一种聚合木板材成型设备与成型方法技术

本发明专利技术涉及一种聚合木材料加工成型设备与成型方法，利用回收的混杂废旧塑料经过塑化与粉碎木质纤维类材料及加工助剂捏合然后模压形成共连续相结构，得到高强度、高硬度、低成本的新型复合材料的一种聚合木材料的加工成型设备与成型方法。生产设备包括捏合机(5)、轨道(2)、液压机(11)、脱模机构(14)和相应的控制台。首先将捏合机油缸预热到预定温度，之后将废旧塑料与木质纤维材料及加工助剂加入捏合机进行塑化混合，然后将充分混合的原料加入下方轨道上的模压工作台，由轨道运输至液压机处进行模压，最后将工作台移至脱模机构处进行脱模处理。本发明专利技术实现了一种使用模压工艺制备大尺寸高强度厚壁聚合木建筑板材，其厚度可达100mm以上，有效解决了传统挤出成型方法不适宜制备大尺寸厚壁聚合木板材的技术缺陷，实现整个生产线的自动化、流水线式作业，同时可采用增强材料植入法进一步提高其性能，拓宽了其应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚合木材料加工成型设备与成型方法，特别涉及大尺寸厚壁聚合木建筑板材的成型设备与成型方法。
技术介绍
聚合木是一种既可以代替塑料，又可以代替木材、钢材、铝材、水泥等使用的全循环、高环保、节约型的新型材料。聚合木是使用不分类的混杂废旧塑料添加无机材料、木质纤维类材料以及多元嵌段共聚物、交联剂增塑剂等原料，用反应引发剂引发化学反应，促使塑料材料塑化并重新聚合、复合后，用塑料加工方法制造出来的一种强度远高于木材，质感最接近木材的新型材料。是至今唯一充分利用了塑料材料的所有成分，不排放废弃物完全不含甲醛等有毒物质的材料。通常情况下，聚合木材料的制备主要是靠挤出、注塑的方法， 制品的截面尺寸相对比较小，不适宜制备大截面尺寸的聚合木制品。公开号为CN1445^5A 的中国专利申请公开了一种改性木塑复合材料的制备方法，主要通过挤出成型工艺制备不同截面形状的制品。目前，国内鲜有厚度可达到IOOmm以上的大尺寸聚合木板材的成熟的制备加工技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效地使用混杂塑料工业化制备大尺寸厚壁聚合木板材的成型方法，有效解决利用传统成型方法不适宜制备大尺寸厚壁聚合木板材的技术缺陷，拓展大尺寸厚壁聚合木板材在建筑领域如木方、建筑框架柱材、高强度楼板等的应用。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。聚合木板材成型设备，其特征在于该设备包括沿模具的传送方向依次设置的捏合机5、轨道2、模具13、液压机11、脱模机构14 ；捏合机5由捏合机电控柜7控制，捏合机油缸9为捏合机5提供热源，物料在捏合机5混合后，由捏合机5下方的出料口 3送至轨道 2上的模具13中，轨道辊轴带动模具13进入液压机11内，液压机11通过下模板的4个柱塞油缸18控制其运动，原料在液压机11内模压成型后，通过脱模机构14的6个顶出缸16 的将制品顶出，实现脱模。模具13规格为4600mmX1300mm(长X宽)，制备出的聚合木板材厚度为IOOmm以上。所述液压机11的公称合模力36000KN，工作间距1000mm，工作层数为1，最大液压力为20-40MPa，其活塞行程为500mm。液压机为框式结构，上模板固定在顶梁板上，上下模板中通水冷却，液压机设计有8对进出水口。本专利技术的另一方面，根据上述成型设备成型聚合木板材的方法，所用物料包括回收混杂废旧塑料、粉碎的木质纤维类材料、三元嵌段共聚物、交联剂、增塑剂和增强填料，该方法包括以下步骤1)捏合阶段首先开启捏合机油缸控制柜8给捏合机油缸9通电预热循环油至210-250°C左右， 使废旧塑料和木质纤维材料、加工助剂能进行充分捏合。2)送料阶段在捏合机5内捏合0. 8-1. 5小时使原料充分混合之后，原料有捏合机5下方的出料口 3送至轨道2上的模具13中，之后由轨道2上的辊轴带动模具13进入液压机11内。3)模压阶段模具13进入液压机11达到液压机限位阀17后，液压机主机辊轮失去动力使模具13停在预定位置内，通过按下液压机电控柜10的按钮后，液压机油泵给主缸下腔供油， 活动横梁空程上升。当活动横梁上升压制到物料之后开始加压，待压力上升至预定压力后， 发出讯号三个低压泵停止，高压油泵根据需要供油，再一次上升到预定高压后，高压油泵停止。同时计时，到预定时间之后，打开液压阀，主缸腔的油回到油箱使模具回到轨道上，至此一次模压过程全部结束。液压机提供的模压力为20-40MPa。4)脱模阶段当模具再一次回到轨道2时重新接触限位阀17，使主机内辊轮转动，将模具带出液压机11，当模具前端接触到脱模机构限位阀15之后，托架辊轮停止转动，同时托架下方的6个脱模缸16通电，把模具内压制的成品推出模具，这时再由两个侧缸通电顶出将模具推到托架旁边的小推车上。