專利名稱：一種輕質木塑復合材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于復合材料領域，更具體涉及一種輕質木塑復合材料的及其制造方法。
背景技術：
木塑復合材料是國內外近年來蓬勃興起的一類新型復合材料，指利用聚乙烯、 聚丙烯和聚氯乙烯等，代替樹脂膠粘劑，與一定數(shù)量的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維 混合而成的新型木質材料，再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產(chǎn)出的板材 或型材。木塑復合材料因具有木材和塑料的雙重優(yōu)點，而被廣泛應用于室內裝修及戶外 使用。公開號為“1513918A”的發(fā)明公開了一種木塑復合材料及其制備方法和應用， 該復合材料包含有回收塑料、木質纖維以及樹脂相容劑等組分，其制備方法涉及由木質 纖維改性塑料而得到的復合材料。該復合材料有較高的強度及韌性，并且其成型加工性 也得到很大改善。但其生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有木塑復合材料生產(chǎn)上存在成本高、生產(chǎn)效率低的缺 點，提供一種輕質木塑復合材料及其制造方法。本發(fā)明的原料配方成本降低、制造工藝 簡單且易控制、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、密度低并具有一定的強度。本發(fā)明是通過如下技術方案實施的
一種輕質木塑復合材料的配方及其質量份數(shù)為可發(fā)性聚苯乙烯30 100份、木纖 維50 300份、偶聯(lián)劑1 3份、膠粘劑4 30份。所述的可發(fā)性聚苯乙烯為可發(fā)性聚苯乙烯粒子，其粒徑為0.3 1.8mm。所述的木纖維為中密度纖維板生產(chǎn)中所使用的未施過膠的木纖維。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。所述的膠粘劑為二苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的任意一種。該復合材料可進一步添加質量份數(shù)為3 30份的阻燃劑。所述阻燃劑為磷酸氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧 化鋁、十溴二苯乙烷中的任意一種或幾種。該輕質木塑復合材料的制造方法的具體步驟為
1)將木纖維干燥至含水率為2 5%；
2)將1 2份偶聯(lián)劑噴灑到木纖維表面；
3)將步驟2)得到的木纖維與可發(fā)性聚苯乙烯按比例混合，并將膠粘劑噴灑在上
4)將步驟3)得到的物料均勻攪拌后進行組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕質木塑復合材料。在所述步驟3)中可進一步按所述質量份數(shù)添加阻燃劑，并按所述步驟4)進行 組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕質木塑復合材料。所述的預壓的壓力為0.8 l.OMPa，熱壓過程中單位壓力0.8 2.5MPa，溫度為 140 - 220°C,熱壓時間為每毫米板厚20s 60s。本發(fā)明的優(yōu)點為
(1) 本發(fā)明所制得的木塑復合材料密度低，強度好、防水性能好，尺寸穩(wěn)定性 好，各項性能優(yōu)于輕質纖維板?？蓮V泛用作家具材料、包裝材料和墻體材料使用。(2) 本發(fā)明制得的輕質木塑復合材料，密度小于0.45g.cm 3，含水率3 — 10%, 2h吸水厚度膨脹率《8%，靜曲強度湯MPa，內結合強度勸.15MPa，導熱系數(shù)0.03 — 0.05W/m.K。該輕質木塑復合材料可代替MDF、刨花板等廣泛使用于家具材料、包裝材 料和墻體材料，具有節(jié)約木材資源的重要意義。(3) 本發(fā)明還可以通過如下措施完善①制造方法中所用原料為EPS，可選用 本身阻燃型的EPS粒子并在成型過程中施加一定量的阻燃劑，以達到產(chǎn)品的阻燃要求， 以更安全地用于室內；②將所制得的輕質木塑復合材料，可以將其雙面進行飾面處理， 以提高其裝飾效果，可直接使用。
具體實施例方式一種輕質木塑復合材料的配方及其質量份數(shù)為可發(fā)性聚苯乙烯30 100份、 木纖維50 300份、偶聯(lián)劑1 3份、膠粘劑4 30份。所述的可發(fā)性聚苯乙烯為可發(fā)性聚苯乙烯粒子，其粒徑為0.3 1.8mm。所述的木纖維為中密度纖維板生產(chǎn)中所使用的未施過膠的木纖維。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。所述的膠粘劑為二苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的任意一種。該復合材料為了增加其阻燃效果，可進一步添加質量份數(shù)為3 30份的阻燃劑。所述阻燃劑為磷酸氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧 化鋁、十溴二苯乙烷中的任意一種或幾種。該輕質木塑復合材料的制造方法的具體步驟為
1)將木纖維干燥至含水率為2 5%；
2)將1 2份偶聯(lián)劑噴灑到木纖維表面；
