一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法，该木塑复合纤维板由热磨木纤维、高密度聚乙烯、发泡剂以及其他添加剂组成。产品的木纤维含量为60～70％，平均密度为800～900kg/m

Light wood plastic composite fiber board and preparation method thereof

The invention discloses a lightweight wood plastic composite fiber board and a preparation method thereof, wherein the wood plastic composite fiber board is composed of a hot grinding wood fiber, a high-density polyethylene, a foaming agent and other additives. The content of wood fiber is 60 ~ 70%, and the average density is 800 ~ 900kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法
本专利技术涉及一种木塑复合材料及其制造方法，特别是一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法，属于复合材料领域。
技术介绍
木塑复合材料是采用木粉和热熔性塑料为主要原料制备的复合材料，具有一系列优于木材和塑料的特殊性能：有木质外观以及类似木材的二次加工性，但尺寸稳定性比木材好，且吸水性小、不怕虫蛀、不会像木材那样产生裂缝和翘曲变形；具有热塑性塑料的加工性，但硬度比塑料高，耐磨、耐老化、耐腐蚀。具有优良的耐水性、尺寸稳定性和可循环利用等优点。但由于其密度较大、塑料含量较高，生产成本远高于木质材料，不利于其代替木质材料。为了降低木塑复合材料的密度，通过采用发泡剂将非常小的泡孔引入到木塑复合材料中，形成的微发泡木塑复合材料。微发泡木塑复合材料除具备普通木塑复合材料的优点外，因材料内部存在良好的泡孔结构可以钝化裂纹尖端，阻止裂纹的扩展；从而可有效地克服一般木塑复合材料脆性大、延展性和抗冲击应力低的缺点，并且降低了材料的密度,不仅节省原料，而且隔音、隔热性能也较好。在建筑结构材料、汽车内饰、航天、物流、园林、室内装潢等方面得到极为广泛的应用。目前，已出现了众多的微发泡木塑复合材料的研究和应用，例如：公开号为CN102229728A的专利技术专利，将聚氯乙烯、纳米蒙脱土、碳酸钙粉、白油、热稳定剂、云母粉搅匀后挤出造粒,得到改性塑料粒子；再将其与木粉、偶氮二甲酰胺、发泡调节剂、氯化聚乙烯、紫外线吸收剂搅匀，经挤出、发泡成型微发泡木塑板材。公开号为CN103554626A的专利技术专利，将基体聚乙烯树脂、改性硅灰石粉和滑石粉、交联剂、润滑剂、热平衡型发泡剂、抗氧化剂、抗紫外线剂、颜料、改性植物纤维搅拌升温、混合均匀后冷却卸料,制得预混料,改性植物纤维选自木粉、竹粉、稻壳粉中的一种或两种以上以任意比例构成的混合物；将预混料放入挤出机中造粒、挤出发泡、冷却定型。公开号为CN1948384的专利技术专利，将聚氯乙烯树脂,砂光粉,化学(AC)发泡剂，增塑剂、助发泡剂等各种加工助剂，将各组份按比例在高速混合机中混合均匀，在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中挤出造粒,制备的颗粒通过单、双螺杆挤出机及发泡模具成型为一种连续均匀发泡的微发泡木塑复合材料制品。公开号为CN102167872A的专利技术专利，该木塑复合材料组成为：聚氯乙烯、木粉、轻质活性碳酸钙、发泡剂、发泡稳定剂、聚乙烯蜡、钛酸酯偶联剂、氯化聚乙烯、吸附剂纳米氧化钙、助发泡剂纳米氧化锌、硅酮加工助剂、增强纤维无碱玻璃纤维。先将木粉与纳米氧化钙粉末高速混合后,加入钛酸酯偶联剂后高速混合,最后加入其余物料,经高速混合后,再经低速混合得到预混料,经挤出机挤出、急速冷却即可。但是上述专利都是采用木粉作为填充剂，木粉含量均低于40%，产品成本较高；且木粉都为颗粒状，木粉纤维已被破坏，强度下降；都采用挤出法生产，产品的幅面较小，不适合高木塑比的木塑复合材料的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上现有技术的问题而提供一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法，本专利技术制备的轻质木塑复合纤维板是采用木纤维，经碱活化、异氰酸酯接枝处理、高混造粒、模压发泡以及冷却制取而成。该轻质木塑复合纤维板具有木材含量高、强重比高、尺寸稳定性好、抗冲击性能高、保温和隔音性能好等优点。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种轻质木塑复合纤维板，板材厚度为3~20mm，宽度为50~2240mm，密度为700~900kg/m3。其中，所述的轻质木塑复合纤维板，其特征是木纤维为原料总重量的50~70%、高密度聚乙烯为30~50%、DOP增塑剂为0.2~1.0%、马来酸酐接枝聚乙烯为0.5~2.0%、AC发泡剂0.5~1.5%、二盐基亚磷酸铅3~8%；特别是，木纤维为热磨法制取的木纤维，木纤维的平均长度为0.8~1.2mm、长径比为40~45；板材具有均匀的泡孔结构；尤其是，所述木纤维为速生材木纤维，优选为杨木、松木、桉木混合纤维，进一步优选为杨木、松木；所述泡孔结构的平均孔径低于50μm、孔隙率为10%~30%，进一步优选为平均孔径低于30μm、孔隙率为10%~20%。另一方面提供一种轻质木塑复合纤维板的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：1）木纤维的活化处理将木纤维与水、活化剂进行混合，控制混合后的活化剂含量和纤维含水率，然后放入干燥箱内，控制活化温度对木纤维进行活化处理，干燥至绝干即可；2）木纤维的接枝处理将活化后的木纤维喷洒异氰酸酯丙酮溶液，放入滚筒干燥机内使得异氰酸酯固化；3）高混处理先后将改性处理的木纤维、高密度聚乙烯、DOP增塑剂、马来酸酐接枝聚乙烯、AC发泡剂、二盐基亚磷酸铅加入高混机搅拌15~30分钟；4）挤出造粒将高混后的物料放入挤出机进行挤出造粒，得到木塑复合材料预混料，为了使混料均匀，反复挤出2-3次；5）模压、冷却在磨具中放入脱模纸，将预混粒料加入到模具中，再在上表面覆盖脱模纸，控制在一定温度，加压至设定压力并保持一定时间，使分散的预混料熔结成密实材料，冷却至室温使其定型即可。其中，步骤1）中所述活化剂选择碱木素、氢氧化钠或者碳酸钠中一种或几种；特别是，木纤维中活化剂含量为2%~10%，优选为2%~5%；尤其是，活化前纤维含水率为50%~100%，优选为80%~100%；活化温度为100℃~180℃，优选为150~170℃。其中，步骤2）中所述异氰酸酯胶黏剂选择4,4一二苯甲烷二异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯、水性高分子异氰酸酯胶粘剂中的一种，优选为异氰酸酯胶黏剂选择4,4一二苯甲烷二异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯中的一种；特别是，异氰酸酯胶为木纤维绝干量的0.5%~2%，优选为1%~1.5%；其中，步骤3）中所述的木纤维为原料总重量的50~70%、高密度聚乙烯为30~50%、DOP增塑剂为0.2~1.0%、马来酸酐接枝聚乙烯、AC发泡剂0.5~1.5%、二盐基亚磷酸铅3~8%。特别是，步骤3）中高混机的工作温度为80~180℃，优选为160~180℃；搅拌速率为500~1000转/分钟，优选为800~1000转/分钟。其中，步骤4）中所述挤出机可以为单螺旋挤出机、也可以是双螺旋挤出机；特别是，挤出机温度在140~180℃，转速为50~100转/分钟。其中，步骤5）中所述脱模纸为PES、PET、PTFE中一种或几种；模压温度为160~220℃，优选为180~200℃；模压时间为10~40秒/min（每毫米成板所需的热压时间），优选为15~20s/mm；压力为4~7MPa。特别是，热压压力中压缩段压力为4~5Mpa，优选为4.5~5Mpa；传热段压力为0.8~1.5Mpa，优选为1.0~1.5Mpa；定厚段压力为1.5~2.5Mpa，优选为2.0~2.5Mpa。本专利技术的MDI轻质高强纤维板具有如下优点：1微发泡木塑复合纤维板是采用热磨木纤维和塑料经高混造粒和模压发泡制取的木质复合材料，兼具纤维板和木塑复合材料的优点，性价比高、用途广泛，是一种可循环利用的环保型新材料。2与普通纤维板相比，微发泡木塑复合纤维板用塑料代替脲醛胶黏剂，不仅可以减少甲醛污染的问题，还可以提高纤维板的尺寸稳定性、抗腐蚀、抗虫蛀性。3与普通木塑复合材料相比，微发泡木塑复合纤维板采用木纤维代替木粉，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法，板材厚度为3~20mm，平均密度为700~900 kg/m

