[發明專利]一種共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的模具和方法

有效

• 申請號: 201310021367.7
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103144270A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 謝延軍;孫理超;王海剛;賀曉艷;李澤文;王清文
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B29C47/12
• 分類號: B29C47/12;B29C47/88;B29C47/92
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種共擠制備木塑復合材料的模具和方法。

背景技術

目前共擠出木塑復合材料，其成型過程需在兩個模具中完成，先成型，后包覆，制備過程中在形成界面層時芯層物料的表層已處于冷卻狀態，且芯層和表層物料在模具中無相互壓力作用，導致芯層和表層界面結合強度較差，且成型過程需兩個設備，對螺桿的加工精度要求較高，費用成本較高，設備結構復雜。

現有專利號為200420109040.1的中國專利《表層共擠芯層發泡擠出模具》，該專利公開了一種表面共擠芯層發泡共擠模具，它的口模包含發泡料擠出流道、發泡料發泡腔、隔熱腔、共擠料擠出流道、復合共擠流道，發泡擠出流道和共擠料擠出流道匯流口前設有發泡腔，可在熱熔體發泡過程完成后進行共擠。且冷卻裝置和共擠流道之間設置有隔熱腔，既保證了共擠和發泡的溫度不受冷卻裝置的影響，又保證能在共擠發泡之后順利完成共擠。該技術主要重點強調共擠模具中的發泡問題，對共擠界面問題沒有涉及，另有專利號為200810222658.1的中國專利《在塑料/木塑型材表面包覆木皮的復合型材及其制造方法》，該專利公開了一種在塑料/木塑型材表面包覆木皮的復合型材及其制造方法，界面結合采用在木皮的內表面涂布熱熔膠粘劑，并對進行去污除塵處理的塑料/木塑型材的待包覆表面涂布界面親合劑，通過包覆機的造型輥輪將木皮輥壓包覆在塑料/木塑型材的表面上。該方法提高了木皮與塑料/木塑型材表面間的粘結力，但是雖然該技專利涉及了界面問題，但其表層和芯層結合采用的是傳統的膠接方式，須使用膠黏劑和親合劑，使得木塑復合材料界面強度低，一股為0.5～1.8MPa，因此對于如果制備得到高界面結合強度的木塑復合材料是必要的。

發明內容

本發明是為解決現有的木塑復合材料界面結合強度低的技術問題，而提供一種共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的模具和方法。

本發明的一種共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的模具由芯層流道1、表層流道2、共擠流道3、定型模4、冷卻模5、加長口模6、表層口模7、芯層口模8、法蘭9、溫控裝置10、冷卻裝置11、隔熱板12和螺桿13構成；其中芯層流道1的出口到表層流道2的入口之間的距離不小于5mm，芯層流道1的出口和表層流道2的入口的匯合處設置成圓倒角，溫控裝置10位于表層口模7和芯層口模8內部，冷卻裝置11位于定型模4和冷卻模5內部，隔熱板12位于表層口模7和芯層口模8之間，螺桿13位于表層流道2內部。

一種用本發明的模具共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的方法，其特征在于該制備方法按以下步驟進行：

一、分別調節溫控裝置10和冷卻裝置11，使表層口模7和芯層口模8的溫度為135～180℃，使定型模4和冷卻模5的溫度為15～80℃，根據制備的高界面結合強度共擠出木塑復合材料所需表層厚度調節螺桿13，來調節壓力；

二、使熔融狀態下的芯層物料在推動力作用下從芯層流道1依次通過法蘭9、芯層口模8和隔熱板12，在表層口模7處與表層流道2出擠出的熔融狀態的表層物料混合，然后再分別通過共擠流道3、加長口模6、冷卻模5和定型模4，得到高界面結合強度木塑復合材料。

本發明的一種共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的模具和方法，優點在于在同一個模具中制備高界面結合強度的共擠出木塑復合材料，實現了芯層和表層物料在熔融狀態、相互壓力作用下形成共擠出界面層，使得芯層和表層界面基質分子相互纏繞，削弱甚至消除界面，實現表、芯層高強度共擠復合，芯層流道1的出口和表層流道2的入口之間留有一定的距離，使得芯層物料和表層物料交匯前，通過一個緩沖區，增大芯層物料和表層物料間相互作用力，使表層物料和芯層物料在熔融狀態下充分接觸，同時將芯層流道1的出口和表層流道2的入口的匯合處設置成圓倒角，有利于芯層物料熔體的流動，避免物料在拐角處的積聚，此外可根據芯、表層配方不同，通過改變溫度和壓力來調控芯、表層熔體的粘度，以此控制界面的形態，及提高界面結合強度，解決了現有共擠木塑復合材料界面結合強度差的問題，本發明的一種高界面結合強度木塑復合材料，其界面結合強度為3.0MPa～3.5MPa，比現有的木塑復合材料提高了0.7～6倍，還可通過改變表層物料流道內壓力調節表層厚度，包覆的表面還可根據不同模具的設計靈活改動，模具設計簡單，易于加工。

附圖說明

圖1為本發明的一種共擠制備高界面結合強度木塑復合材料的模具的結構示意圖；

圖2為實施例1的高界面結合強度木塑復合材料的結構示意圖；其中15為表層，16為芯層，17為表層15和芯層16的界面。

具體實施方式