木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺制造技术

木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，本发明专利技术为解决现有技术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而提出一种木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺。本发明专利技术具有备料、原料预处理、添加偶联剂、喷附塑料粉末、滚筒混合、分层定向铺装、热压及冷压和后期加工的步骤。本发明专利技术的有益效果是：可以使塑料粉末能够粘附在经液态偶联剂预处理的木质原料表面，有效保证了塑料粉末均匀分散，通过分层定向铺装增强了板材的弹性模量和韧性，在减少塑料用量提高木质原料用量的基础上改善了木塑复合材料的综合力学性能，不会出现塑料在板材厚度方向上的聚集，以及避免了波浪型断面密度分布（VDP）的形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料加工领域，涉及一种木塑复合材料的制造方法，具体涉及木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺。
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刨花很难混合均匀，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。这就直接导致材料分布不均匀，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），进而影响材料的力学性能和表观质量。使塑料粉末按照需要铺装，并实现粉末颗粒的均匀分散、控制铺装完成后塑料铺装层的厚度是当前需要解决的重要问题。同时现有技术中还缺少一种在基于塑料喷粉方式制备木塑复合材料制备过程中，使塑料粉末可以均匀分散同时，避免塑料粉末因集中受热或火焰烧灼而出现的变色、变性、燃烧等缺陷的木塑复合材料的方法。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的一系列问题，进而提出木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，包括以下步骤：步骤一、备料：将木材或秸秆通过刨片、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；步骤二、原料预处理：对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，且木质原料的表面能降低；步骤三、添加偶联剂：使用喷涂方法将占木塑复合定向刨花板质量0.5～2%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上；步骤四、喷附塑料粉末：使用塑料喷粉方式将热塑性塑料颗粒粘附在木质原料表面；喷附塑料粉末使用热塑性塑料粉末喷熔装置，所述热塑性塑料粉末喷熔装置具有高压粉末容器和喷枪，所述喷枪上设有进料装置，所述进料装置通过管道与所述高压粉末容器连接，所述喷抢上还设有喷头；所述高压粉末容器中装有热塑性塑料粉末，所述热塑性塑料粉末随气流被输送到所述进料装置，经所述喷枪进入所述喷头并经所述喷头喷出；步骤五、滚筒混合：将所述经喷附塑料粉末的木质原料置于滚筒中混合均匀，获得原料混合物；步骤六、多层定向铺装：将混合后的木质原料进行分层定向铺装，获得多层定向板坯；步骤七、热压及冷压：将混合均匀的木质原料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50～60℃时取出；步骤八、后期加工：进行裁边和表面处理后陈放。本专利技术的有益效果是：通过上述方法可以使塑料粉末能够粘附在经液态偶联剂预处理的木质原料表面，有效保证了塑料粉末均匀分散，通过多层定向铺装增强了板材的弹性模量和韧性，在减少塑料用量提高木质原料用量的基础上改善了木塑复合材料的综合力学性能，不会出现塑料在板材厚度方向上的聚集，以及避免了波浪型断面密度分布（VDP）的形成。进一步，步骤六所述定向铺装包括以下具体步骤：a、定向铺装底层：将原料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继续叠加定向铺装上一层；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，再进行表层铺装，最终完成板坯铺装。进一步，经所述喷头喷出的塑料粉末为熔融的雾状塑料粉末。进一步，所述喷头包括粉末输送段、粉末熔融段和液滴喷出段，所述粉末输送段与所述粉末熔融段相连，所述粉末熔融段与液滴喷出段相连，所述粉末输送段具有气流通孔和气流喷嘴，所述粉末熔融段具有腔壁、加热器及由所述腔壁和加热器围合而成的熔融腔体；所述气流通孔通过气流喷嘴与所述粉末熔融段的熔融腔体相连；所述液滴喷出段具连接部和喷液头，所述熔融腔体的一端与所述连接部相连，所述连接部与所述喷液头连接；所述喷液头喷出的为雾状的塑料粉末。进一步，步骤四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；步骤四所述的热塑性塑料为经回收获得的废旧料。进一步，所述管道一端连接所述进料装置，另一端与所述高压粉末容器底部连接；所述高压粉末容器上还设有智能控制面板，所述智能控制面板可控制高压粉末容器的气压和电流状况；所述智能控制面板与所述喷枪上的芯片电连接，所述芯片记录喷枪的工作状况信号并将所述工作状况信号传递给智能控制面板，所述智能控制面板根据所述喷枪的工作情况信号调整高压粉末容器的气压和电流。进一步，所述气流通孔具有主气流道、扩流通道、卷吸喷口、附壁曲面和平流腔，所述卷吸喷口设于所述主气流道和所述扩流通道的交汇处，所述卷吸喷口与所述附壁曲面相邻，所述附壁曲面围合成所述平流腔，所述平流腔与所述气流喷嘴相连。进一步，所述粉末输送段由进气部件和混气部件组成，所述进气部件和所述混气部件嵌套连接，且所述粉末输送段通过所述混气部件与所述粉末熔融段相连；所述进气部件上设有主气流道入口和扩流通道入口，所述混气部件和所述进气部件之间具有主气流腔及卷吸喷口，空气通过主气流道入口进入主气流腔并通过卷吸喷口喷出，气流喷出过程中扩流通道入口附近的空气被主气流腔中喷出的空气卷吸；所述混气部件上与所述卷吸喷口相邻处设有附壁曲面，空气及被卷吸的空气沿所述附壁曲面进入所述混气部件，并经所述附壁曲面围合成的平流腔向气流喷嘴方向运动。进一步，所述腔壁通过加固件与加热器相连，所述腔壁外还包覆有防烫隔层。进一步，所述气流喷嘴为平行气流喷嘴；所述空气为含有塑料粉末的混合空气。进一步，所述气流喷嘴上设有平流引流板，所述平流引流板为多个，且各平流引流板相互平行。进一步，所述加热器为燃气加热器、燃油加热器、激光加热器、红外加热器、电磁加热器及电阻加热器中一种或多种的组合。进一步，所述加热器为可控温电阻加热丝，所述加热器加热的温度范围在150摄氏度到600摄氏度。进一步，所述喷液头具有连管和喷液嘴，所述连管与所述连接部螺纹连接。进一步，所述喷液嘴为圆锥形喷液嘴，所述圆锥形喷液嘴上设有调节阀，调节所述调节阀可以改变所述圆锥形喷液嘴的形状，进而改变所喷出本文档来自技高网...

