專利名稱：一種植物纖維復(fù)合人造板及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)或民用復(fù)合板材，更具體地說，本發(fā)明涉及一種采用植物秸桿與塑料進(jìn)行復(fù)合制得的人造板及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)下腳料中的木質(zhì)、非木質(zhì)植物纖維作為原料生產(chǎn)復(fù)合人造板，在目前全球環(huán)境質(zhì)量下降、森林面積減少、天然資源助逐步受到破壞的今天，具有越來越重大的意義。但是，現(xiàn)有的廢棄天然植物纖維的再生利用技術(shù)中，由于處理技術(shù)較為粗放、簡陋，對各項原料和工藝指標(biāo)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不盡如人意，難以在工業(yè)和民用中大量推廣應(yīng)用，從而影響到廢棄天然植物纖維的經(jīng)濟效益和產(chǎn)業(yè)化運行，最終還是阻礙了其對于循環(huán)經(jīng)濟和環(huán)境保護(hù)應(yīng)起到的重要作用，導(dǎo)致廢棄的木質(zhì)、非木質(zhì)植物纖維(如稻糠，稻草，秸稈，果殼粉等)仍然被大量焚燒處理，既浪費了有用的自然資源，又加大了空氣環(huán)境的污染。
有專利號為95105921.1的發(fā)明專利供開了“一種復(fù)合人造板的生產(chǎn)工藝”，其利用非單板型人造板生產(chǎn)工藝和設(shè)備生產(chǎn)植物纖維—塑料復(fù)合人造板產(chǎn)品，其工藝流程為塑料原料制備-植物纖維原料制備-表面處理-干燥-與制備好的塑料原料混合-鋪裝-熱壓-冷壓-成品，其采用的表面處理劑主要成分是酚醛樹脂和硅烷偶聯(lián)劑。具稱該技術(shù)優(yōu)點為通過對植物纖維原料表面進(jìn)行處理解決了塑料與植物纖維這兩種性質(zhì)完全不同的組分的界面結(jié)合問題，省去了植物纖維材料與塑料復(fù)合需要的高溫高壓擠壓捏合的工藝和設(shè)備，簡化了生產(chǎn)工藝，提高了木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)能力，降低了生產(chǎn)成本和能源消耗；其產(chǎn)品外觀保留了木質(zhì)人造板的一切特征。經(jīng)表面處理后其抗熱蠕變能力有較大提高。
但是，上述技術(shù)中表面處理劑的酚醛樹脂仍然可能散發(fā)甲醛有害物，此外對塑料原料的粗放利用也會造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明的目的是要提供一種植物纖維復(fù)合人造板及其生產(chǎn)工藝，其具有如下優(yōu)點有效的解決了木質(zhì)纖維及塑料樹脂的界面結(jié)合問題，復(fù)合人造板制品的綜合性能大幅提高。
為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是一種植物纖維復(fù)合人造板，其組份包括植物纖維、塑料和添加劑，而所述復(fù)合人造板中各組份的比例如下植物纖維35-69％，熱塑性塑料30-60％，添加劑1-5％；所述添加劑包括偶聯(lián)劑。
本發(fā)明植物纖維復(fù)合人造板，采用了特色性的組份添加比例，擯棄不分熱固性/熱塑性塑料的混用式粗放配料、選用較為單一的熱塑性塑料作為原料，采用偶聯(lián)劑作為主要添加劑，使得植物纖維復(fù)合人造板的剛度及彈性模量提高。
實驗證明本發(fā)明成品可以耐攝氏70度高溫不會變型，零下20度低溫不會龜裂；較紅衫木硬度高1.7倍，較一般合成三夾板硬2.5倍，產(chǎn)品浸泡膨脹率(30天)＜2％，螺釘握裹力為合成三夾板的1.5倍；而且具有一定的耐酸堿腐蝕能力，易于清潔處理，還可以避免因長期使用或清潔困難導(dǎo)致的有害細(xì)菌的滋長/侵蝕。
本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)改進(jìn)還包括所述植物纖維為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)下腳料中的木質(zhì)和/或非木質(zhì)植物纖維，所述植物纖維的粒度范圍為60目～150目。所用植物纖維包括枝椏、廢屑、稻糠、稻草、各種秸稈、果殼粉等；將這些植物秸稈類原料切割粉碎成為較為均勻的纖維粒料，有利于進(jìn)行工業(yè)復(fù)合生產(chǎn)，增加和穩(wěn)定最終產(chǎn)品的機械強度。
