塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備，涉及新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，由芯層材料和表層材料構(gòu)成，所述芯層材料主要由木、竹或稻糠天然植物纖維及廢聚烯烴塑料混合制成，所述的表層材料由改性塑料與色母混合制成，所述表層材料均勻包覆在芯層材料表面。本發(fā)明提供的塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備，采用廢棄物作為生產(chǎn)原材料，制備的產(chǎn)品具有較高的強度和硬度、耐酸堿、抗腐蝕、不變形、不含甲醛、易回收的特點，是一種新型綠色環(huán)保材料，解決了國內(nèi)目前市場上木塑產(chǎn)品存在的表面硬度不足、易劃傷、易風(fēng)化、表面易留下污漬難以清除的缺陷，具有更強的穩(wěn)定性、抗老化性、色彩的一致性和持久性，隔熱、隔音效果好，有效提高了木塑復(fù)合材料的檔次。
【專利說明】塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]塑料包裝廢棄物已嚴(yán)重地污染了環(huán)境，影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，危害了人類健康和動植物的生存。世界塑料年產(chǎn)量已超過2億噸，我國塑料包裝材料2007年已超過1000萬噸，這些塑料包裝材料和容器經(jīng)一次性使用后，大部分成了固體廢棄物。塑料包裝廢棄物重量輕、體積大、數(shù)量多，難以降解，又不能隨意焚化，大多被丟棄在鐵路邊、內(nèi)河水域和城鎮(zhèn)大街小巷，日積月累便成了觸目驚心的“白色污染”帶。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查了解上海日產(chǎn)垃圾1000噸，塑料廢棄物約占330噸；北京日產(chǎn)垃圾12000噸，塑料廢棄物約占360噸；廣州日產(chǎn)垃圾約6000噸，塑料垃圾約占200噸。
[0003]我國采伐剩余物和造材剩余物約占林木生物量的40%，按照國務(wù)院批準(zhǔn)的“十一五”期間森林采伐限額2.5億m3/a計算，我國每年將產(chǎn)生約1.1億噸的采伐、造材剩余物。另外，加工剩余物按原木的34.4%計算也有高達3210萬m3的年產(chǎn)量。目前，雖然林業(yè)“三剩物”的利用已經(jīng)引起人們的重視，但在世界范圍內(nèi)發(fā)展水平并不平衡。中國等發(fā)展中國家的木材綜合利用率僅為50%?60%，而發(fā)達國家的木材綜合利用率已達80%?90%。林業(yè)“三剩物”的開發(fā)利用現(xiàn)狀:林業(yè)“三剩物”通常堆積密度低、體積大，且分布松散，不便于收集、儲藏和運輸，因此傳統(tǒng)的“三剩物”處理方式大多以就地拋棄、焚燒或填埋等簡單方式為主。目前，隨著人們對空氣和水質(zhì)量的關(guān)注度逐漸提高，這些傳統(tǒng)做法已無法繼續(xù)沿用。而通過木(竹)塑新材料的工程化和高性能化、廢棄塑料的改性再生和竹木屑資源的充分利用，可解決廢舊塑料、竹木材加工行業(yè)廢棄資源的再生利用問題。
[0004]木塑復(fù)合材料在首先在西方發(fā)達國家研發(fā)成功以來，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于護墻板、壁板、鋪板、裝飾板、柵欄、樓梯扶手、建筑模板、建筑門窗、室外屋頂瓦；汽車內(nèi)飾件(門內(nèi)裝飾板、底板、備用輪罩、座椅靠背、儀表板、手套箱、遮光板、頭枕插件等)；包裝和物流用組合托盤、包裝箱、存儲箱、花箱、倉儲架；高速公路噪音隔板、海邊路板、鐵路軌枕；還可做裝飾邊框、舶船座艙隔板、辦公室隔板、室外露天桌和長凳、活動架等，正在開發(fā)中的材料還有折疊板、百葉窗、室內(nèi)屋頂板、學(xué)生課桌椅等。這項新技術(shù)在我國剛剛起步，隨著推廣應(yīng)用的深入，必將對充分利用資源、提高經(jīng)濟效益和減少環(huán)境污染等產(chǎn)生積極的影響，具有廣闊的市場前景。木塑復(fù)合材料(WPC)是以初級木、竹等生物質(zhì)材料為主要原料，配混一定比例的塑料基料，經(jīng)特殊工藝處理后加工成型的復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料適用范圍廣泛，幾乎可涵蓋所有原木、塑料、塑鋼、鋁合金及其它類似復(fù)合材料的使用領(lǐng)域，而且由于它使用環(huán)保，成本經(jīng)濟，并可以回收再利用，因而也解決了復(fù)合材料、木材行業(yè)廢棄資源的再生利用問題。