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三维增强木塑复合材料的生产方法
来源: 作者: 发布日期:2020-12-18 阅读次数:57 评论数:0 收藏 打印 
三维增强木塑复合材料的生产方法

木塑复合材料作为一种绿色环保复合材料,主要利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等热塑性聚合物,代替通常的树脂胶粘剂,与超过35%-70%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注塑成型得到。与木材相比,木塑复合材料具有一系列优异的性能,同时也是一种绿色环保、可再生的材料,易于制备成为各种型材。近年来在国际上得到迅速发展,被广泛运用在室内装饰、汽车内饰、室外园林景观等领域。由于热塑性聚合物复合材料固有的易蠕变特性和高木质纤维含量下木塑的易脆断缺点,使得现有木塑复合材料的应用局限在室内外装饰、具有防腐防水功能的园林景观材等非承重装饰材料,而不适于对刚度和韧性要求较高的承重结构材料。


现有发明专利(CN  111391264A)公开了解决方案。

采用连续纤维片材或纤维束,通过共挤成型或模压成型,可以实现木塑复合材料一定程度的增强和增韧。现有技术中,普遍是通过添加长纤维丝或连续纤维丝的方式对木塑复合材料进行增强,但由于增强纤维与木塑基体的界面相容性差及增强性能的单一性,导致增强增韧效果非常有限,增强后的产品性能达不到承重材料的要求。同时存在如下不足:

1、单方向的增强,性能增强效果单一,增强纤维与木塑基体的界面相容性差,增强增韧效果非常有限,增强后的产品性能达不到承重材料的要求;

2、制作工艺复杂,大多都采用多阶段成型方式,制作成本高,材料性能的稳定性差;

3、在夏天较高的户外温度情况下使用木塑产品时,热塑性树脂会受热变软,使得增强效果在高温条件下更加有限。

使用纤维网理论上可以有效增加木塑复合材料的力学性能,但是纤维网需要有效张紧才会带来增强效果,否则不但不能起到增加的效果,反而会使木塑复合材料的力学性能下降。然而在木塑材料完全硬化后对木塑材料进行增加,纤维网固然可以有效张紧,但是纤维网和芯材并不能很好的复合,会出现明显的分层现象,实际上并不具有较好的增强效果。在纤维网的结构破坏之后,这种增加的木塑复合材料的力学性能会急剧下降。对于木塑复合板材而言,其宽厚比较大(一般大于10),在使用纤维网对板状木塑材料增强时,板材会因为两侧受力显著大于平面,导致木塑复合材料会从中间折断,无法生产得到相应的板材。现有的木塑复合板材,难以有效增强其性能。如何有效三维增强木塑复合材料,特别是木塑复合板材,对增加木塑复合材料的应用范围具有非常重要的意义。

一种三维增强木塑复合材料的生产方法及设备,生产方法,包括木塑型坯挤出;将挤出的木塑型坯表面预冷;在预冷后的木塑型坯上套设管网,形成管网包覆木塑型坯;对所述管网包覆木塑型坯进行模压塑形;定型冷却,得到三维增强木塑复合材料。可以有效的制备得到三维增强木塑复合材料,增强后的木塑基材在纤维管网的网孔中形成贯穿钉结构,避免了界面问题的同时尽可能多的发挥出纤维管网的增强作用。制得的材料具有良好的机械性能,同时材料本身的表面装饰性和美观性不受影响。生产工艺简单,效率高,生产的能耗相对较低,整体的生产成本较低。


责任编辑:陈波

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