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一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法

文檔序號:3685719閱讀:192來源:國知局
一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,包括:將植物纖維粉碎成纖維粉料,在120-150℃下加熱干燥5-10小時,冷卻降溫至室溫,加入偶聯(lián)劑再升溫至120-150℃進(jìn)行表面改性;將玻璃纖維加熱干燥,加入分散劑和偶聯(lián)劑在80-120℃進(jìn)行表面改性;將熱塑性塑料進(jìn)行清理,徹底烘干,再進(jìn)行造粒;在木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻,其中:混合溫度為25℃,混合時間為120s;擠出造粒,形成新的木塑再生料。實(shí)施本發(fā)明的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,能夠提高木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性、降低吸水率和收縮膨脹率;進(jìn)一步能夠減少環(huán)境污染,生態(tài)環(huán)保。
【專利說明】一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及門窗制造領(lǐng)域,尤其涉及一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中用于門窗的型材,通常使用單一材料制作而成,其在保溫性能、防潮,耐酸堿,抗靜電以及防蟲蛀等性能不佳,極少數(shù)使用復(fù)合材料制作的型材在強(qiáng)度、韌度、吸水率以及收縮膨脹率上也不夠理想,因材料使用不當(dāng),會導(dǎo)致型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題,比如:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高,部件與部件之間容易發(fā)生損壞和磨損,且在安裝過程中,需要額外的安裝工具進(jìn)行裝配,裝配過程繁瑣,穩(wěn)固性能不好等問題。此外,現(xiàn)有型材所使用的材料在制備工藝會引發(fā)環(huán)境污染,不利于生態(tài)環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于,提供一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,能夠提高木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性、降低吸水率和收縮膨脹率;進(jìn)一步能夠減少環(huán)境污染,生態(tài)環(huán)保。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:步驟SI,將植物纖維粉碎成纖維粉料,在120-150°c下加熱干燥5-10小時,冷卻降溫至室溫,加入偶聯(lián)劑再升溫至120-150°C進(jìn)行表面改性,形成木纖維;將玻璃纖維加熱干燥,加入分散劑和偶聯(lián)劑在80-12(TC進(jìn)行表面改性,形成玻璃纖維;將熱塑性塑料進(jìn)行清理,徹底烘干,再進(jìn)行造粒,形成熱塑性塑料;步驟S2,在木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻,其中:混合溫度為25°C,混合時間為120s ;步驟S3,擠出造粒,形成新的木塑再生料。
[0005]其中,還包括以下步驟:步驟S4,將木塑再生料在錐形雙螺桿擠出機(jī)中通過模具擠出型材,型坯出口模后冷卻定型,其中:模具的溫度為160°C。
[0006]其中,步驟S4使用錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出,錐形雙螺桿擠出機(jī)的螺桿速度轉(zhuǎn)速15rpm,機(jī)筒溫度為 165_180°C。
[0007]其中,步驟SI中粉碎植物纖維為纖維粉料的粒徑在20-120目之間。
[0008]其中,植物纖維包括木粉、秸桿、竹片、棉花硬殼或稻糠。
[0009]其中,玻璃纖維的直徑大于10 μ m,長度的取值范圍在100ym-3mm之間。
[0010]其中,分散劑為聚氧乙烯化衍生物,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0011]其中,穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑,增韌劑為氯化聚乙烯,增塑劑為丙稀酸脂類高分子共聚物,無機(jī)填料為碳酸鈣粉、滑石粉或高嶺土。
[0012]其中,在步驟S2混合均勻過程中還需加入十八烷酸、聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑,其中:聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑的重量比為1:1:4:1。
[0013]其中,步驟S1-步驟S3中所使用各物料的重量比為:25份植物纖維,I份偶聯(lián)劑,5份玻璃纖維,0.2份分散劑,50份熱塑性塑料,2份穩(wěn)定劑,2份增韌劑,0.4份增塑劑,20份無機(jī)填料。
[0014]本發(fā)明所提供的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,在制成的木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻能夠形成新的木塑再生料,木塑再生料通過模具擠出型材,型坯出口模后冷卻定型成所需的復(fù)合材料,與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比,所制成復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性均有所提高、吸水率下降,收縮膨脹率小,由于使用回收的塑料粒子和植物纖維作為原材料,能夠減少環(huán)境污染,利于生態(tài)環(huán)保;易于控制成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]結(jié)合參見圖1,為本發(fā)明用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法的實(shí)施例。
