复合产品以及用于制造所述产品的方法技术

本发明专利技术涉及包括涂覆有复合材料的层的热改性的实木组分的复合产品，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。本发明专利技术还涉及用于制造所述复合产品的方法。

Composite products and methods used in the manufacture of the products

The invention relates to a composite product comprising a thermally modified solid wood component coated with a composite layer, which includes thermally modified cellulose materials and polymers. The invention also relates to a method for the manufacture of the composite products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合产品以及用于制造所述产品的方法
本专利技术涉及复合产品(产物)，其包括涂覆有复合材料的层的热改性的实木(紧密材，实体木材，solidwood)组分(部件，component)，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。
技术介绍
未经处理的许多木材种非常容易受到由外部环境导致的影响。暴露于水分和/或土壤一段持续时间的未经处理的木材通过被多种类型的微生物或昆虫的侵袭而变弱。因此处理不太耐久的木材以提高其对水分和真菌侵袭的耐受性是重要的。此外，暴露于紫外线辐射的木材易于变色和劣化。存在多种不同的提高木材耐受性的处理方法。已经长期使用化学处理木材以提高生物耐久性和强度。可加入许多不同的化学品。这些化学品一般被称为杀真菌剂(杀菌剂)并且它们将提供针对造成木材劣化的生物体的长期耐受性。如果正确地施用，其可延长木料的生产性寿命5-10倍。另一种已知的改进木材的耐受性的方法是在高温下处理木材以使木材热改性。在热改性期间，木材中存在的某些有机化合物将被除去并且由此降低真菌和腐烂(枯病)在木材上成长的可能性。因此，通过将木材加热到一定温度，可使得木质纤维素纤维对真菌和昆虫是不太引起食欲的(可口的)。热改性还可改进木材对于水分(液体和湿气两者)的性质，即较低的平衡水分含量、较低的水分变形、和改进的气候耐受性。热改性的木材的一个潜在不利方面是由变性过程带来的在弯曲强度和表面硬度两者的强度降低，这可降低材料的有效使用寿命。因此，还需要进一步保护热改性的木材免受环境影响。目前，最常见的保护实木产品的方式是通过向木材产品的表面施加聚合物涂料。最常用的聚合物涂料是可从五金店和工业生产商获得的常规的漆和涂料。这些涂料可通过手工或在工厂环境中施加，并且一般基于首先施加底基(底漆)涂料和然后施加一个或两个额外的覆盖涂层以在基底的表面上建立保护膜。此类涂料对于变化的气候条件是敏感的，并且随着时间侵蚀、开裂或从基底剥落，导致需要定期的修复维护。另一种已知的方法是在实木产品上或在实木产品周围施加聚氯乙烯(PVC)聚合物的层，该方法描述在WO2007057029A1中。当用聚合物涂覆实木(其或为热改性的木材或为普通实木(窑干木材))时的问题在于基底与聚合物之间的界面连接强度和尺寸变化，即实木和/或涂覆的聚合物层的尺寸随时间以不同的速率变化，这导致在界面处的应力，其可导致性能上的最终劣化，除非木材基底被完全密封(封装)。对于标准的木材纤维聚合物复合物(WPC)，通常的问题是因基于纤维的材料、热塑性树脂和添加剂的高的重量和热塑性性质带来的蠕变(creep)。蠕变可为重量、热和水分引发的，并且经常限制标准的木材纤维聚合物复合物用在其中需要更长的跨度且需要产品支撑(承担，carry)其自身重量的更复杂的(detailed)且挑战性的应用中，比如在覆面(cladding)或正面(外观)板中。因此需要改进的包括实木和纤维聚合物复合物涂料的复合产品。
技术实现思路
本专利技术的一个目标为提供包括涂覆有具有纤维聚合物层的实木组分的复合物，其具有改进的性质比如降低的对蠕变的倾向和在聚合物涂料与实木组分之间的改进的粘附。本专利技术的另一目标为提供以容易和有效的方式制造所述复合物的方法。这些目标和其它优点通过根据独立权利要求的产品和方法实现。本专利技术涉及包括热改性的实木组分的复合产品，其中实木组分的至少一面(一侧)涂覆有复合材料的层，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。复合材料可包括小于50重量％的热改性的纤维素材料、优选20-45重量％且甚至更优选20-30重量％或15-25重量％的热改性的纤维素材料。热改性的纤维素材料可具有低于1mm，优选低于0.50mm，且甚至更优选低于0.25mm或低于0.1mm的颗粒尺寸(粒度)。优选的是纤维素材料具有小的尺寸，因为实现纤维素材料在复合材料中更均匀的分散和分布。如果热改性的纤维素材料是纤维素纤维的形式，纤维优选具有低于1mm、优选低于0.50mm、且甚至更优选低于0.25mm或低于0.1mm的纤维长度。热改性的纤维素材料可为粉末的形式。