[发明专利]木塑制品用高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒及制备和模具

说明书

技术领域

本发明属于长玻纤增强母粒制备技术领域，特别涉及一种木塑制品用高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒及其制备方法和用于该制备方法的浸渍模具。

背景技术

木塑复合材料(Wood Plastics Composites，简称WPC)是由木粉或植物纤维和热塑性聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯按照一定的比例混合，通过挤出、注塑和压制加工成型而形成的具有新的结构和优异综合性能的新型制品制件材料，它具有木材、塑料双重特性，目标是取代实木、复合木材、塑料型材、铝合金型材等传统材料。近十几年来，木塑复合材料的研究和发展受到了世界上科技界和工业界极大的关注，尤其是在北美地区发展极其迅速，其原因是：乱砍滥伐造成森林资源缺乏，木材的供应量减少；大量废旧塑料对环境造成的白色污染也越来越严重，如何将低质废弃的木材和塑料重新地利用，成为当今国内外环境保护重要的课题之一。木塑复合材料正是解决回收利用低质废弃木材和塑料的一条行之有效的途径。目前在国内已经形成成熟、广泛并具有相当规模的行业能力。由于这种环保的材料具有寿命长、比塑料硬度高、易着色、易成型加工、有类似木质外观等优点而广泛地应用于户外园林、家具、建筑、工业、车辆船舶、包装运输等领域。

木塑复合材料具有(1)耐酸碱、耐化学晶、耐盐水性好；(2)相对低温有优势；耐紫外光；(3)防水、耐潮湿，不腐烂、不开裂或翘曲；(4)不易被细菌繁殖白蚁、蠹虫等害虫的侵害；(5)外观性能好无疤痕、色差，保温性能好等许多优点，具有现时代环保、节能、废旧资源循环、再生利用的意义，一定程度上缓解了森林资源的生态危机，因而获得广泛政策支持和应用。木塑复合材料的应用范围非常广泛，主要包括建筑方面、家具方面、化工、机电方面、车辆船舶方面、包装运输方面等，然而，涵盖了更广泛的木粉资源废旧木材、砂光粉、稻壳、稻秆等，聚合物及其相关复合材料对使用环境的敏感性使WPC的安全性和耐久性受到质疑，聚稀烃自身的力学性能缺陷(例如抗蠕变性差)严重妨碍了WPC的拓展应用。蠕变受外部温度和湿度影响大，地板在受热或摆放浴盆等重物的作用下，更容易出现下沉现象，即蠕变。当需要反复承受一定外力时，如门、窗、栏杆等，不得不在WPC内部使用金属内衬以增加强度，这样又产生成木、重量、结构设计复杂性、加工等问题。更为严重的是，WPC材料蠕变达到一定程度会发生突然的脆性断裂，造成严重安全隐患。WPC如要扩大用途首先必须满足增强性、适用性、耐用性和可靠性等方面的要求，其中包括解决强度和刚度较低导致蠕变性能差的问题。

长纤维增强热塑性树脂材料是指一种增强纤维单向排布且取向与树脂粒料轴向平行，长度与树脂粒料等长的增强热塑性树脂。其生产是将连续纤维用熔融的热塑性树脂充分浸渍后，通过定型模头，拉出棒状或带状，切成不同长度(一般为10～25mm)的粒料。与传统的短纤维增强材料的生产方法不同，用这种方法生产的长纤维增强材料，由于纤维没有通过挤出机的混炼过程，纤维不会因为螺杆的剪切作用而被切短，因此纤维的长度与所切粒子的长度一样，可达到能够注射成型时的最大长度，通过采用合适的注射成型工艺，制品中的纤维长度仍然可以保持3～5mm的长度(而普通短纤维增强塑料注塑制品中的纤维长度一般只有0.2～0.7mm)。所以，长纤维增强塑料比短纤维增强材料具有更高的冲击强度，更好的刚性，弹性模量对温度的依赖性更小；同时成型收缩率更小、制品的变形较小；而且，用这种方法可以制造出纤维含量非常高(60％～80％)的增强材料。

本发明研制出一种高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒，这种母粒添加到木塑型材制品中，通过加工过程的熔融共混，母粒中纤维得以分散、偶联和取向，纤维的增强作用提高了木塑型材制品的弯曲模量和强度，提升了材料的抗蠕变能力，起到减少型材使用中的变形的效果，使得WPC型材的应用性能和长期使用稳定性得到改善。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种木塑制品用高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒。

本发明另一目的在于提供一种上述木塑制品用高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒的制备方法

本发明再一目的在于提供一种用于上述制备方法的浸渍模具。

本发明再一目的在于提供上述高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒在聚烯烃木塑复合材料制品、特殊箱壳体材料、新型聚合物建材、电动工具、汽车用结构受力部件领域等中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种木塑制品用高刚性、抗蠕变长纤维增强母粒，包括以下质量百分数的组分：