[发明专利]轻质木塑复合板材的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于木塑复合材料微孔制品制备技术领域，具体涉及一种用半熔融压塑生产具有微孔结构的轻质木塑复合板材的方法。

背景技术

木塑复合材料是将有机纤维素填料如废弃木材(下脚料、废料、枝桠等)、快速成林木、农业废弃纤维素(糠壳、稻草、竹屑、坚果硬壳粉、秸杆、豆类、亚麻、玉米淀粉等)以粉状、纤维状或刨花等形态，作为增强物或填料加入到塑料制成的复合材料。木塑复合材料具有木材和塑料双重优势，发展木塑复合材料制品不仅能缓解木材和石油的供需矛盾，而且可以使用废旧塑料、废旧木材纤维及农作物纤维，变废为宝，是值得大力发展的一种环保型材料。木塑复合板材和异型材用途最广泛，其中板材主要应用于门板、围墙、房屋装饰板、景墙、平台、廊架、步道、托盘、箱货架铺板、枕木、铺梁、地板等。但是木塑复合板材存在质量比纯塑料板材重，且价格较高的缺点，因而开发轻质化木塑复合材料成为推广应用这种环保型材料的重要技术关键。

木塑复合材料轻质化的基本方法就是中空化或微孔化，即减少单位体积中实际木塑组成的质量，增加气体、空洞的占有量。但是气体、空洞在材料中如果大小、分布不均匀，就会导致材料性能劣化。只有当空洞或气体以很小的单元均匀的分散在材料基体中时，才不会损害材料的力学性能甚至改善某些力学性能。

目前，制备微孔化木塑复合板材的主要方法是发泡法，具体有：①熔融共混压制法；②熔融共混挤出法。

熔融共混压制法是首先将填料、树脂和发泡剂等其它添加剂在混合机中混合均匀，然后用双辊机或密炼机在低于发泡剂分解温度之下，熔融混炼，成型为片材，最后将片材用液压机在高于发泡剂分解温度之上熔化压制成板材(如专利申请号02157949.0公开的技术)。

熔融共混挤出法目前主要是采用化学发泡剂熔融共混挤出板材(专利申请号200510112726.5和200510029258.5公开的工艺技术)。化学发泡剂熔融共混挤出法是首先将填料、树脂和发泡剂等其它添加剂在混合机中混合均匀，然后用多阶挤出机，即单螺杆挤出机+单螺杆挤出机，双螺杆挤出机+单螺杆挤出机，双螺杆挤出机+双螺杆挤出机，多螺杆挤出机+单螺杆挤出机等组合式挤出机熔融共混挤出成型为板材。

以上制备微孔木塑复合板材的方法主要存在两大问题：1、工艺流程长、物料受热时间长易降解，成本高；2、微孔直径和分布难以根据产品用途加以控制。因此，寻求一种新的成型轻质木塑复合板材的方法是推广应用木塑复合板材中亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种既能控制木塑复合板材中微孔孔径大小与分布，以及开孔率，又能简化成型工艺流程，便于生产工艺控制，降低生产成本的新型的轻质木塑复合板材压制成型的生产方法。

本发明提供的轻质木塑复合板材的生产方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

(1)将平均粒径为40目或其以上的热塑性塑料粉末100份与增塑剂、增粘剂、分散剂或发泡剂中的至少一种混合5～15分钟，并升温预热至40～130℃；

(2)将平均粒径为40目或其以上的有机纤维素填料粉末50～90份进行干燥；

(3)先将预热后的热塑性塑料粉末与干燥后的有机纤维素填料粉末混合均匀，然后将混合物放入已预热恒定为40～140℃的塑模型腔中，合模，在温度150～220℃，压力5～20MPa下压制3～15分钟，压制中放气次数0～3次，最后在保持压力5～10MPa下，冷却时间2～10分钟即可。

其中增塑剂为0～15份，增粘剂为0～10份，发泡剂为0～6份，分散剂为0～5份，且所用份数均为重量份。

有机纤维素填料粉末的干燥可在温度70～90℃，真空度0.02～0.08MPa，时间10～36小时条件下进行。

由于本发明方法采用40目或其以上的细微热塑性塑料和有机纤维素填料粉末，或再辅以适当的增塑剂、增粘剂、分散剂或发泡剂，在调控的加热温度与加热时间下，可使细微的木塑混合粉末中的塑料粉末处于固液共存状态，即原料粒子在晶粒或微粒界面熔化，而在晶粒或微粒芯层残留未熔化固相粒子的状态，进行压制成型，使塑料微粒表面已熔融的部分与其周围的木粉或塑料微粒粘接，制造出具有均匀分布的无数微孔的轻质木塑复合板材。本发明方法在生产轻质木塑复合板材时，可不加增塑剂、增粘剂、发泡剂和分散剂，但为了使本发明方法能够在较宽的范围内调节所得型材的孔径大小与分布，以及孔隙率，即可根据需要进行添加。

本发明方法还可采取了以下技术措施：