一种定向木塑复合刨花板及其制造方法技术

一种定向木塑复合刨花板，为解决现有热压法制备木塑复合板板坯厚度方向易出现塑料薄膜聚集和波浪型断面密度分布，木塑板材综合力学性能差的问题，进而提出一种定向多层木塑复合板。其组分和重量百分数为：木质原料占70～95%；热塑性塑料占4～30%；偶联剂占0.5～2%；所述定向木塑复合刨花板具有多层结构，且所述多层结构中每一层均为定向铺装制得，所述多层结构具有底层、中间层和表层，所述底层和所述表层使用木材刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，所述中间层使用秸秆刨花和塑料薄片的混合物铺装而成。本发明专利技术静曲强度、弯曲弹性模量、抗冲击性能、表面平整度和美观性均优越，提升了木塑板材产品的综合力学性能，增加了产品附加值。本发明专利技术还提供了定向木塑复合刨花板的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及于一种木塑复合材料的制备方法，具体涉及一种定向木塑复合刨花板及其制造方法，尤其是大尺寸木质刨花定向多层木塑复合板的制备方法。
技术介绍
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原料和塑料，在成本上，塑料的价格高于木质原料的价格，因此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50%，当木质原料含量高于50%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木质原料很难混合均匀，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。中国专利技术专利CN103659946公开的定向木塑复合板，其使用塑料薄膜替代塑料颗粒在一定程度上避免了颗粒塑料滑漏，但塑料薄膜在用于制造木塑复合板材时容易在板坯的厚度方向上出现聚集，从而会形成波浪型断面密度分布（VDP），因此同样很难制备出匀质木塑复合板材。
技术实现思路
为了克服现有技术木塑复合板制备过程中存在的因木质原料尺寸小、含量低、塑料和密度分布不均带来的资源利用不合理、能量消耗大、木塑板材综合力学性能差的问题，本专利技术阐述了一种定向木塑复合刨花板及其制造方法，以大尺寸木质刨花和热塑性塑料薄片为主要原料，采用塑料薄片与大尺寸木质刨花混合之后再多层定向铺装的生产工艺，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，该板材在建筑、家具和包装材料领域有广泛的应用潜力。本专利技术所采用的技术方案是：一种定向木塑复合刨花板，其组分和重量百分数为：木质原料占69～94%；热塑性塑料占4～30%；偶联剂占1～2%；所述定向木塑复合刨花板具有多层结构，且所述多层结构中每一层均为定向铺装制得，所述多层结构具有底层、中间层和表层，所述底层和所述表层使用木材刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，所述中间层使用秸秆刨花和塑料薄片的混合物铺装而成。优选的是：所述多层的中间层通过定向装置进行定向铺装而成，所述中间层具有若干片层，所述片层的总层数为奇数，且沿板材中心平面对称，所述若干片层中相邻两层之间的铺装方向总体呈垂直方向。优选的是：所述底层和所述表层均通过定向装置进行定向铺装而成，所述表层和所述底层的铺装方向总体呈平行关系。优选的是：所述木材刨花为杨木刨花，其长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.2～0.5mm；所述塑料薄片长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.05～0.2mm；进一步优选的是：所述塑料薄片长度为80mm，宽度为20mm，厚度为0.1mm。本专利技术所提供的一种定向木塑复合刨花板的制造方法所采用的技术方案是：步骤一、木质原料备料：将木材通过刨片、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规格的木刨花备用；将秸秆通过削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式加工成长20～100mm、宽2～15mm、厚0.1～2mm规格的秸秆刨花备用；步骤二、原料预处理：对所述木质原料进行高温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10%以下，同时降低木质原料的表面能；然后使用喷涂方法将占定向木塑复合刨花板质量1～2%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上；步骤三、制备塑料薄片：将热塑性塑料加工成长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.05～0.2mm的热塑性塑料薄片；步骤四、滚筒混合：将占定向木塑复合刨花板质量4～30%的所述热塑性塑料薄片分为两份，分别与所述木刨花和所述秸秆刨花置于滚筒中混合均匀，获得木刨花与塑料薄片的混合物和秸秆刨花与塑料薄片的混合物；步骤五、多层定向铺装：将所述木刨花与塑料薄片的混合物及所述秸秆刨花与塑料薄片的混合物进行分层定向铺装，获得多层叠加定向板坯；步骤六、热压及冷压：将多层叠加定向板坯放入平板热压机中在120～220℃下热压3～20分钟，之后向热压机加热板通入5～25℃冷水或将板坯转入至常温压机中进行冷压，待板坯温度降至30～60℃时取出；步骤七、后期加工：进行裁边和表面处理后陈放。