在如今倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟的大環(huán)境下，木塑復(fù)合材料的可回收特點使其越來越受到重視。目前，全球WPC產(chǎn)量超過200萬噸。在這當(dāng)中，北美地區(qū)產(chǎn)量以100萬噸高居榜首，中國30萬噸，日本10萬噸和德國7萬噸?？梢娢覈哪舅軓?fù)合材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)還是發(fā)展比較好的。[0005]但我國木塑復(fù)合材料與歐美、日本等國家還存在一定的差距，還處于中低檔次，特別是對產(chǎn)品性能和使用條件要求較高的木塑復(fù)合材料產(chǎn)品進行大規(guī)模的開發(fā)，其自身的優(yōu)勢亦未全面顯現(xiàn)，例如木塑復(fù)合材料需求用量占全球用量80%的美國、南非等高端產(chǎn)品市場，氣候環(huán)境惡劣，對木塑復(fù)合材料的適應(yīng)性要求十分高。因此，特別是配方和加工工藝參數(shù)對塑木復(fù)合材料性能影響的研究有待加強。盡管國內(nèi)生產(chǎn)的塑木復(fù)合材料有很多優(yōu)點，但迄今仍存在不足，如易刮擦、易油污、抗老化性差、色彩的一致性和持久性差等。這些不足需要從配方和工藝等入手深入研究吸取國外經(jīng)驗，不斷提高塑木產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量水平。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，進一步提出一種塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)出來的塑木共擠產(chǎn)品具有較高的強度、硬度、耐酸堿、抗腐蝕、不變形、不含甲醛、易回收的特點。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0008]一種塑木共擠復(fù)合新材料，其特征在于:由芯層材料和表層材料構(gòu)成，所述芯層材料主要由木、竹或稻糠天然植物纖維及廢聚烯烴塑料混合制成，所述的表層材料由改性塑料與色母混合制成，所述表層材料均勻包覆在芯層材料表面。
[0009]所述木、竹或稻糠天然植物纖維與廢聚烯烴塑料的質(zhì)量比為2:1。
[0010]所述木、竹或稻糠天然植物纖維可以選用廢棄的木、竹或稻糠天然植物纖維，木、竹或稻糠天然植物纖維及廢聚烯烴塑料所占的比例大約為60%、30%，還有10%為其他的填充料和添加劑。將這些物質(zhì)在高溫高壓下混煉，形成顆粒狀芯層半成品材料，這些材料在近200°C的高溫、20Mpa以上壓力的作用下，很好的混煉在一起，低水分、無細(xì)菌，為后續(xù)能制造出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品打好基礎(chǔ)。表層材料采用改性聚烯烴，具有較高的耐刮擦性能、較好的抗老化性能。表層與芯層在共擠模具中，以不低于15MPa的壓力，在約180°C的溫度下，熔合在一起，具有很高的貼合強度，內(nèi)外層不會相互分離。
[0011]所述改性塑料為采用改性聚烯烴。
[0012]一種塑木共擠復(fù)合新材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:包括主擠出機和輔擠出機，所述主擠出機和輔擠出機共同連接一個共擠模頭，所述共擠模頭的模腔包括與主擠出機連接的主擠出腔，還包括與輔擠出機連接的輔擠出腔，所述輔擠出腔通過流道連接表層材料入口，所述主擠出腔與輔擠出腔之間的腔壁上端面低于流道壁上端面，表層材料在擠出壓力作用下可以越過腔壁上端面進入主擠出腔，包覆在芯層材料外表面。
[0013]所述輔擠出機的擠出壓力大于主擠出機的擠出壓力。
[0014]所述主擠出機的擠出壓力為15_20MPa，溫度為180_300°C。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016]本發(fā)明提供的塑木共擠復(fù)合新材料及其生產(chǎn)設(shè)備，采用廢棄物作為生產(chǎn)原材料，制備的產(chǎn)品具有較高的強度和硬度、耐酸堿、抗腐蝕、不變形、不含甲醛、易回收的特點，是一種新型綠色環(huán)保材料，解決了國內(nèi)目前市場上木塑產(chǎn)品存在的表面硬度不足、易劃傷、易風(fēng)化、表面易留下污潰難以清除的缺陷，具有更強的穩(wěn)定性、抗老化性、色彩的一致性和持久性，隔熱、隔音效果好，有效提高了木塑復(fù)合材料的檔次?！緦＠綀D】

