料中PP(聚丙烯)占重量的55～100％；余量为PE(聚乙烯)或其它热塑性塑料。在制备中加放PE可以部分地代替一般的抗冲击改性剂，以降低成本；这里的PP、PE和其它热塑性塑料主要是回收的，也可以是新的。配方的塑料中PP含量越高，打纹处理越容易进行，打纹后的木塑制品木质感越强，仿木效果也越好。

作为优选，添加剂中的着色剂为铁系颜料。该铁系颜料着色剂有铁黄、铁红、铁棕、铁黑等从浅至深数十种颜色可供选用，可调成与各种木材及油漆的常见颜色，颜色仿木效果好；再则铁系颜料比较稳定，耐侯性好，不容易褪色，特别适用于室外装饰用防腐木的替代品；三是铁系颜料价格低廉，着色成本低，易于推广。

作为优选，采用同向平行双螺杆挤出机挤出塑化，再用锥形双螺杆挤出机挤出成型，即采用了两步强塑化方式的工艺流程，使制成的木塑型材中，植物纤维粉与塑料相容好，可降低偶联剂和相容剂的用量，并能使成品中无纤维粉团聚现象，从而降低生产成本，并进一步提高了仿木效果。

本发明方法简便易行，制备的木塑复合材料外观酷似木材，可在各种条件下用作木材的替代品，其中特别适合于用作替代室外园林景观装饰用的木材，如可用作室外地板、栅栏、扶手、花箱、垃圾箱、凉亭、木屋、阳台、楼梯、墙板等，而且用作室外地板时具有雨天防滑的功能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此：

实施例一：

1)制备预混料：在高效沸腾干燥器中将100目杉木粉进行干燥，干燥器热空气的进口温度为130℃，干燥时间为15分钟，木粉干燥至含水量低于0.5％。在高速混合机中加入干燥过的木粉200份、碳酸钙75份、滑石粉25份、铁系颜料铁棕7份、酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂5份，高速混合至150℃，冷却至100℃后，加入100份回收PP，再加入15份MAH-g-PP，光稳定剂0.5份，抗氧剂0.5份，助抗氧剂0.5份，适量的润滑剂，在100～110℃混合均匀，得到预混料。

2)制备粉碎料：将预混料加入国产同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒各段温度设置为160/170/180/185/190/190/190/185℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料。

3)制备木塑型材或异型材：将粉碎料加入国产锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒各段温度设置为160/165/170/175℃。挤出物经口模定型、空气冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料。

4)打纹处理：用装有24#粗砂带的砂光机对木塑材料表面进行粗糙化打纹处理，将木塑材料送入砂光机，在输送带将其向前输送的过程中被粗砂带打磨，打掉的薄层厚度为0.1～2mm，使其表面粗糙和部分短纤维外露，得到一种外观和颜色与木材相似的木塑复合材料，即为本发明产品。

实施例二：

在气流干燥器中将60目白杨木粉进行干燥，干燥器热空气的进口温度约为210℃，出口温度约为100℃，木粉干燥至含水量低于0.6％。

在高速混合机中加入干燥过的木粉150份、碳酸钙35份、滑石粉15份、铁系颜料铁黄5份、酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂4份，高速混合至150℃，冷却至100℃后，加入90份回收PP、10份回收PE，再加入10份MAH-g-PP，适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～190℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为160～180℃。挤出物经口模定型、空气冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料；

将所得到木塑复合材料用装有钢刷辊的刷毛机进行表面粗糙化打纹处理，木塑材料边移动边被钢刷辊打磨，打掉的薄层厚度为0.1～2mm，使其表面粗糙和部分短纤维外露，得到一种外观和颜色与木材相似的木塑复合材料。

实施例三：

在高速混合机中加入100目的白杨木粉130份、碳酸钙20份、滑石粉10份、铁系颜料铁橙5份，高速混合至150℃，在该温度下开盖排汽数次，冷却至100℃后，加入80份回收PP、20份回收PE，再加入15份MAH-g-PP、适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑化挤出，料筒温度设置为160～190℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为160～180℃。挤出物经口模定型、空气或水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料；

将所得到的表面光滑的木塑复合材料用装有粗砂轮的机械将其表面打磨，木塑材料边移动边被粗砂轮打磨，打掉的薄层厚度为0.1～2mm，得到一种与木材相似的木塑复合材料。

实施例四：

在高速混合机中加入木粉120份、碳酸钙15份、滑石粉15份、铁系颜料铁红5份，高速混合至160℃，在该温度下开盖排汽数次，冷却至100℃后，加入70份回收PP、30份回收PE，再加入10份MAH-g-PP、适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～190℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为160～180℃。挤出物经口模定型、水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料。