[0019]本實(shí)施例中用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
步驟SI,將植物纖維粉碎成纖維粉料,在120-150°c下加熱干燥5-10小時,冷卻降溫至室溫,加入偶聯(lián)劑再升溫至120-15(TC進(jìn)行表面改性,形成木纖維;將玻璃纖維加熱干燥,加入分散劑和偶聯(lián)劑在80-120°C進(jìn)行表面改性,形成玻璃纖維;將熱塑性塑料進(jìn)行清理,徹底烘干,再進(jìn)行造粒,形成熱塑性塑料;
步驟S2,在木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻,其中:混合溫度為25°C,混合時間為120s ;
步驟S3,擠出造粒,形成新的木塑再生料。
[0020]具體實(shí)施時,步驟SI分別包括了木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料的制備,其制備過程如下。熱塑性塑料的制備的主要采用廢棄的聚乙烯或聚丙烯材料,常見的如PP、PE和PVC材料,通過加工上述材料,可將目前尚不能形成規(guī)模處理的廢舊塑料材料變?yōu)楦吒郊又档脑牧弦怨┖罄m(xù)使用。其制備過程包括以下步驟:
步驟S111,將熱塑性塑料進(jìn)行清理;
步驟SI 12,徹底烘干;
步驟S113,造粒,形成熱塑性塑料以備使用。
[0021]進(jìn)一步的,木纖維的制備的主要滿足能夠?qū)⒅参锢w維粉碎成20-120目的纖維粉料,具體實(shí)施時,能夠粉碎制成粉料的植物纖維包括木粉、秸桿、竹片、棉花硬殼或稻糠等。其制備過程包括以下步驟: 步驟S121,將植物纖維粉碎成纖維粉料,;
步驟S122,在120-150°C下加熱干燥5_10小時,冷卻降溫至室溫;
步驟S123,加入偶聯(lián)劑再升溫至120-15(TC進(jìn)行表面改性,形成木纖維,其中:偶聯(lián)劑
為乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。
[0022]本實(shí)施例中,粉碎植物纖維為纖維粉料的粒徑在20-120目之間的作用是:由于要求木、塑混合物有一定的流動性才能夠順利地從擠出機(jī)出料,故這種方法一般不另加樹脂進(jìn)行膠合,而是靠塑料成熔融狀與木材纖維的交聯(lián)。木塑復(fù)合材料對于溫度與物料在機(jī)筒內(nèi)停留時間和機(jī)頭壓力都有嚴(yán)格要求。溫度過高或停留時間過長會燒糊木粉,破壞制品外觀;溫度過低或停留時間過短,會使塑化效果不好。
[0023]進(jìn)一步的,玻璃纖維的制備主要通過篩選直徑大于ΙΟμπι,長度取值范圍在100 μ m-3mm之間的玻璃纖維為原料,改性后通過其與其他原材料的混合加工以增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度。這其中,玻璃纖維也可以從一些固體廢棄物中進(jìn)行篩選,除了起到有效利用資源的作用,還可以產(chǎn)生較高附加價(jià)值的作用。其制備過程包括以下步驟:
步驟S131,玻璃纖維的篩選;
步驟S132,玻璃纖維加熱干燥;
步驟S133,加入分散劑和偶聯(lián)劑在80-120°C進(jìn)行表面改性,形成玻璃纖維,其中:分散劑為聚氧乙烯化衍生物,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0024]由上述木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料的制備過程可知,本技術(shù)方案所采用的原料是用較低的成本將我國目前尚不能形成規(guī)模處理的廢舊材料變?yōu)楦吒郊又档奶娲?,將廢舊木材及農(nóng)作物秸桿再利用,也減少了對環(huán)境的污染。利用農(nóng)林木產(chǎn)品工剩余物等生產(chǎn)塑木復(fù)合材料,不僅有利于固體廢棄物的資源化和高價(jià)值化,也有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能。
[0025]進(jìn)一步的,木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料制備完成后,執(zhí)行步驟S2,在木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻,其中:混合溫度為25°C,混合時間為120s ;步驟S3,擠出造粒,形成新的木塑再生料。其中:穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑,增韌劑為氯化聚乙烯,增塑劑為丙稀酸脂類高分子共聚物,無機(jī)填料為碳酸鈣粉、滑石粉或高嶺土。
[0026]在具體實(shí)施上述混合均勻的過程中,還需加入十八烷酸、聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑等原料,其中:聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑的重量比為 1:1:4:1。
[0027]緊接著,執(zhí)行步驟S4,將木塑再生料在錐形雙螺桿擠出機(jī)中通過模具擠出型材,型坯出口模后冷卻定型,其中:模具的溫度為160°C。其中,錐形雙螺桿擠出機(jī)的螺桿速度轉(zhuǎn)速15rpm,機(jī)筒溫度為165_180°C。
[0028]以下具體說明使用本制備方法所使用各物料的重量比及所制成的木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能:
實(shí)施例1:50份熱塑性塑料(PE),25份植物纖維,20份無機(jī)填料,I份偶聯(lián)劑,2份穩(wěn)定齊U。所制成的木塑材料的彎曲強(qiáng)度為35MPa,沖擊強(qiáng)度為16 kj/m2。
[0029]實(shí)施例2:50份熱塑性塑料(PVC),25份植物纖維,20份無機(jī)填料,I份偶聯(lián)劑,2份穩(wěn)定劑。所制成的木塑材料的彎曲強(qiáng)度為32MPa,沖擊強(qiáng)度為18kJ/m2。
