一种多维异型高强度模压人造板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种多维异型高强度模压人造板及其制造方法，属于模压复合材料及人造板领域。该模压人造板包含植物短纤维和聚合物长纤维，植物短纤维的长度为30

【技术实现步骤摘要】
一种多维异型高强度模压人造板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种新型多维异型高强度热塑性树脂复合材料及其制造方法，具体涉及一种多维异型高强度模压人造板及其制造方法，采用植物纤维和聚合物纤维共混模压制造复合材料，属于模压复合材料及人造板领域。

技术介绍

[0002]我国是一个人造板产业大国，人造板是木材资源利用的主要方式之一。然而，我国人造板行业面临产品结构单一、同质化现象严重等问题，仍存在巨大的改善升级空间。我们应当顺应当前绿色低碳发展的要求，满足消费者对人造板产品消费提出的个性化、高端化要求，以此解决同质化现象问题。
[0003]人造板产品(包括纤维板、刨花板、胶合板、细木工板等)目前主要集中于平板型应用，使用领域包括衣柜、橱柜、地板、门窗等等，在非平板型领域应用很少，附加值非常低。多维异型产品，是指在二维或三维空间上，通过注塑挤出、铸造、模压等工艺技术制造出结构复杂的制品，这种类型的产品主要用作结构件、连接件、防护件等，广泛应用于兵器、飞机、导弹、卫星等高端工业以及农业、交通运输、建筑等领域，具有非常高的附加值。多维异型产品的制造主要通过注塑挤出成型、铸造成型、模压成型等方法。截止目前，人造板产品在多维异型构件领域使用上很少，主要原因就是缺乏实用性模压技术的研究。
[0004]虽然在木塑复合材料领域采用植物纤维(木纤维、竹纤维、秸秆纤维等)和塑料颗粒通过熔融共混挤出、注射成型方法制造出很多异型构件，但是该类型材料中木纤维最多占据产品总质量分数的40％，塑料占据绝大多数。塑料来源于不可降解、不可再生的石油产品，如此多的塑料比例，与我们国家当前提出的绿色低碳发展需求不匹配。人造板产品中，植物纤维的含量通常大于70％，因此无法适用于注塑挤出工艺。铸造工艺技术主要是在金属锻造行业，人造板行业亦无法应用。当前，模压制品主要集中在合成纤维复合材料领域，比如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，将纤维碎料、纤维布、纤维织物等投入到金属模具内，在一定的温度和压力下与热固性树脂固化，制成异型的复合材料制品，在航空、航天、高铁等领域具有广泛的应用。目前对人造板的模压研究相对较少。专利CN 206733727 U研究一种高密度木纤维模压装饰板，其制造方法为：两块第一装饰板、两块第二装饰板及高密度木纤维板通过粘合剂固定连接成一体结构，然后模压形成高密度木纤维模压装饰板。这种方法是采用板材组合以后再模压，由于板材自身存在很大刚性，模压的形状受限，无法得到复杂多维的模压件，无法扩大人造板的应用领域。
[0005]人造板作为一种以植物纤维主要原料的产品，基于植物纤维绿色、环保、可降解、可再生材料，非常符合绿色低碳发展目标。因此，借鉴合成纤维模压工艺技术，研究开发出具有多维异型结构的模压人造板，推动木材工业在高端领域的应用，对促进行业转向升级、提高人造板产品附加值具有特别重要的意义。

