塑木共擠復合新材料及其生產設備的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種塑木共擠復合新材料及其生產設備，涉及新材料【技術領域】，由芯層材料和表層材料構成，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。本發明提供的塑木共擠復合新材料及其生產設備，采用廢棄物作為生產原材料，制備的產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，是一種新型綠色環保材料，解決了國內目前市場上木塑產品存在的表面硬度不足、易劃傷、易風化、表面易留下污漬難以清除的缺陷，具有更強的穩定性、抗老化性、色彩的一致性和持久性，隔熱、隔音效果好，有效提高了木塑復合材料的檔次。
【專利說明】塑木共擠復合新材料及其生產設備
【技術領域】:
[0001]本發明涉及新材料【技術領域】，尤其涉及一種塑木共擠復合新材料及其生產設備。【背景技術】:
[0002]塑料包裝廢棄物已嚴重地污染了環境，影響了工農業生產，危害了人類健康和動植物的生存。世界塑料年產量已超過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、數量多，難以降解，又不能隨意焚化，大多被丟棄在鐵路邊、內河水域和城鎮大街小巷，日積月累便成了觸目驚心的“白色污染”帶。據有關部門調查了解上海日產垃圾1000噸，塑料廢棄物約占330噸；北京日產垃圾12000噸，塑料廢棄物約占360噸；廣州日產垃圾約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%，按照國務院批準的“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的年產量。目前，雖然林業“三剩物”的利用已經引起人們的重視，但在世界范圍內發展水平并不平衡。中國等發展中國家的木材綜合利用率僅為50%?60%，而發達國家的木材綜合利用率已達80%?90%。林業“三剩物”的開發利用現狀:林業“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量的關注度逐漸提高，這些傳統做法已無法繼續沿用。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、竹木材加工行業廢棄資源的再生利用問題。
[0004]木塑復合材料在首先在西方發達國家研發成功以來，已經被廣泛應用于護墻板、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；汽車內飾件(門內裝飾板、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，正在開發中的材料還有折疊板、百葉窗、室內屋頂板、學生課桌椅等。這項新技術在我國剛剛起步，隨著推廣應用的深入，必將對充分利用資源、提高經濟效益和減少環境污染等產生積極的影響，具有廣闊的市場前景。木塑復合材料(WPC)是以初級木、竹等生物質材料為主要原料，配混一定比例的塑料基料，經特殊工藝處理后加工成型的復合材料。木塑復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合材料的使用領域，而且由于它使用環保，成本經濟，并可以回收再利用，因而也解決了復合材料、木材行業廢棄資源的再生利用問題。在如今倡導低碳經濟的大環境下，木塑復合材料的可回收特點使其越來越受到重視。目前，全球WPC產量超過200萬噸。在這當中，北美地區產量以100萬噸高居榜首，中國30萬噸，日本10萬噸和德國7萬噸。可見我國的木塑復合材料行業在全球范圍內還是發展比較好的。[0005]但我國木塑復合材料與歐美、日本等國家還存在一定的差距，還處于中低檔次，特別是對產品性能和使用條件要求較高的木塑復合材料產品進行大規模的開發，其自身的優勢亦未全面顯現，例如木塑復合材料需求用量占全球用量80%的美國、南非等高端產品市場，氣候環境惡劣，對木塑復合材料的適應性要求十分高。因此，特別是配方和加工工藝參數對塑木復合材料性能影響的研究有待加強。盡管國內生產的塑木復合材料有很多優點，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驗，不斷提高塑木產品的生產技術和質量水平。
【發明內容】
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[0006]本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，進一步提出一種塑木共擠復合新材料及其生產設備，生產出來的塑木共擠產品具有較高的強度、硬度、耐酸堿、抗腐蝕、不變形、不含甲醛、易回收的特點。
[0007]本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現。
[0008]一種塑木共擠復合新材料，其特征在于:由芯層材料和表層材料構成，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、無細菌，為后續能制造出優質產品打好基礎。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]一種塑木共擠復合新材料的生產設備，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]本發明的有益效果為:
[0016]本發明提供的塑木共擠復合新材料及其生產設備，采用廢棄物作為生產原材料，制備的產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，是一種新型綠色環保材料，解決了國內目前市場上木塑產品存在的表面硬度不足、易劃傷、易風化、表面易留下污潰難以清除的缺陷，具有更強的穩定性、抗老化性、色彩的一致性和持久性，隔熱、隔音效果好，有效提高了木塑復合材料的檔次。【專利附圖】
【附圖說明】:
[0017]圖1為本發明生產設備的結構示意圖；
[0018]圖2為本發明共擠模頭的結構示意圖。
【具體實施方式】:
[0019]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示和實施例，進一步闡述本發明。
[0020]如圖1、圖2所示，一種塑木共擠復合新材料的生產設備，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，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內表層材料包覆在芯層材料外表面，形成塑木共擠復合新材料。
[0021]共擠模頭3內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。實現這一目標的方法是通過采集大量的實驗數據，建立主擠出機2與輔擠出機I主軸之間的函數關系，利用自動控制技術，保障生產的穩定性與可靠性。
[0022]共擠模頭3設計時，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明的基本原理、主要特征以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發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明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發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明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種塑木共擠復合新材料，其特征在于:由芯層材料和表層材料構成，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.根據權利要求1所述的塑木共擠復合新材料，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量比為2:1。
3.根據權利要求1所述的塑木共擠復合新材料，其特征在于:所述改性塑料為采用改性聚烯烴。
4.一種權利要求1所述的塑木共擠復合新材料的生產設備，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.根據權利要求4所述的塑木共擠復合新材料的生產設備，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.根據權利要求5所述的塑木共擠復合新材料的生產設備，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 優先權日:2014年5月4日
【發明者】唐圣衛, 唐道遠 申請人:安徽森泰塑木新材料有限公司