[發明專利]一種纖維增強定向木塑復合刨花板的制造方法

在審

• 申請號: 201611267119.0
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN107662267A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 漆楚生;于志明;張揚;母軍;趙博識;張峰;儲德淼
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B27N3/02
• 分類號: B27N3/02;B27N3/06;B27N3/14;B27N1/00
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技術領域

本發明涉及于一種木塑復合材料的制造方法，具體涉及一種纖維增強定向木塑復合刨花板的制造方法，尤其是纖維增強大尺寸木質刨花定向多層木塑復合板的制造方法。

背景技術

木塑復合材料是復合材料領域增長最快的新型聚合物復合材料之一。擠出、注射和熱壓是三種主要的生產木塑復合材料的方法，但是擠出和注射法限制了其產品的尺寸，因此熱壓法是生產大幅面木塑復合材料的最優方法。

現有的木塑復合材料生產技術要求木質原材料的尺寸足夠小，工業通常使用40～100目的粉狀木質纖維，原材料的磨粉不僅增加了能耗，而且也是粉塵污染和噪聲污染的源泉。使用大尺寸原料，能保持原料的原始結構少被破壞，從而有利于增加產品的各項性能， 并能起到節能降噪的作用。木塑復合材料的主要原料包括木質原料和塑料，在成本上，塑料的價格高于木質原料的價格，因此提高產品中木質原料的含量可以降低產品的成本。然而，現有木塑復合材料中木質原料的質量分數一般在20%到50%，當木質原料含量高于50%時，木質原料與塑料混合物的流動性差，與設備管壁的摩擦阻力較大，造成產品均勻性差和表面開裂等缺陷，因此如何通過新的工藝提高木塑復合材料中木質原料的含量成為研究的重點和熱點。

在傳統熱壓法生產木塑料復合材料的過程中，塑料顆粒的密度大于木質原料的密度，從而在混合過程中，密度大的塑料與密度小的木質原料很難混合均勻，甚至在鋪裝和熱壓過程中，密度大的塑料顆粒將向板坯的底層滑漏，從而導致塑料含量和密度在產品厚度方向上分布不均。雖然長尺寸木質原料有利于增加最終產品的性能，但使用顆粒塑料導致的上述滑漏和分布不勻現象更明顯。中國發明專利CN103659946公開的定向木塑復合板，其使用塑料薄膜替代塑料顆粒在一定程度上避免了顆粒塑料滑漏，但塑料薄膜在用于制造木塑復合板材時容易在板坯的厚度方向上出現聚集，從而會形成波浪型斷面密度分布（VDP），因此同樣很難制造出勻質木塑復合板材。

此外，木塑復合刨花板的力學性能已經能夠滿足建筑工程和家居裝飾的需要，但在承重家具、航空器、交通工具等具有較高力學承載需要的應用場合，木塑復合材料的某些性能還有不足，如抗拉強度、強重比、耐熱性、耐蠕變性等還需要進行進一步的研究；并且，需要在保持其表面裝飾特性不降低的前提下進一步提高木塑復合刨花板的強度、韌性等物理力學性能。

發明內容

為了克服現有技術木塑復合板制造過程中存在的因木質原料尺寸小、含量低、塑料和密度分布不均帶來的資源利用不合理、能量消耗大、木塑板材綜合力學性能差的問題，本發明闡述了一種纖維增強定向木塑復合刨花板的制造方法，以大尺寸木質刨花、熱塑性塑料薄膜和熱塑性塑料薄片為主要原料，采用塑料薄片與大尺寸木質刨花混合之后再定向鋪裝，并輔以增強纖維進行板材制備，克服傳統木塑復合材料制造工藝及產品的缺陷，制造木質原料尺寸大、含量高，產品物理力學性能好的大幅面定向木塑復合板，該板材在建筑、家具、交通工具、航空器等領域有廣泛的應用潛力。

本發明所采用的技術方案是：一種纖維增強定向木塑復合刨花板的制造方法，包括以下步驟：步驟一、木質原料備料：將木材通過刨片、碾壓、鋸切和篩選中的一種或幾種方式加工成長20mm～200mm、寬2mm～20mm、厚0.1mm～2mm規格的木刨花備用；步驟二、原料預處理：對所述木質原料進行高溫干燥或熱水抽提處理或二者的組合，并將木質原料的含水率干燥至5%以下，同時降低木質原料的表面能；然后使用噴涂方法將占定向木塑復合刨花板質量1%～2%的液態偶聯劑施加在預處理后的木質原料上；步驟三、塑料加工：將部分熱塑性塑料加工成塑料薄膜；并將部分熱塑性塑料加工成長度為60mm～100mm，寬度為15mm～20mm，厚度為0.05mm～0.2mm的熱塑性塑料薄片；步驟四、滾筒混合：將熱塑性塑料薄片與所述木刨花置于滾筒中混合均勻，獲得木刨花與塑料薄片的混合物；步驟五、增強纖維編織：將增強纖維加捻成線，再將獲得的增強纖維線經緯向編織成織物。步驟六、多層鋪裝：將經步驟四獲得的木刨花與塑料薄片的混合物、經步驟三獲得的塑料薄膜以及經步驟五獲得的織物進行分層鋪裝，其中木刨花與塑料薄片的混合物定向鋪裝，獲得多層疊加定向板坯；步驟七、熱壓及冷壓：將多層疊加定向板坯經冷壓及熱壓制得板材；步驟八、后期加工：進行裁邊和表面處理后陳放。

優選的是：步驟五中所述增強纖維為玻璃纖維和碳纖維，所述織物由玻璃纖維股線和碳纖維股線由經緯向編織獲得，所述玻璃纖維股線和碳纖維股線在經緯向均交錯設置。