所述添加劑還包括增塑劑、潤滑劑、防菌劑其中一種或一種以上。其中，防菌劑則視情況添加，以求保持復(fù)合材料的外觀完美，防菌劑的添加和選型綜合考慮纖維粉種類、添加量、使用環(huán)境、產(chǎn)品含水量而定，例如采用硼酸鋅可以防腐，但不能用于防藻類。
所述偶聯(lián)劑為異氰酸鹽、過氧化異丙苯、鋁酸酯、酞酸酯類、硅烷偶聯(lián)劑，、馬來酸酐改性聚丙劑、乙烯-丙烯酸酯其中一種或一種以上。由于植物纖維具有較強吸水性而具有很強極性即強疏水性，塑料與植物纖維之間相容性差，界面粘結(jié)力很小，而偶聯(lián)劑能使塑料與植物纖維表面間產(chǎn)生強力的表面結(jié)合力，還能降低植物纖維的吸水性，提高植物纖維與塑料的相容性及分散性。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。增塑劑的加入，如可在PVC/纖維粉復(fù)合材料中起到降低加工溫度、減少纖維粉分解和發(fā)煙等作用，而增塑劑的添加量根據(jù)復(fù)合板材的拉伸強度和斷裂伸長率的需要而確定。
所述潤滑劑為硬脂酸鋅，乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟其中一種或一種以上。高填充量植物纖維粉在熔融的熱塑性塑料中分散效果差，常以某種聚集狀態(tài)存在，使得熔體流動性差，擠出成型困難，加入潤滑劑等表面處理劑可改善流動性、利于擠出成型等加工。
作為優(yōu)選實施例，所述復(fù)合人造板中各組份的比例如下植物纖維55-58％，熱塑性塑料40-42％，添加劑2-3％。
相應(yīng)地，本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是一種植物纖維復(fù)合人造板生產(chǎn)工藝，包括如下步驟植物原料的粉碎、干燥，然后加入熱塑性塑料粉末和添加劑、融熔混配、造粒、熱壓擠出、模具制坯、板坯加壓冷卻、切割定型，而所述熱塑性塑料為如下塑料的新料或再生塑料其中一種或一種以上高密度聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙稀；所述熱壓擠出條件控制為溫度160-190度，壓力90-120KG/CM2，擠出時間3-20分；所述板坯的加壓冷卻條件控制為溫度小于20度，壓力90-120KG/CM2，持續(xù)時間1-10分。本發(fā)明的工藝參數(shù)結(jié)合添加的物料尤其是塑料的理化特性，因此，工藝合理性及科學(xué)性提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。
所述干燥步驟控制將植物纖維粉料的水份含量降至2～0.2％。干燥步驟在融熔混配、擠出步驟之前，就將植物纖維粉料的水分含量降到最低，使得后續(xù)各種添加劑的作用得到更有效發(fā)揮、減少浪費和副作用。
所述植物纖維的粒度范圍控制在60目～150目。
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
具體實施例方式
實施例1，植物原料粉碎、干燥植物纖維原料為木質(zhì)或非木質(zhì)植物原料，粉碎成100目之細(xì)粉，再經(jīng)干燥程序?qū)⒑萁档椭?％，得到制備好的纖維粉料。
塑料制備將原始塑料粉PVC加入一定比例的添加劑異氰酸鹽、鄰苯二甲酸二丁酯等。
融熔混配、造粒將植物纖維粉料與經(jīng)制備的塑料粉料在普通攪拌機中常溫常壓下均勻混合，塑料加入量為成品總重量的50％左右；經(jīng)造粒過程備用。
熱壓擠出進(jìn)入熱壓擠出機，經(jīng)模具定型，其擠出工藝條件為溫度175℃，壓力100kg/cm2，時間10分鐘；加壓冷卻擠出后的板坯進(jìn)行冷卻加壓，冷卻工藝條件為溫度＜20℃、壓力110kg/cm2，時間6分鐘。
冷卻后即得制品。
實施例2，
植物原料粉碎、干燥植物纖維原料為木質(zhì)或非木質(zhì)植物原料，粉碎成120目之細(xì)粉，再經(jīng)干燥程序?qū)⒑萁档椭?.3％，得到制備好的纖維粉料。
塑料制備將原始塑料粉PE加入一定比例的添加劑酞酸酯類、鄰苯二甲酸二丁酯、硬脂酸鋅等。