将所得到的表面光滑的木塑复合材料用装有细锯齿状钢带机械将表面抓毛，木塑材料边移动边被锯齿状钢带打磨，打掉的薄层厚度为0.1～2mm，得到一种与木材相似的木塑复合材料。

实施例五：

在高速混合机中加入40目的杂木粉100份、碳酸钙25份、滑石粉25份、铁系颜料3份、酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂3份，高速混合至160℃，在该温度下开盖排汽数次，冷却至100℃后，加入50份回收PP、50份回收PE，再加入3份MAH-g-PP、适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～180℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为155～175℃。挤出物经口模定型、水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑型材。

将所得到的表面光滑的木塑型材用装有36#粗砂带的砂光机，用实施例一相同的方法打纹，得到一种与木材相似的木塑复合材料。

实施例六：

在高效沸腾干燥器中将100目杉木粉干燥至含水量低于0.5％。

在高速混合机中加入干燥过的100目杉木粉175份、回收PP(共聚物)100份、滑石粉5份、铁系颜料4份、酞酸酯偶联剂5份、MAH-g-PP10份、适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～190℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为160～180℃。挤出物经口模定型、空气或水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑异型材；

将所得到的表面光滑的木塑型材用装有24#粗砂带的砂光机打毛，用实施例一相同的方法打纹，得到一种与木材相似的木塑复合材料。

实施例七：

在气流干燥器中将60目糠粉干燥至含水量低于0.6％。

在高速混合机中加入干燥过的糠粉100份、碳酸钙25份、滑石粉25份、铁系颜料3份、酞酸酯偶联剂或硅烷偶联剂3份，高速混合至90℃，加入50份回收PP、50份回收PE，再加入3份MAH-g-PP、适量的稳定剂、阻燃剂、润滑剂等，在90～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～180℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为155～175℃。挤出物经口模定型、水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料。

将所得到的表面光滑的木塑型材用装有36#粗砂带的砂光机打毛，用实施例一相同的方法打纹，得到一种与木材相似的木塑复合材料。

实施例八：

在高效沸腾干燥器中将100目杉木粉干燥至含水量低于0.5％。

在高速混合机中加入干燥过的100目白杨木粉300份、PP100份、碳酸钙50份、滑石粉25份、铁系颜料10份、MAH-g-PP20份、适量的稳定剂、润滑剂等，在100～110℃混合均匀，得到预混料；

将预混料加入同向平行双螺杆挤出机中进行塑炼并挤出，料筒温度设置为160～190℃；挤出物经空气冷却，粉碎机粉碎，得到粉碎料；

将粉碎料加入锥形双螺杆挤出机中进行挤出，料筒温度设置为160～180℃。挤出物经口模定型、空气或水冷却、定长切割，得到一种表面光滑的木塑复合材料；

将所得到的表面光滑的木塑复合材料用装有24#粗砂带的砂光机，用实施例一相同的方法打纹，得到一种外观似木的木塑复合材料。

通过以上实施例，可以较好地实现本发明。

Claims (10)

1、一种外观似木的木塑复合材料的制备方法，以植物纤维粉和热塑性塑料为原料，加入适量添加剂，混合均匀，经挤出机挤出塑化和成型，制得木塑复合材料，其特征在于对木塑复合材料表面进行“打纹处理”，即采用机械方法，将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层，形成类似于粗糙木板表面的纵向纹路。

2、根据权利要求1所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的机械方法是指表面粗糙的打磨工具在运动中与移动的木塑复合材料表面接触，将光滑的表面打磨掉或刷掉一薄层，使其粗糙化，薄层厚度为0.1～2mm。

3、根据权利要求2所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的打纹处理是使用装有粗砂带的砂光机进行的。

4、根据权利要求1或2或3所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的木塑复合材料中植物纤维粉：热塑性塑料的重量比为60～500∶100。

5、根据权利要求4所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的热塑性塑料中PP占重量的55～100％。

6、根据权利要求1或2或3所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的添加剂中的着色剂为铁系颜料。

7、根据权利要求4所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的添加剂中的着色剂为铁系颜料。

8、根据权利要求5所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的添加剂中的着色剂为铁系颜料。

9、根据权利要求8所述的木塑复合材料的制备方法，其特征在于所述的挤出机为同向平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机，其中先用同向平行双螺杆挤出机进行塑化造粒，然后用锥形双螺杆挤出机挤出成型。

10、一种根据权利要求1～9所述方法制备的外观似木的木塑复合材料。