一种长玻纤增强塑木复合型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长玻纤增强塑木复合型材及其制备方法，在型材的配方中，其质量百分比组成为：高密度聚乙烯２５％～４５％、植物纤维３０％～５０％、玻璃纤维１０％～３９．８％、矿物填充物３％～１０％、润滑剂１％～４％、稳定剂０．２％～１％、其他助剂１％～５％。通过填充长玻璃纤维，大大提高材料的强度，使塑木材料往结构型材发展，将能运用于建筑结构材料。长玻璃纤维在挤出过程中经过特设的模具，在一定程度上保证长纤维的纵向分布，大大提高材料的力学性能。通过添加助剂和挤出压力的调整保证了材料表面不出现浮纤现象。其制备方法具有工艺简单、原料易得、成本低、污染小、可大批量生产等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合型材及其制备方法，尤其涉及。
技术介绍
在国内国外，塑木成型发展比较快的是挤出成型，由于受挤出量的限制，产品多以 窄面积的板和条为主，所用设备为锥形双螺杆、同向或异向双螺杆挤出机，产品多为用于门 窗框、装饰材料等窄面、长条的材料。由于这些材料的截面面积较小，相比于同样截面面积 的木材而言，其强度和刚性方面都低于木材，无法用作结构材料。因此，如何提高塑木材料 的强度和刚性，拓宽塑木产品的应用范围，将是今后塑木行业研究的重要课题。通过长玻璃 纤维增强塑木复合材料，目前存在以下技术难题1、解决玻璃纤维与植物纤维、塑料三者间 的相容性问题，降低界面间的表面能；2、长玻璃纤维的加入方式，保证材料表面的光滑和玻 纤在材料中的取向；3、玻璃纤维的含量和长度；4、由于塑木挤出过程中的熔体压力很大， 如何保证材料中玻璃纤维的长径比，获得最佳的材料强度和刚性。目前公开的玻纤增强塑 木的专利中，专利CN 1912299A将造好的塑木颗粒放进铺装机设定好的模框内，铺装过程 中加入玻璃纤维1-3层对材料进行补强，将铺装好的材料移入热压机进行热压熟化，熟化 好后移入液压机冷却定型。此种方法工艺复杂，自动化生产难度高，而且热压时玻纤分布错 位，无法保证玻纤在材料中的均勻分布，影响材料的强度与刚性。专利CN101016791A采用 混凝土和植物纤维填充塑料管状物用于街道护栏和高速路隔离栏，该塑木复合杆重量大， 而且不便于生产和回收。同时该专利没有阐明如何解决两种比热相差较大的材料由于热胀 冷缩而导致的应力问题。专利CN101269554A在塑木基板上压贴复合耐磨层、装饰层、石英 纤维层和涤纶纤维层，可用于墙板、瓷砖、地砖或外墙板的装饰。该方法工艺复杂，生产出塑 木板材后仍需再次加工，成本很高。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种成本低，性能优异的长玻纤增强塑木复合型材 及其工艺简单、合理的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是一种长玻纤增强塑木复合型材， 其质量百分比组成为高密度聚乙烯25% 45%、植物纤维30% 50%、玻璃纤维10% 39. 8%、矿物填充物3% 10%、润滑剂 4%、稳定剂0. 2% 1%、其他助剂 5%。进一步在上述长玻纤增强塑木复合型材中，所述的植物纤维为80 200目的谷 糠或者木粉中的一种或两种的混合物。所述的玻璃纤维是经过偶联剂处理的无碱玻纤。所 述的矿物填充物是滑石粉、碳酸钙和煤灰粉中的一种或两种的混合物，或者是这三种物质 的全部混合物。所述的润滑剂是聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸酯、硬脂酸酰胺等中的一种或 几种的混合物，或者是这些物质的全部混合物。所述的其它助剂是本领域技术人员常用的着色剂、偶联剂和相容剂。着色剂有本领域技术人员常用的机色粉或无机色粉等。偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂，优选硅烷偶联剂是南京道宁化工有限公司出 品的KH550或KH560型硅烷偶联剂。优选的相容剂是马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯_丙烯酸 共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或两种的混合物，或者是这三种物质的全部混 合物，更优选的是马来酸酐接枝聚乙烯。本专利技术还提供了上述长玻纤增强塑木复合型材的制备方法，步骤为；(1)用高搅 机将植物纤维、占植物纤维0. 