利用离聚物面料的木塑复合物及其制造方法技术

一种适用作建筑材料的挤出复合物，包括具有以基本上均匀混合物形式存在的基础聚合物和天然纤维的芯以及离聚物面料。为了提高所述离聚物对基础聚合物的粘合性，可以在与所述芯共挤出之前，将所述离聚物与相似或基本相似的基础聚合物混合。另外，可以将各种添加剂与面料材料混合以改善产品的视觉美感和建筑材料的性能，特别随着时间的推移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造挤出木塑复合物的系统和方法，更具体地，涉及利用离聚物面料制造挤出木塑复合物的系统。
技术介绍
在过去的25年中，新型材料已经进入塑料产品市场。通常作为木塑复合物(WPC)、 纤维-塑料复合物、或塑料复合物(PC)提及的新材料已经被建筑产品市场接纳，应用于例如户外装饰和栏杆、墙板、屋顶和各种其它产品。木塑复合物的市场已经壮大，木塑复合物目前用于汽车应用以及经济结构的建筑产品部门中。木塑复合物是木材、或其它天然纤维和热塑性材料的共混产品。该产品可以用传统的塑料工艺例如挤出或注塑成型生产。例如，许多建筑产品采用类似于传统塑料工艺的挤出加工来生产。木材和塑料材料在挤出过程前或挤出过程中共混。在建筑产品市场中， 木塑复合物通常与木材竞争。目前WPC材料是最常见的木材或天然纤维与聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯(PVC)的化合物。但是，目前可用的WPC有某些缺陷。例如，如果复合物含有过高或过低的塑料对木材的比率，成品可能不具有预期的视觉外观或结构性能特点。这种产品在市场上是较为不理想的。另外，由于热塑性材料和用于制造的其它添加剂成本高，制备 WPC可能是昂贵的。讽刺的是，许多消费者希望WPC看起来与木材类似，但也希望WPC表现为强大的塑料化合物。为了提高性能，生产商通常在WPC配方中加入UV稳定剂、抗氧剂、杀菌剂、颜料、 阻燃剂、或其它添加剂。但是，这些添加剂可能增加产品的制造成本，即使某些添加剂只在产品上有限位置有值得关注的好处(例如，在UV稳定剂的情况下，只对暴露在阳光下的产品外部有好处)。为了降低加入产品中的添加剂的用量，通常使用面料包覆。一般而言，面料与芯材料共挤出在芯挤出材料上形成聚合物薄层。可以在面料中加入各种添加剂，从而降低了每线英尺产品中添加剂的总量。但是，这些面料可能从基础WPC上脱落，可能破裂或其它方式的失效，导致外观难看、性能受损以及消费者不满意。对于某些面料，为了提高粘合性，通常在芯材料和面料之间放置分离的束缚层，但是该束缚层可能存在许多问题。例如，随着时间的推移，由所述束缚层形成的结合可能从面料和芯材料之一或两者上分离，导致产品失效。这可能发生，因为由于材料性能的不同， 面料和芯材料可能以不同的比率膨胀和收缩，其可能导致结合失效。另外，水、冰或安装环境条件相关的其它有害物仍然可以穿透面料层，例如，通过分离的面料部分的边缘空隙。此外，利用分离的束缚层的面料产品的制造成本往往很高，因为所述束缚层必须应用到成品面料和芯材料。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种适用作建筑材料的挤出复合物，所述挤出复合物包括具有以基本上均勻混合物形式存在的基础聚合物和天然纤维的芯以及具有离聚物的面料。在一个实施方案中，所述基础聚合物选自由聚丙烯、聚乙烯、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE、及其组合组成的组。在另一个实施方案中，所述天然纤维选自由木屑、木粉、薄木片、锯木屑、 亚麻、黄麻、大麻、洋麻、稻壳、蕉麻、及其组合组成的组。在又一个实施方案中，所述面料进一步包括面料聚合物，其中所述离聚物和所述面料聚合物是基本上均勻混合物。在另外又一个实施方案中，所述基础聚合物是第一聚合物，同时所述面料聚合物也是第一聚合物，其可以是HDPE。在上述方面的另一实施方案中，所述面料进一步包括添加剂。