【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种轻质木塑复合纤维板及其制备方法，板材厚度为3~20mm，平均密度为700~900kg/m3，平均孔径低于50μm，孔隙率为10%~30%。2.如权利要求1所述的轻质木塑复合纤维板，产品的木纤维含量为50~70%，其特征是木纤维为热磨法制取的木纤维，平均长度为0.8~1.2mm、长径比为40~45。3.一种MDI轻质高强纤维板的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：1）木纤维的活化处理将木纤维与水、活化剂进行混合，控制混合后的活化剂含量和纤维含水率，然后放入干燥箱内，控制活化温度对木纤维进行活化处理，干燥至绝干，即可；2）木纤维的接枝处理将活化后的木纤维喷洒异氰酸酯丙酮溶液，放入滚筒干燥机内使得异氰酸酯固化；3）高混处理先后将改性处理的木纤维、高密度聚乙烯、DOP增塑剂、马来酸酐接枝聚乙烯、AC发泡剂、二盐基亚磷酸铅加入高混机搅拌15~30分钟；4）挤出造粒将高混后的物料放入挤出机进行挤出造粒，得到木塑复合材料预混料，为了使混料均匀，反复挤出2-3次；5）模压、冷却在磨具中放入脱模纸，将预混粒料加入到模具中，再在上表面覆盖脱模纸，控制在一定温度，加压至设定压力并保持一定时间，使分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，唐睿琳，于志明，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11