5% 的偶联剂搅拌均勻，搅拌30士5min后加入矿物填充 物继续搅拌15士5min左右得处理过的植物纤维；(2)用溶剂稀释的剩余偶联剂，再浸渍玻 璃纤维，在60 80°C下烘干玻璃纤维，所蒸发的溶剂通过冷却回收循环利用；(3)在高搅机 中将高密度聚乙烯HDPE、步骤(1)中处理过的植物纤维、步骤(2)中处理过的玻璃纤维和矿 物填充、润滑剂、稳定剂、着色剂、相容剂搅拌均勻，再把该搅拌均勻的物料加入平行双螺杆 中初次造粒，然后转移到锥形双螺杆中挤出成型制得长玻纤增强的塑木复合型材所述步骤 (1)的搅拌温度是85士5°C下，高搅机的转速为1000 2000转/分。本专利技术相比现有技术具有以下优点上述长玻纤增强塑木复合型材中，其质量百分比组成为高密度聚乙烯25% 45 %、植物纤维30 % 50 %、玻璃纤维10 % 40 %、矿物填充物3 % 10 %、润滑剂1 % 4%、稳定剂0.2% 1%、其他助剂 5%。本专利技术与现有的技术有如下优点1、通过填 充长玻璃纤维，大大提高材料的强度，使塑木材料往结构型材发展，将能运用于建筑结构材 料；2、长玻璃纤维在挤出过程中经过特设的模具，在一定程度上保证长纤维的纵向分布，大 大提高材料的力学性能；3、通过添加助剂和挤出压力的调整保证了材料表面不出现浮纤现 象。本专利技术提供的长玻纤增强塑木复合型材的制备方法，具有工艺简单、原料易得、成本低、 污染小、可大批量生产等优点，易于产业化。具体实施例方式本专利技术的主旨是在通过填充长玻璃纤维，大大提高材料的强度，使塑木材料往结 构型材发展，将能运用于建筑结构材料；2、长玻璃纤维在挤出过程中经过特设的模具，在一 定程度上保证长纤维的纵向分布，大大提高材料的力学性能；3、通过添加助剂和挤出压力 的调整保证了材料表面不出现浮纤现象。本专利技术提供的长玻纤增强塑木复合型材的制备方 法，具有工艺简单、原料易得、成本低、污染小、可大批量生产等优点，易于产业化。下面结合 实施例对本专利技术的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本专利技术的限定，方法 中的时间和温度的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。实施例1按照以下质量百分比进行添加高密度聚乙烯35% (由博罗县东城塑胶有限公司 提供)，植物纤维45% (由浙江省德清林木粉有限公司提供，木粉中位径为100目)，玻璃 纤维10% (由巨石集团有限公司提供，型号910)，滑石粉填充料5% (由浙江嘉兴华宇塑 胶原料有限公司提供，中位径为250目)，润滑剂2% (由广州龙沙有限公司提供)，复合稳 定剂(由瑞士汽巴公司提供)，余量是其它助剂(由德国Baelocher公司提供)。将植 物纤维放入70°C的高速搅拌机中，设定1200转/min的转速进行强烈搅拌30min，在搅拌 的过程中均勻添加的偶联剂，然后加入滑石粉填料，再强烈搅拌15min。用作溶剂将偶联剂配成0. 5%的溶液对玻璃纤维进行浸泡处理，在60°C下对其烘干，所蒸发的溶剂冷却 回收循环利用。处理好的植物纤维、矿物填充料、润滑剂、稳定剂和着色剂在高速搅拌机中 搅拌3min，加入平行双螺杆料斗中进行初次造粒，温度设定为160°C、160°C、165°C、165°C、 170°C、170°C、170°C、175°C、175°C、175°C，主机转速为225r/min。将初次造粒物料加入锥形 双螺杆，中进行成型加工，温度设定为185°C、195°C、145°C、145°C，主机转速为15r/min，喂 料转算为8r/min，长玻纤经自行设计的模具与塑木熔体共同挤出并按挤出方向取向排布， 冷却，按照要求切割成产品。将该实施例的产品通过各种性能测试，测试结构如表1所示， 得出该产品的强度高、力学性能好等。实施例2按照以下质量百分比进行添加高密度聚乙烯35% (由博罗县东城塑胶有限公司 提供)，植物纤维35% (由浙江省德清林木粉有限公司提供，木粉中位径为100目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长玻纤增强塑木复合型材，其质量百分比组成为：高密度聚乙烯２５％～４５％，植物纤维３０％～５０％，玻璃纤维１０％～３９．８％，矿物填充物３％～１０％，润滑剂１％～４％，稳定剂０．２％～１％，其他助剂１％～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季建仁，王玉梅，靳晓雨，彭文勇，袁海兵，
申请(专利权)人：惠东美新塑木型材制品有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]