[发明专利]一种纤维增强定向木塑复合刨花板

说明书

技术领域

本发明涉及于一种木塑复合材料，具体涉及一种纤维增强定向木塑复合刨花板，尤其是纤维增强大尺寸木质刨花定向多层木塑复合板。

背景技术

木塑复合材料是复合材料领域增长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，但是挤出和注射法限制了其产品的尺寸，因此热压法是生产大幅面木塑复合材料的最优方法。

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，工业通常使用40～100目的粉状木质纤维，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。木塑复合材料的主要原料包括木质原料和塑料，在成本上，塑料的价格高于木质原料的价格，因此提高产品中木质原料的含量可以降低产品的成本。然而，现有木塑复合材料中木质原料的质量分数一般在20%到50%，当木质原料含量高于50%时，木质原料与塑料混合物的流动性差，与设备管壁的摩擦阻力较大，造成产品均匀性差和表面开裂等缺陷，因此如何通过新的工艺提高木塑复合材料中木质原料的含量成为研究的重点和热点。

在传统热压法生产木塑料复合材料的过程中，塑料颗粒的密度大于木质原料的密度，从而在混合过程中，密度大的塑料与密度小的木质原料很难混合均匀，甚至在铺装和热压过程中，密度大的塑料颗粒将向板坯的底层滑漏，从而导致塑料含量和密度在产品厚度方向上分布不均。虽然长尺寸木质原料有利于增加最终产品的性能，但使用颗粒塑料导致的上述滑漏和分布不匀现象更明显。中国发明专利CN103659946公开的定向木塑复合板，其使用塑料薄膜替代塑料颗粒在一定程度上避免了颗粒塑料滑漏，但塑料薄膜在用于制造木塑复合板材时容易在板坯的厚度方向上出现聚集，从而会形成波浪型断面密度分布（VDP），因此同样很难制备出匀质木塑复合板材。

此外，木塑复合刨花板的力学性能已经能够满足建筑工程和家居装饰的需要，但在承重家具、航空器、交通工具等具有较高力学承载需要的应用场合，还需要在保持其表面装饰特性不降低的前提下进一步提高木塑复合刨花板的强度、韧性等物理力学性能。

发明内容

为了克服现有技术木塑复合板制备过程中存在的因木质原料尺寸小、含量低、塑料和密度分布不均带来的资源利用不合理、能量消耗大、木塑板材综合力学性能差的问题，本发明阐述了一种纤维增强定向木塑复合刨花板及其制造方法，以木质刨花和热塑性塑料薄膜和薄片为主要原料，采用塑料薄片与大尺寸木质刨花混合之后再辅以增强纤维进行多层定向铺装的生产工艺，克服传统木塑复合材料制备工艺及产品的缺陷，制备木质原料尺寸大、含量高，产品物理力学性能好的大幅面定向木塑复合板，该板材在建筑、家具、交通工具、航空器等领域有广泛的应用潜力。

本发明所采用的技术方案是：一种纤维增强定向木塑复合刨花板，其组分和重量百分数为：木质原料占60%～90%；增强纤维占5%～15%；热塑性塑料占4%～30%；偶联剂占1%～2%；所述木质原料为木材刨花，所述增强纤维为玻璃纤维和/或碳纤维。

优选的是：所述纤维增强定向木塑复合刨花板具有多层结构，所述多层结构具有底层、中间层和表层，所述底层和所述表层使用木材刨花和热塑性塑料制成的塑料薄片的混合物铺装而成，所述中间层使用增强纤维织物和塑料薄膜铺装而成。

优选的是：所述增强纤维织物为玻璃纤维和碳纤维经编织得到的织物，所述织物由玻璃纤维股线和碳纤维股线经经纬向编织获得，所述玻璃纤维股线和碳纤维股线在经纬向均交错设置。

优选的是：所述中间层使用的增强纤维织物和塑料薄膜均为片层状，所述片层的总层数为奇数，所述增强纤维织物的片层位于板材中心平面，其上下叠加塑料薄膜片层。

优选的是：增强纤维织物片层与塑料薄膜片层均为多层，二者相邻交错叠加，且沿板材中心平面对称。

优选的是：所述底层和所述表层均通过定向装置进行定向铺装而成，所述表层和所述底层的铺装方向总体呈平行关系。

优选的是：所述木材刨花为杨木刨花，其长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.2～0.5mm。

优选的是：所述塑料薄片长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.05～0.2mm。

优选的是：所述木质原料的含水率在5%以下；所述木制原料长度方向与板材轴向成0～30度夹角。