融熔混配、造粒將植物纖維粉料與經(jīng)制備的塑料粉料在普通攪拌機中常溫常壓下均勻混合，塑料加入量為成品總重量的40％左右；經(jīng)造粒過程備用。
熱壓擠出進(jìn)入熱壓擠出機，經(jīng)模具定型，其擠出工藝條件為溫度165℃，壓力120kg/cm2，時間20分鐘；加壓冷卻擠出后的板坯進(jìn)行冷卻加壓，冷卻工藝條件為溫度＜20℃、壓力950kg/cm2，時間10分鐘。
冷卻后即得制品。
權(quán)利要求
1.一種植物纖維復(fù)合人造板，其組份包括植物纖維、塑料和添加劑，其特征在于所述復(fù)合人造板中各組份的比例如下植物纖維35-69％，熱塑性塑料30-60％，添加劑1-5％；所述添加劑包括偶聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述植物纖維為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)下腳料中的木質(zhì)和/或非木質(zhì)植物纖維，所述植物纖維的粒度范圍為60目～150目。
3.如權(quán)利要求1或2所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述添加劑還包括增塑劑、潤滑劑、防菌劑其中一種或一種以上。
4.如權(quán)利要求1或2所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述偶聯(lián)劑為異氰酸鹽、過氧化異丙苯、鋁酸酯、酞酸酯類、硅烷偶聯(lián)劑，、馬來酸酐改性聚丙劑、乙烯-丙烯酸酯其中一種或一種以上。
5.如權(quán)利要求3所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
6.如權(quán)利要求3所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸鋅，乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟其中一種或一種以上。
7.如權(quán)利要求1或2所述植物纖維復(fù)合人造板，其特征在于所述復(fù)合人造板中各組份的比例如下植物纖維55-58％，熱塑性塑料40-42％，添加劑2-3％。
8.一種如權(quán)利要求1-7之一所述植物纖維復(fù)合人造板的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟植物原料的粉碎、干燥，然后加入熱塑性塑料粉末和添加劑、融熔混配、造粒、熱壓擠出、模具制坯、板坯加壓冷卻、切割定型，其特征在于所述熱塑性塑料為如下塑料的新料或再生塑料其中一種或一種以上高密度聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙稀；所述熱壓擠出條件控制為溫度160-190度，壓力90-120KG/CM2，擠出時間3-20分；所述板坯的加壓冷卻條件控制為溫度小于20度，壓力90-120KG/CM2，持續(xù)時間1-10分。
9.如權(quán)利要求8所述植物纖維復(fù)合人造板的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述干燥步驟控制將植物纖維粉料的水份含量降至2～0.2％。
10.如權(quán)利要求8所述植物纖維復(fù)合人造板的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述植物纖維的粒度范圍控制在60目～150目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物纖維復(fù)合人造板，其組份包括植物纖維、塑料和添加劑，而所述復(fù)合人造板中各組份的比例如下植物纖維35－69％，熱塑性塑料30－60％，添加劑1－5％；所述添加劑包括偶聯(lián)劑。本發(fā)明提供一種植物纖維復(fù)合人造板及其生產(chǎn)工藝，其具有如下優(yōu)點有效的解決了木質(zhì)纖維及塑料樹脂的界面結(jié)合問題，復(fù)合人造板制品的綜合性能大幅提高。
文檔編號B27N3/28GK1966225SQ20061006275
公開日2007年5月23日 申請日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者陳正中 申請人:陳正中