至此一次生产结束。其中，捏合机温度设定为220°C，混合时间为1小时，液压机温度设定为220°C，压力设定为30MPa。其中，所述回收混杂废旧塑料为选自聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或几种。其中，所述三元嵌段共聚物为选自苯乙烯-异戊二烯、丁二烯-苯乙烯和聚乙二醇-脂肪族聚酯-聚氨基酸中的一种或几种。其中，所述交联剂为选自氯化聚乙烯和N，N'-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。其中，所述增塑剂为选自邻苯二甲酸二辛脂、聚己二酸二丁酯和聚辛二酸二丁酯中的一种或几种。其中，所述增强填料为选自金属、玻璃纤维毡、纳米碳酸钙和晶须硅中的一种或几种。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点1)本专利技术通过模压成型有效克服利用传统成型方法不适宜制备大尺寸厚壁聚合木板材的技术缺陷。利用模压成型可制备厚度达IOOmm以上的厚壁聚合木板材，而且在生产过程中可以使用增强材料植入法，使产品局部强度成倍提高，植入的材料可以是金属、木材、竹坯、增强纤维，进一步增强聚合木板材的强度使之能够完全达到建筑领域制品强度要求从而取代传统的建筑材料降低建筑成本，满足市场需要。2)本专利技术的模压成型工艺大大降低了对原材料料的要求，提供了一种木塑异性混容的方法，其异性混容机理是大量的木粉和废旧塑料在高温高压下通过添加特殊增容剂等通过捏合机和高压固相成型设备形成共连续相结构的新型复合材料的成型机理。该工艺使原材料的应用范围更加宽广，直接使用城市垃圾塑料和农作物秸秆类材料，有利于解决塑料污染和废弃木材再利用等资源环境问题。3)本专利技术通过轨道的辊轴运动，实现模具和捏合机与液压机之间的自动化连接， 并通过脱模机构实现模具的自动脱模，从而实现整个生产线的自动化、流水线式作业。4)本专利技术开发的成型用液压机公称合模力大，能使不相容的混杂塑料之间通过高温高压使分子间紧密结合，生产的制品韧性、弹性模量等主要性能指标均大幅提高，弯曲模量可达到4500-5000Mpa，静曲强度可达30_40Mpa。附图说明图1本专利技术所设计的大尺寸厚壁聚合木板材的生产设备结构示意正视2本专利技术聚合木材料的生产工艺流程中1、轨道支架，2、轨道，3、捏合机出料口，4、捏合机电机，5、捏合机，6、捏合机顶盖，7、捏合机电控柜，8、捏合机油缸电控柜，9、捏合机油缸，10、液压机电控柜，11、框式液压机主机，12、脱模机电控，13、模具，14、脱模机构，15、脱模限位阀，16、脱模顶出缸，17、液压机限位阀，18、液压机柱塞缸。具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。实施实例1本专利技术的一种大尺寸厚壁聚合木板材生产设备，其结构如图1所示，该设备包括沿模具的传送方向依次设置的捏合机5、轨道2、模具13、液压机11、脱模机构14 ；捏合机5 由捏合机电控柜7控制，捏合机油缸9为捏合机5提供热源，物料在捏合机5内混合后，由捏合机5下方的出料口 3送至轨道2上的模具13中，轨道辊轴带动模具13进入液压机11 内，液压机11通过下模板的4个柱塞油缸18控制其运动，原料在液压机11内模压成型后， 通过脱模机构14的6个顶出缸16的将制品顶出，实现脱模。该实施实例模具13的规格为4600mmX 1300mm(长X宽)，制备的聚合木板材厚度为 120mm。液压机11的公称合模力36000KN，工作间距1000mm，工作层数为1，最大液压力为 30MPa，其活塞行程为500mm。液压机11包括框本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚合木板材成型设备，其特征在于：该设备包括沿模具的传送方向依次设置的捏合机（５）、轨道（２）、模具（１３）、液压机（１１）、脱模机构（１４）；捏合机（５）由捏合机电控柜（７）控制，捏合机油缸（９）为捏合机（５）提供热源，物料在捏合机（５）内混合后，由捏合机（５）下方的出料口（３）送至轨道（２）上的模具（１３）中，轨道辊轴带动模具（１３）进入液压机（１１）内，液压机（１１）通过下模板的４个柱塞油缸（１８）控制其运动，原料在液压机（１１）内模压成型后，通过脱模机构（１４）的６个顶出缸（１６）将制品顶出，实现脱模，模具（１３）规格为４６００ｍｍ×１３００ｍｍ（长×宽），制备的聚合木板材厚度为１００ｍｍ以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志强，薛平，贾明印，王秋艳，童伟，
申请(专利权)人：北京恒通创新木塑科技发展有限公司，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11