【技术保护点】
木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤一、备料：将木材或秸秆通过刨片、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；步骤二、原料预处理：对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，且木质原料的表面能降低；步骤三、添加偶联剂：使用喷涂方法将占木塑复合定向刨花板质量0.5～2%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上；步骤四、喷附塑料粉末：使用塑料喷粉方式将热塑性塑料颗粒粘附在木质原料表面；喷附塑料粉末使用热塑性塑料粉末喷熔装置，所述热塑性塑料粉末喷熔装置具有高压粉末容器和喷枪，所述喷枪上设有进料装置，所述进料装置通过管道与所述高压粉末容器连接，所述喷抢上还设有喷头；所述高压粉末容器中装有热塑性塑料粉末，所述热塑性塑料粉末随气流被输送到所述进料装置，经所述喷枪进入所述喷头并经所述喷头喷出；步骤五、滚筒混合：将所述经喷附塑料粉末的木质原料置于滚筒中混合均匀，获得原料混合物；步骤六、多层定向铺装：将混合后的木质原料进行分层定向铺装，获得多层定向板坯；步骤七、热压及冷压：将混合均匀的木质原料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50～60℃时取出；步骤八、后期加工：进行裁边和表面处理。...

【技术特征摘要】
1.木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤一、备料：将木材或秸秆通过刨片、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；步骤二、原料预处理：对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，且木质原料的表面能降低；步骤三、添加偶联剂：使用喷涂方法将占木塑复合定向刨花板质量0.5～2%的液态偶联剂施加在预处理后的木质原料上；步骤四、喷附塑料粉末：使用塑料喷粉方式将热塑性塑料颗粒粘附在木质原料表面；喷附塑料粉末使用热塑性塑料粉末喷熔装置，所述热塑性塑料粉末喷熔装置具有高压粉末容器和喷枪，所述喷枪上设有进料装置，所述进料装置通过管道与所述高压粉末容器连接，所述喷抢上还设有喷头；所述高压粉末容器中装有热塑性塑料粉末，所述热塑性塑料粉末随气流被输送到所述进料装置，经所述喷枪进入所述喷头并经所述喷头喷出；步骤五、滚筒混合：将所述经喷附塑料粉末的木质原料置于滚筒中混合均匀，获得原料混合物；步骤六、多层定向铺装：将混合后的木质原料进行分层定向铺装，获得多层定向板坯；步骤七、热压及冷压：将混合均匀的木质原料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50～60℃时取出；步骤八、后期加工：进行裁边和表面处理。2.根据权利要求1所述木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，其特征在于步骤六所述定向铺装包括以下具体步骤：a、定向铺装底层：将原料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继续叠加定向铺装上一层；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，再进行表层铺装，最终完成板坯铺装。3.根据权利要求1所述木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，其特征在于：所述步骤四中经所述喷头喷出的塑料粉末为熔融的雾状塑料粉末。4.根据权利要求1所述木塑复合定向刨花板的喷塑法制备工艺，其特征在于：所述喷头包括粉末输送段、粉末熔融段和液滴喷出段，所述粉末输送段与所述...

【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，高颖，赵博识，张峰，储德淼，易欣，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11