因此，热改性的纤维素材料可包括已经以机械方式处理成粉末的热改性的纤维素纤维。为了能够实现其中纤维素材料均匀分布的复合材料，纤维素材料的尺寸是重要的。已发现，如果纤维素材料为粉末的形式，实现良好的与聚合物的分散和混合是容易的。热改性的纤维素材料可为热改性的微纤化(微原纤化)纤维素(MFC)。已经发现，通过使用热改性的MFC，复合材料的机械性质得到改善。复合材料的流动性质也得到改善，使得加工材料更容易。此外，据信MFC的热改性可改善MFC在聚合物基体中的分散性并且降低平衡水分含量，这进一步改进复合产品的尺寸稳定性。聚合物可为具有高于180℃的熔融温度的高熔点聚合物。聚合物可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。本专利技术已经发现可在复合材料中使用高熔点聚合物用于热改性的实木的涂覆，因为热改性的实木与普通的窑干实木组分/产品相比是更加温度耐受性的，这是因为不存在一般在高于160℃的温度下渗出的挥发物和树脂。复合材料的层优选具有1-5mm的厚度。太厚的层将造成关于蠕变的问题。另外，具有太厚的层在经济上是不利的。实木组分和/或纤维素纤维已通过热处理进行热改性，优选在160-250℃,优选200-230℃的温度在大气压下或在120℃以上的温度在升高的压力下。实木组分的两个或更多个面(侧)可涂覆有包括复合材料的层。整个实木组分已涂覆有包括复合材料的层是优选的。实木组分的至少一面涂覆有多于一个包括复合材料的层也可为可能的。这样，可制造包括多于一个复合材料的层的复合产品。多个层可由不同种类的复合材料组成，这使得可制造具有改进的性质的复合产品。本专利技术还涉及用于制造复合产品的方法，所述方法包括以下步骤：提供热改性的实木组分，提供包括热改性的纤维素材料和聚合物的复合材料，将所述复合材料进料至挤出机，将所述改性的实木组分输送通过挤出机，和在输送实木组分通过挤出机时在实木组分的至少一面上施加复合材料的层以形成涂料层。因此可以容易的方式制造改进的复合产品。在挤出机中复合材料施加至实木材料的温度优选高于180℃。优选地，实木组分的两个或更多个面用复合材料的层涂覆。整个实木材料(即产品的所有面)用复合材料的层涂覆可为甚至更优选的。具体实施方式本专利技术涉及包括热改性的实木组分的复合产品，其中实木组分的至少一面涂覆有复合材料的层，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。已经令人惊奇地发现，与市场上可得的现有的纤维热塑性复合物和经涂覆的实木产品相比，通过用包括热改性的纤维素材料和聚合物的复合材料涂覆热改性的实木组分，已经显著地降低关于蠕变的问题。这是因为以下事实：与普通的木材纤维热塑性复合物和普通的窑干实木组分相比，热改性的实木能够好得多地支撑其自身重量而无蠕变变化。除了重量引发的蠕变，本专利技术对于由改变水分和由太阳或冷冻状况产生的表面热引起的蠕变不太敏感得多。热改性的实木是具有良好的生物耐久性特性的非常稳定的材料，且其还具有良好的强度对重量比。此外，通过将热改性的实木组分与包括热改性的纤维素材料和聚合物的复合物组合，已经发现复合材料和实木组分之间的粘附得到改善。这是因为材料的相似性质，导致更大的相容性以及在稳定性、耐久性和整体美观上本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合产品，其包括热改性的实木组分，其中实木组分的至少一面涂覆有复合材料的层，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 SE 1550600-91.复合产品，其包括热改性的实木组分，其中实木组分的至少一面涂覆有复合材料的层，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。2.根据权利要求1所述的复合产品，其中复合材料包括小于50重量％的热改性的纤维素材料。3.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中热改性的纤维素材料具有低于1mm的颗粒尺寸。4.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中热改性的纤维素材料为粉末的形式。5.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中热改性的纤维素材料为热改性的微纤化纤维素。6.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中聚合物为具有高于180℃的熔融温度的高熔点聚合物。7.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。8.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中复合材料的层具有1-5mm的厚度。9.根据前述权利要求任一项所述的复合产品，其中实木组分和/或纤维素纤维已经通过如下热改性：在160-250℃、优选200-230℃的温度在大气压下或在高于120℃的温度在升高的压力下的热处理。10.根据前述权利要求任一项所述的复合产品...

【专利技术属性】
技术研发人员：J平诺南，D梅斯，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI