[发明专利]一种定向木塑复合板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及于一种木塑复合材料及其制备方法。具体涉及一种木质长纤维定向木塑复合板的制备技术。

背景技术

木塑复合材料是复合材料领域增长最快的新型聚合物复合材料之一。挤出、注射和热压是三种主要的生产木塑复合材料的方法，但是挤出和注射法限制了其产品的尺寸，因此热压法是生产大幅面木塑复合材料的最优方法。

现有的木塑复合材料生产技术要求木质原材料的尺寸足够小，工业通常使用40~100目的粉状木质纤维，原材料的磨粉不仅增加了能耗，而且也是粉尘污染和噪声污染的源泉。使用大尺寸原料，能保持原料的原始结构少被破坏，从而有利于增加产品的各项性能， 并能起到节能降噪的作用。

木塑复合材料的主要原料包括木质纤维和塑料，在成本上，塑料的价格高于木质纤维的价格，因些提高产品中木质原料的含量可以降低产品的成本。然而，现有木塑复合材料中木质原料的质量分数一般在20%到70%，当木质原料含量高于70%时，木质原料与塑料混合物的流动性差，与设备管壁的摩擦阻力较大，造成产品均匀性差和表面开裂等缺陷，因此如何通过新的工艺提高木塑复合材料中木质原料的含量成为研究的重点和热点。

在传统热压法生产木塑料复合材料的过程中，塑料颗粒的密度大于木质原料的密度，从而在混合过程中，密度大的塑料与密度小的纤维很难混合均匀，甚至在铺装和热压过程中，密度大的塑料颗粒将向板坯的底层滑漏，从而导致塑料含量和密度在产品厚度方向上分布不均。虽然长尺寸木质原料有利于增加最终产品的性能，但使用颗粒塑料导致的上述滑漏和分布不匀现象更明显，一种有效的解决办法是使用塑料薄膜替代塑料颗粒。

本发明阐述了一种大幅面定向木塑复合板及其热压制备方法，以大尺寸木质纤维和热塑性塑料薄膜为主要原料，采用分层定向铺装技术，克服了传统方法木质原料尺寸小、含量低和产品力学性能差、塑料和密度分布不均的缺陷，在建筑、家具和包装材料领域有广泛的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是克服传统木塑复合材料制备工艺及产品的缺陷，制备木质原料尺寸大、含量高，产品物理力学性能好的大幅面定向木塑复合板。

本发明所采用的技术方案是：一种定向木塑复合板，其组分和重量百分数为木质原料70~95%，热塑性塑料5~30%，偶联剂0.5~4%。

上述定向木塑复合板的尺寸为长400~2440mm，宽400~1220mm，厚6~45mm。

上述木质原料为木材和秸秆的一种或几种。

优选的是：木质原料的尺寸为长20~200mm，宽2~20mm，厚0.1~2mm。

优选的是：热塑性塑料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、尼胧、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯中的一种或几种，或上述的回收废旧料。

优选的是：偶联剂为异氰酸酯偶联剂。

优选的是：秸秆为高梁秆、棉杆、麻秆、芦苇秆、玉米秆、烟草秆、麦秸秆和稻草中的一种或几种。

为了得到本发明的定向木塑复合板，本发明还提供了一种制备方法，具体步骤为：

        （1）备料：将木材和秸秆通过刨片、削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式加工成长20~200mm、宽2~20mm、厚0.1~2mm的木质原料。由于木材尺寸大，通过锯切、刨片和削片方式加工为薄木片状原料；秸秆如有汁液、旁枝和叶子，对其进行榨取和去除，通过锯切和碾压方式加工成细长的纤维束。上述加工后的木质原料如含有细小的纤维，通过筛选去除。

（2）原料预处理：对木质原料进行干燥或热水抽提处理或二者的组合，并将木质原料的含水率干燥至5%以下。热水抽提可以将木质原料中的部分半纤维素和木质素提取出出来，从而增加木质纤维内部的空隙率，有利于塑料的渗透和填充。高温干燥使木质材料中的木质素和半纤维素发生热降解，也有利于增加纤维内部的空隙率。由于塑料不与水接合，降低木质原料的含水率有利于增加木质原料与塑料的界面接合。

（3）添加偶联剂：使用喷涂方法将占定向木塑复合板质量0.5~4%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上，液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂。

（4）分层定向铺装：将0.02~0.8mm厚的将占定向木塑复合板质量5~30%的热塑性塑料薄膜与定向铺装的木质原料进行叠加分层铺装，形成分层定向板坯。板坯表层和心层可铺设不同类型的塑料薄膜，板坯表层也可不铺设塑料薄膜以形成独特的木质材料纹理。在板坯的上下表层放置脱模纸，防止板坯热压过程中粘板。