3)將步驟2)得到的木纖維與可發(fā)性聚苯乙烯按比例混合，并將膠粘劑噴灑在上
4)將步驟3)得到的物料均勻攪拌后進行組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕 質木塑復合材料。在所述步驟3)中可進一步按所述質量份數(shù)添加阻燃劑，并按所述步驟4)進行 組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕質木塑復合材料。所述的預壓的壓力為0.8 l.OMPa，熱壓過程中單位壓力0.8 2.5MPa，溫度為 140-220°C,熱壓時間為每毫米板厚20s 60s。
所述步驟3)中膠粘劑的用量，若為二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)可用 4 10份，而脲醛樹脂膠(UF膠)或者酚醛樹脂膠(PF膠)的用量可用10 30份。所述步驟4)的熱壓過程中，當輕質木塑復合材料的厚度在30mm以內時，熱壓 時間為每毫米板厚20s 60s。當厚度大于30mm以上時，熱壓時間應更長。本發(fā)明下面結合實施來予以闡明。實施例1
①用木纖維干燥至含水率為2%，并取300份；②將1份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣 霧化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與可發(fā)性聚苯乙烯30份混合，粒徑為 0.3mm,并將12份PF膠粘劑噴灑在上面；④然后均勻攪拌后進行組坯成型，再進行預 壓，預壓的壓力為0.8MPa，預壓時間3min;⑤最后進行熱壓，單位壓力為1.2MPa、時 間lOmin、溫度為160°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的輕質木塑復合材料。實施例2
①用木纖維干燥至含水率為3%，并取100份；②將1份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與30份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，粒徑 為1.8mm，并將13份UF膠粘劑噴灑在上面；④然后均勻攪拌后進行組坯成型，再進行 預壓，預壓的壓力為l.OMPa，預壓時間5min;⑤最后進行熱壓，單位壓力為0.8MPa、 時間llmin、溫度為160°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的輕質木塑復合材料。實施例3
①用木纖維干燥至含水率為5%，并取50份；②將2份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與30份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，粒徑 為0.4mm，并將4份MDI膠粘劑噴灑在上面；④然后均勻攪拌后進行組坯成型，再進行 預壓，預壓的壓力為0.9MPa，預壓時間IOmin ；⑤最后進行熱壓，單位壓力為2.5MPa、 時間12min、溫度為140°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的輕質木塑復合材料。實施例4
①用木纖維干燥至含水率為5%，并取100份；②將1份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與30份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，粒徑 為1.0mm，并將5份MDI膠粘劑噴灑在上面；④然后均勻攪拌后進行組坯成型，再進行 預壓，預壓的壓力為0.9MPa，預壓時間8min，預壓時間6min;⑤最后進行熱壓，單位壓 力為2.0MPa、時間5min、溫度為160°C的條件下熱壓得到厚度為15mm厚的輕質木塑復 合材料。實施例5
①用木纖維干燥至含水率為5%，并取300份；②將3份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與100份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，并 將30份PF膠粘劑噴灑在上面；④然后均勻攪拌后進行組坯成型，再進行預壓，預壓的壓 力為0.8MPa;⑤最后進行熱壓，單位壓力為1.5MPa、時間6min、溫度為220°C的條件下 熱壓得到厚度為12mm厚的輕質木塑復合材料。實施例6
①用木纖維干燥至含水率為5%，并取300份；②將3份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與100份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，并進行噴灑30份UF膠粘劑與30份三氧化二銻的混合物；④然后均勻攪拌后進行組坯成 型，再進行預壓，預壓的壓力為l.OMPa;⑤最后進行熱壓，單位壓力為1.5MPa、時間 12min、溫度為160°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的輕質木塑復合材料。實施例7