【附圖說明】:
[0017]圖1為本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明共擠模頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】:
[0019]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示和實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0020]如圖1、圖2所示，一種塑木共擠復(fù)合新材料的生產(chǎn)設(shè)備，包括主擠出機2和輔擠出機1，主擠出機2和輔擠出機I共同連接一個共擠模頭3，共擠模頭3的模腔包括與主擠出機2連接的主擠出腔35，還包括與輔擠出機I連接的輔擠出腔34，輔擠出腔34通過流道32連接表層材料入口 31，主擠出腔35與輔擠出腔34之間的腔壁33上端面低于流道壁上端面36，表層材料在擠出壓力作用下可以越過腔壁33上端面進入主擠出腔35，包覆在芯層材料外表面，芯層材料加入到主擠出機2內(nèi)，由主擠出機2擠出至共擠模頭3，表層材料加入到輔擠出機1，由輔擠出機I擠出至共擠模頭3，在共擠模頭3內(nèi)表層材料包覆在芯層材料外表面，形成塑木共擠復(fù)合新材料。
[0021]共擠模頭3內(nèi)芯層材料與表層材料融合的地方是主擠出腔35，要保證兩種材料融合時的壓力相等、流速相同。實現(xiàn)這一目標(biāo)的方法是通過采集大量的實驗數(shù)據(jù)，建立主擠出機2與輔擠出機I主軸之間的函數(shù)關(guān)系，利用自動控制技術(shù)，保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。
[0022]共擠模頭3設(shè)計時，要做到表層材料在流道中流過的距離相同，流動方向的法面上，熔體的載面積相等，從而實現(xiàn)在表層與芯層貼合處，各處壓力相同、流速相同，在保證一定壓力和溫度的條件下，表層與芯層兩種材料能較緊密的貼合在一起。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種塑木共擠復(fù)合新材料，其特征在于:由芯層材料和表層材料構(gòu)成，所述芯層材料主要由木、竹或稻糠天然植物纖維及廢聚烯烴塑料混合制成，所述的表層材料由改性塑料與色母混合制成，所述表層材料均勻包覆在芯層材料表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑木共擠復(fù)合新材料，其特征在于:所述木、竹或稻糠天然植物纖維與廢聚烯烴塑料的質(zhì)量比為2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑木共擠復(fù)合新材料，其特征在于:所述改性塑料為采用改性聚烯烴。
4.一種權(quán)利要求1所述的塑木共擠復(fù)合新材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:包括主擠出機和輔擠出機，所述主擠出機和輔擠出機共同連接一個共擠模頭，所述共擠模頭的模腔包括與主擠出機連接的主擠出腔，還包括與輔擠出機連接的輔擠出腔，所述輔擠出腔通過流道連接表層材料入口，所述主擠出腔與輔擠出腔之間的腔壁上端面低于流道壁上端面，表層材料在擠出壓力作用下可以越過腔壁上端面進入主擠出腔，包覆在芯層材料外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑木共擠復(fù)合新材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:所述輔擠出機的擠出壓力大于主擠出機的擠出壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑木共擠復(fù)合新材料的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于:所述主擠出機的擠出壓力為15-20MPa，溫度為180_300°C。
【文檔編號】B32B21/08GK104002520SQ201410184406
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】唐圣衛(wèi), 唐道遠 申請人:安徽森泰塑木新材料有限公司