[发明专利]木质复合材料的制造方法

说明书

制造木质复合材料的方法，包括以下步骤：通过混合反应性粘合剂和植物纤维提供反应性复合材料混合物(4)；将反应性复合材料混合物供给到挤出机(5)，将复合材料混合物从挤出装置中通过挤出排出口(6)排出到固化模具(8)中；用反应性粘合剂填充植物纤维的孔隙，同时在挤出工艺条件下从孔隙中排出空气；在挤出工艺条件的温度下，反应性粘合剂在植物纤维周围和植物纤维的孔隙中反应成木质复合材料。

技术领域

本发明涉及一种植物-纤维-塑料复合材料的制造方法，特别是木基植物纤维复合材料。以下将这些复合材料称为木质复合材料。

因此，下文使用的术语木质复合材料(材料)包括含有植物纤维(也称为植物纤维或(木质)纤维素纤维)的复合材料，包括(硬)木纤维、亚麻纤维、大麻纤维和/或椰子纤维；以及粘合剂。

背景技术

迄今为止，常见类型的木塑复合材料(WPC)是压制材料，由(木质)植物纤维和作为粘合剂的热塑性树脂(聚合物)组成。这些传统的木质复合材料主要用于平台部件、(木材)围栏部件等。

这些广泛使用的木质复合材料的生产方法包括：将植物纤维(通常是木纤维)与聚合物热塑性材料颗粒混合，并将该混合物供给(加热)挤出装置，该挤出装置设有挤出喷嘴；然后通过挤出喷嘴将混合物送入敞口模具中，然后在敞口模具中控制冷却混合物，通过空气或水冷却，使混合物变成固体材料，可以切割并缩短到所需的长度。

在EP0807510中，粘合剂尤其使用：聚合物、塑料、树脂或反应产物，例如聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。在挤出机中将粘合剂与木粉形式的植物纤维混合。取决于所施加的塑料，对于PVC，挤出机被加热至约65-95℃的温度，对于PS，挤出机被加热至约130℃-190℃的温度。这种已知方法的一个缺点是植物纤维和塑料之间的粘合不充分，因为在加工条件下塑料的粘度太高而不能使塑料渗透到植物纤维的孔中。结果，空气残留在孔隙中，这降低了木质复合材料的强度并对其火灾行为产生不利影响。

发明概述

因此，本发明的目的是提供一种方法及其反应性复合材料混合物，用于制造具有显着改进性能的木质复合产品材料，特别是在形状保持性能(收缩和膨胀)方面，耐压性和耐热性，以及强度和火灾行为。

为此目的，本发明提出制造木质复合产品的方法，包括以下步骤：

-提供一定量的植物纤维或植物纤维流；

-提供一定量或反应性粘合剂或反应性粘合剂流，该粘合剂包括反应性组分和/或反应性预聚物；

-将反应性粘合剂和植物纤维混合成反应性复合材料混合物，并将反应性复合材料混合物馈送入挤出装置中；

-使反应性复合材料混合物经受挤出装置中的挤出工艺条件；

-用反应性粘合剂填充植物纤维的孔隙，同时从孔隙中排出空气；

-使反应性粘合剂在植物纤维周围和植物纤维的孔内反应，并在挤出工艺条件的温度下形成木质复合材料。

因此，获得具有改进的质量性能和高耐久性的木质复合材料，该材料通常不是通过将植物纤维与反应的(化学惰性)热塑性颗粒物理混合，随后加热然后挤出所述混合物，最后通过冷却对材料进行精加工以获得其固体形式而制成的。

相反，在根据本发明的新方法中，挤出装置用于预热植物纤维与反应性粘合剂的混合物，其包括反应性组分和/或反应性预聚物，并通过施加压力在挤出装置中形成均匀的复合材料混合物。随后将混合物通过挤出排出口压入固化模具中以形成棒或型材。由此形成的复合材料混合物在挤出排出时仍然可变形并且已经开始反应和聚合，随后在固化模具中保持在反应温度，从而保持反应，使得反应性粘合剂的反应产物与植物纤维最佳地结合。