①用木纖維干燥至含水率為5%，并取100份；②將1份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣霧 化噴灑木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與100份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，并進 行噴灑15份UF膠粘劑；④然后均勻攪拌15份硼酸鋅和氫氧化鎂的混合物后進行組坯 成型，再進行預壓，預壓的壓力為l.OMPa;⑤最后進行熱壓，單位壓力為1.5MPa、時間 15min、溫度為160°C的條件下熱壓得到厚度為15mm厚的輕質木塑復合材料。實施例8
①用木纖維干燥至含水率為2%，并取210份；②將2份硅烷偶聯(lián)劑通常壓縮空氣 霧化噴灑到木纖維表面；③將步驟②得到的木纖維與90份可發(fā)性聚苯乙烯粒子混合，并 進行噴灑20份磷酸氫二銨與20份UF膠粘劑的混合物；④然后均勻攪拌后進行組坯成 型，再進行預壓，預壓的壓力為l.OMPa;⑤最后進行熱壓，單位壓力為1.5MPa、時間 13min、溫度為180°C的條件下熱壓得到厚度為15mm厚的輕質木塑復合材料。需要說明的是(1)為了提高阻燃性能，可用阻燃型可發(fā)性聚苯乙烯粒子替 代；(2)可通過厚度規(guī)進一步控制熱壓后產(chǎn)品的厚度；(3)通過以上實施方案所得到 的輕質木塑復合材料，可用裝飾單板、高壓裝飾板等裝飾材料對其單面或者雙面飾面。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化 與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述復合材料的配方及其質量份數(shù)為可 發(fā)性聚苯乙烯30 100份、木纖維50 300份、偶聯(lián)劑1 3份、膠粘劑4 30份。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述的可發(fā)性聚苯 乙烯為可發(fā)性聚苯乙烯粒子，其粒徑為0.3 1.8mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述的木纖維為中 密度纖維板生產(chǎn)中所使用的未施過膠的木纖維。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅 烷偶聯(lián)劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述的膠粘劑為二 苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的任意一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于該復合材料可進一 步添加質量份數(shù)為3 30份的阻燃劑。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種輕質木塑復合材料，其特征在于所述阻燃劑為磷酸 氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、十溴二苯乙烷中的任 意一種或幾種。
8.—種如權利要求1所述的輕質木塑復合材料的制造方法，其特征在于所述制造 方法的具體步驟為1)將木纖維干燥至含水率為2 5%；2)將1 2份偶聯(lián)劑噴灑到木纖維表面；3)將步驟2)得到的木纖維與可發(fā)性聚苯乙烯按比例混合，并將膠粘劑噴灑在上4)將步驟3)得到的物料均勻攪拌后進行組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕 質木塑復合材料。
9.根據(jù)權利要求6所述的一種輕質木塑復合材料以及根據(jù)權利要求8所述的一種輕質 木塑復合材料的制造方法，其特征在于在所述步驟3)中可進一步按所述質量份數(shù)添 加阻燃劑，并按所述步驟4)進行組坯成型，再進行預壓，最后熱壓得到輕質木塑復合材 料。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的一種輕質木塑復合材料的制造方法，其特征在于所 述的預壓的壓力為0.8 l.OMPa，熱壓過程中單位壓力0.8 2.5MPa，溫度為140 — 220°C， 熱壓時間為每毫米板厚20s 60s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕質木塑復合材料及其制造方法，該復合材料的配方及其質量份數(shù)為可發(fā)性聚苯乙烯30～100份、木纖維50～300份、偶聯(lián)劑1～3份、膠粘劑4～30份。其制造工藝為先將木纖維干燥至含水率2－5%，而后對木纖維進行用硅烷偶聯(lián)劑表面處理然后與EPS進行混合，再進行施膠、組坯、預壓，最后熱壓成型得到輕質木塑復合材料。本發(fā)明制造的輕質木塑復合材料，具有比通常木塑復合材料密度低、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、物理力學性能優(yōu)越且加工使用方便等特點，可廣泛用作家具材料、包裝材料和墻體材料使用。
文檔編號C08L97/02GK102020862SQ20111000281
公開日2011年4月20日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權日2011年1月7日
發(fā)明者林銘, 饒久平 申請人:福建農(nóng)林大學