[0030]實(shí)施例3:50份熱塑性塑料(PVC),25份植物纖維,5份玻璃纖維(玻璃纖維的長度取值在100 μ m-2mm之間),20份無機(jī)填料,I份偶聯(lián)劑,2份穩(wěn)定劑。所制成的木塑材料的彎曲強(qiáng)度為53MPa,沖擊強(qiáng)度為24kJ/m2。
[0031]實(shí)施例4:50份熱塑性塑料(PVC),25份植物纖維,5份玻璃纖維(玻璃纖維的長度取值在Imm -3mm之間),20份無機(jī)填料,I份偶聯(lián)劑,2份穩(wěn)定劑。所制成的木塑材料的彎曲強(qiáng)度為56MPa,沖擊強(qiáng)度為29kJ/m2。
[0032]由上述實(shí)施例1-實(shí)施例4的對比可知,添加有玻璃纖維的復(fù)合材料,其抗彎強(qiáng)度和抗沖擊性能明顯提升,且其強(qiáng)度隨玻璃纖維長度的增加而增強(qiáng)。
[0033]綜上,本發(fā)明給出用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法所使用各物料的重量比,具體為:25份植物纖維,I份偶聯(lián)劑,5份玻璃纖維,0.2份分散劑,50份熱塑性塑料,2份穩(wěn)定劑,2份增韌劑,0.4份增塑劑,20份無機(jī)填料,聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑的重量比分別0.5份,0.5份,2份和0.5份。該配比能夠在使用現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備和不增加流程工藝的基礎(chǔ)上,提升制成材料的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊性能,且不額外增加成本。
[0034]實(shí)施本發(fā)明的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,具有如下有益效果:在制成的木纖維、玻璃纖維以及熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻能夠形成新的木塑再生料,木塑再生料通過模具擠出型材,型坯出口模后冷卻定型成所需的復(fù)合材料,與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比,所制成復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性均有所提高、吸水率下降,收縮膨脹率小,由于使用回收的塑料粒子和植物纖維作為原材料,能夠減少環(huán)境污染,利于生態(tài)環(huán)保;易于控制成本。
【權(quán)利要求】
1.一種用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟SI,將植物纖維粉碎成纖維粉料,在120-150°c下加熱干燥5-10小時,冷卻降溫至室溫,加入偶聯(lián)劑再升溫至120-15(TC進(jìn)行表面改性,形成木纖維;將玻璃纖維加熱干燥,加入分散劑和偶聯(lián)劑在80-120°C進(jìn)行表面改性,形成玻璃纖維;將熱塑性塑料進(jìn)行清理,徹底烘干,再進(jìn)行造粒,形成熱塑性塑料; 步驟S2,在所述木纖維、所述玻璃纖維以及所述熱塑性塑料中加入穩(wěn)定劑、增韌劑、增塑劑以及無機(jī)填料并混合均勻,其中:混合溫度為25°C,混合時間為120s ; 步驟S3,擠出造粒,形成新的木塑再生料。
2.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,還包括以下步驟: 步驟S4,將所述木塑再生料在錐形雙螺桿擠出機(jī)中通過模具擠出型材,型坯出口模后冷卻定型,其中:所述模具的溫度為160°C。
3.如權(quán)利要求2所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟S4使用錐形雙螺桿擠出機(jī)擠出,所述錐形雙螺桿擠出機(jī)的螺桿速度轉(zhuǎn)速15rpm,機(jī)筒溫度為 165-180°C。
4.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述步驟SI中粉碎植物纖維為纖維粉料的粒徑在20-120目之間。
5.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述植物纖維包括木粉、秸桿、竹片、棉花硬殼或稻糠。
6.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述玻璃纖維的直徑大于10 μ m,長度的取值范圍在100ym-3mm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述分散劑為聚氧乙烯化衍生物,所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
8.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑,所述增韌劑為氯化聚乙烯,所述增塑劑為丙稀酸脂類高分子共聚物,所述無機(jī)填料為碳酸鈣粉、滑石粉或高嶺土。
9.如權(quán)利要求1所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,在步驟S2混合均勻過程中還需加入十八烷酸、聚乙烯蠟、環(huán)氧大豆油、色粉顏料以及抗氧劑,其中:所述聚乙烯蠟、所述環(huán)氧大豆油、所述色粉顏料以及所述抗氧劑的重量比為1:1:4:1。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的用于門窗的木塑復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,其特征在于,所述步驟S1-步驟S3中所使用各物料的重量比為:25份植物纖維,I份偶聯(lián)齊U,5份玻璃纖維,0.2份分散劑,50份熱塑性塑料,2份穩(wěn)定劑,2份增韌劑,0.4份增塑劑,20份無機(jī)填料。
【文檔編號】C08K3/34GK103753787SQ201310719321
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】羅超, 楊軍 申請人:深圳天派門窗科技有限公司
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