优选的是：步骤五所述定向铺装包括以下具体步骤：a、定向铺装底层：将木刨花与塑料薄片的混合物进行定向铺装获得具有一定厚度的定向铺装底层；b、定向铺装上一层：在所述定向铺装底层上改变定向铺装方向，与所述定向铺装底层角度呈垂关系叠加定向铺装所述秸秆刨花与塑料薄片的混合物；c、完成板坯定向铺装：重复b步骤若干次，直至完成具有一定厚度和层数的铺装，再以木刨花与塑料薄片的混合物进行表层铺装，最终完成板坯铺装。优选的是：步骤四通过斜轴滚筒以每分钟10转至60转的速度进行混合，至混合均匀；步骤五中原料混合物进行定向铺装是指将原料混合物相互搭接和叠加，以原料混合物长度方向与轴向成0～30度夹角进行铺装。优选的是：步骤五中所述多层定向铺装中各层铺装时原料混合物的定向方向平行或垂直于板坯轴向，同时叠加结构在板坯中心平面对称。优选的是：步骤三所述的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、尼龙、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯中的一种或几种；所述热塑性塑料是原生料或经回收获得的再生料。优选的是：步骤五所述多层叠加定向板坯的幅面长度为400～2440mm，宽度为400～1220mm；步骤七所述的将多层叠加定向板坯放入平板热压机中时，限定平板热压机压板的厚度为6～55mm。采用本专利技术所述技术方案可以提高木质原料的使用量，实现小材大用、劣材优用，可用于制备高性能的木塑复合材料，同时木质原料和塑料被均匀分散，内部力学性能更稳定，有效的避免了板坯厚度方向易出现的塑料薄膜聚集和波浪型断面密度分布，克服了现有技术木塑复合板制备过程中存在的因木质原料尺寸小、含量低、塑料和密度分布不均带来的资源利用不合理、能量消耗大、木塑板材综合力学性能差的问题；同时由于表层使用木材刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，而中间层使用秸秆刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，有利于进一步提高木塑复合板材的抗冲击性能，并能有效提高木塑复合板材的表面平整度和美观性，提升了木塑板材产品的综合力学性能并实现了劣材优用、增加了产品附加值。附图说明图1是定向木塑复合刨花板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向木塑复合刨花板，其特征在于：其组分和重量百分数为：木质原料占69～94%；热塑性塑料占4～30%；偶联剂占1～2%；所述定向木塑复合刨花板具有多层结构，且所述多层结构中每一层均为定向铺装制得，所述多层结构具有底层、中间层和表层，所述底层和所述表层使用木材刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，所述中间层使用秸秆刨花和塑料薄片的混合物铺装而成。

【技术特征摘要】
1.一种定向木塑复合刨花板，其特征在于：其组分和重量百分数为：木质原料占69～94%；热塑性塑料占4～30%；偶联剂占1～2%；所述定向木塑复合刨花板具有多层结构，且所述多层结构中每一层均为定向铺装制得，所述多层结构具有底层、中间层和表层，所述底层和所述表层使用木材刨花和塑料薄片的混合物铺装而成，所述中间层使用秸秆刨花和塑料薄片的混合物铺装而成。2.根据权利要求1所述一种定向木塑复合刨花板，其特征在于： 所述多层的中间层通过定向装置进行定向铺装而成，所述中间层具有若干片层，所述片层的总层数为奇数，且沿板材中心平面对称，所述若干片层中相邻两层之间的铺装方向总体呈垂直方向。3.根据权利要求1或2所述一种定向木塑复合刨花板，其特征在于： 所述底层和所述表层均通过定向装置进行定向铺装而成，所述表层和所述底层的铺装方向总体呈平行关系。4.根据权利要求1-3中任一项所述一种定向木塑复合刨花板，其特征在于：所述木材刨花为杨木刨花，其长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.2～0.5mm；所述塑料薄片长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.05～0.2mm。5.根据权利要求1-3中任一项所述一种定向木塑复合刨花板的制造方法，包括以下步骤：步骤一、木质原料备料：将木材通过刨片、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规格的木刨花备用；将秸秆通过削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式加工成长20～100mm、宽2～15mm、厚0.1～2mm规格的秸秆刨花备用；步骤二、原料预处理：对所述木质原料进行高温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，同时降低木质原料的表面能；然后使用喷涂方法将占定向木塑复合刨花板质量1～2%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上；步骤三、制备塑料薄片：将热塑性塑料加工成长度为60～100mm，宽度为15～20mm，厚度为0.05～0.2mm的热塑性塑料薄片；步骤四、滚筒混合：将占定向木塑复合刨花板质量4～30%的所述热塑性塑料薄片分为两份，分别与所述木刨花和所述秸秆刨花置于滚筒中混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆楚生，于志明，张扬，母军，张德荣，王晓倩，赵博识，储德淼，张峰，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11