技术实现思路

[0006]因此，为了解决人造板同质化现象问题，突破平板应用的局限性，推动人造板在异型领域的应用，提高纤维板附加值。
[0007]本专利技术采取以下技术方案：
[0008]一种多维异型高强度模压人造板，包含植物短纤维和聚合物长纤维，所述的植物短纤维为木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种或者两种以上植物纤维的混合物，所述的植物短纤维的长度为50
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2000μm；所述的聚合物长纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维和聚酰胺纤维等聚合物纤维中的一种或者两种以上的混合物，聚合物长纤维的长度为3
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10cm；所述的植物短纤维采用碱溶液进行柔化处理，将植物短纤维和聚合物长纤维在旋转气流中混合均匀，形成由植物短纤维为骨架、聚合物长纤维在骨架中穿梭的三维网格蓬松材料，再通过移动错位铺装技术实现蓬松材料错位层叠铺装，预压之后形成双纤维网格骨架预制体；采用机械对齐阵列缝合技术将预制体缝合，制成具有形状自适应功能的自支撑板坯；放入模具进行预铺装，采用热致塑化法进行模压，冷却定型，得到多维异型高强度模压人造板。
[0009]所述的植物短纤维的长度优选为50
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2000μm，更优选为100
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2000微米。聚合物长纤维的长度优选为4
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8cm，更优选为5
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7cm。所述的植物短纤维的直径为50
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200μm，聚合物长纤维的直径为5
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50μm，优选为10
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50μm。
[0010]在模压人造板中，植物短纤维的质量分数为55
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95％，聚合物长纤维的质量分数为5
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45％。植物纤维的质量分数优选为60
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80％，同时聚合物纤维的质量分数优选为20
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40％。
[0011]所述的植物短纤维采用碱溶液进行柔化处理，碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙溶液中的一种或两种以上的混合溶液，碱溶液的质量分数为5
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15％，碱溶液的质量浓度优选为5
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10％，更优选为8％；处理温度为30
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80℃，处理温度优选为40
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60℃；处理时间为1
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5h，处理时间优选为2
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4h。
[0012]一种多维异型高强度模压人造板的制造方法，包括以下步骤：
[0013](1)制备双纤维网格骨架预制体：将植物短纤维和聚合物长纤维在旋转气流中混合均匀，依靠纤维之间静电力的作用，形成由植物短纤维为骨架、聚合物长纤维在骨架中穿梭的三维网格蓬松材料，再通过移动错位铺装技术实现蓬松材料错位层叠铺装，预压形成双纤维网格骨架预制体；
[0014]所述的植物短纤维为木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种或者两种以上植物纤维的混合物，植物短纤维的长度为50
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2000μm；所述的聚合物长纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维和聚酰胺纤维等聚合物纤维中的一种或者两种以上的混合物，聚合物长纤维的长度为3
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10cm；所述的植物短纤维采用碱溶液进行柔化处理；
[0015](2)制备具有形状自适应功能的自支撑板坯：采用机械对齐阵列缝合技术将预制体缝合，使得预制体的蓬松结构变得更加密实的板坯，并且具有自支撑性能；
[0016](3)制备多维异型高强度热塑性树脂复合材料：将自支撑板坯放入多维异型模具中，按照模具的形状进行预铺装，进行热致塑化和模压，冷却定型，脱模得到设定形状的多维异型高强度模压人造板。
[0017]步骤(1)中，所述的植物短纤维的长度优选为50
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2000μm，更优选为100
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2000微米。聚合物长纤维的长度优选为4
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8cm，更优选为5
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7cm。所述的植物短纤维的直径为50
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200μm，
聚合物长纤维的直径为5
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50μm。
[0018]所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维异型高强度模压人造板，其特征在于：包含植物短纤维和聚合物长纤维，所述的植物短纤维为木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种或者两种以上的混合物，所述的植物短纤维的长度为50
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2000μm；所述的聚合物长纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维和聚酰胺纤维中的一种或者两种以上的混合物，聚合物长纤维的长度为3
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10cm；所述的植物短纤维采用碱溶液进行柔化处理，将植物短纤维和聚合物长纤维在旋转气流中混合均匀，形成由植物短纤维为骨架、聚合物长纤维在骨架中穿梭的三维网格蓬松材料，再通过移动错位铺装技术实现蓬松材料错位层叠铺装，预压之后形成双纤维网格骨架预制体；采用机械对齐阵列缝合技术将预制体缝合，制成具有形状自适应功能的自支撑板坯；放入模具进行预铺装，采用热致塑化法进行模压，冷却定型，得到多维异型高强度模压人造板。2.根据权利要求1所述的多维异型高强度模压人造板，其特征在于：所述的植物短纤维的长度为50
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2000μm，聚合物长纤维的长度为4
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8cm；所述的植物短纤维的直径为50
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200μm，聚合物长纤维的直径为5
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50μm；在模压人造板中，植物短纤维的质量分数为55
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95％，聚合物长纤维的质量分数为5
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45％。3.一种多维异型高强度模压人造板的制造方法，包括以下步骤：(1)制备双纤维网格骨架预制体：将植物短纤维和聚合物长纤维在旋转气流中混合均匀，依靠纤维之间静电力的作用，形成由植物短纤维为骨架、聚合物长纤维在骨架中穿梭的三维网格蓬松材料，再通过移动错位铺装技术实现蓬松材料错位层叠铺装，预压形成双纤维网格骨架预制体；所述的植物短纤维为木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种或者两种以上的混合物，植物短纤维的长度为50
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2000μm；所述的聚合物长纤维为聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯纤维和聚酰胺纤维中的一种或者两种以上的混合物，聚合物长纤维的长度为3
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10cm；所述的植物短纤维采用碱溶液进行柔化处理；(2)制备具有形状自适应功能的自支撑板坯：采用机械对齐阵列缝合技术将预制体缝合，使得预制体的蓬松结构变得更加密实的板坯，并且具有自支撑性能；(3)制备多维异型高强度热塑性树脂复合材料：将自支撑板坯放入多维异型模具中，按照模具的形状进行预铺装，进行热致塑化和模压，冷却定型，脱模得到设定形状的多维异型高强度模压人造板。4.根据权利要求3所述的多维异型高强度模压人造板的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐启恒，常亮，郭文静，张镭，高黎，任一萍，陈勇平，罗书品，陈雪琦，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：