在一个实施方案中， 其中所述添加剂包括着色剂、UV稳定剂、抗氧剂、杀菌剂和阻燃剂中的至少一种。在另一个实施方案中，所述着色剂是杂色着色剂。在又一个实施方案中，所述芯包括约1重量％至约 100重量％的基础聚合物。在另外又一个实施方案中，所述芯包括约46重量％的基础聚合物。在上述方面的另一个实施方案中，所述面料包括约1重量％至约100重量％的离聚物、约20重量％至约80重量％的离聚物、或约27. 5重量％的离聚物。在另一个实施方案中，所述面料包括约0重量％至约99重量％的面料聚合物、约20重量％至约80重量％ 的面料聚合物、或约72. 5重量％的面料聚合物。在又一个实施方案中，所述面料的厚度为约0. 012英寸至0. 040英寸、或约0. 015英寸至约0. 020英寸。在另外又一个实施方案中， 所述面料通过共挤出与所述芯的至少一侧直接结合。在另一个方面，本专利技术涉及一种适用作建筑材料的挤出复合物的制造方法，所述方法包括以下步骤提供基础共聚物，提供天然纤维，混合并加热所述基础共聚物和天然纤维以生产包括基本上均勻熔融共混物的基础混合物，提供离聚物，以及通过模具共挤出离聚物到至少部分基础混合物上以形成型材。在一个实施方案中，所述方法进一步包括提供面料聚合物以及混合并加热所述离聚物和面料聚合物以生产具有基本上均勻熔融共混物的面料混合物的步骤。在另一个实施方案中，所述基础聚合物是第一聚合物，所述面料聚合物是该第一聚合物，其可以选自由聚丙烯、聚乙烯、HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE、及其组合组成的组。在一个实施方案中，所述第一聚合物是HDPE。在又一个实施方案中，所述方法进一步包括提供添加剂以及混合并加热所述离聚物、面料聚合物和添加剂生产具有基本上均勻熔融共混物的面料混合物的步骤。在另外又一个实施方案中，所述添加剂是着色剂、UV稳定剂、抗氧剂、杀菌剂和阻燃剂中的至少一种。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括冷却所述型材的步骤，其可以包括将所述型材通过一种液体，该液体可以是水和冷却剂中的至少一种。此处，除非另有说明，当描述特定应用、工艺或实施方案时一种材料的使用不是将所述应用、工艺或实施方案限定到该特定的已知材料。根据此处所述的教导，所述材料可以互换使用。此外，除非另有说明，术语WPC、PC、纤维-塑料复合物、以及其变种可以互换使用。附图简要说明当结合附图阅读时，从下列各实施方案的描述中将更全面地理解本专利技术的其它特点和优点、以及本专利技术本身，其中附图说明图1是根据本专利技术一个实施方案制备的面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的立体图；图2是根据本专利技术一个实施方案形成面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的系统的立体图；图3是根据本专利技术另一个实施方案形成面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的系统的横截面示意图；图4是根据本专利技术另一个实施方案形成面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的生产线的示意图；图5是用在根据本专利技术另一个实施方案形成面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的系统中的共旋转双螺杆挤出机的侧视图；图6是用在根据本专利技术另一个实施方案形成面料包覆的纤维-塑料复合挤出物的系统中的Y形块适配器和挤出模具组件的立体图；图7A描绘了用在根据本专利技术另一个实施方案形成面料包覆的纤维_塑料复合挤出物的系统中的共挤出模具组件的侧面剖视图和前视图；图7B描绘了图7A中共挤出模具组件的板的入口图、侧面剖视图和出口图；图7C描绘了图7A中共挤出模具组件的局部放大的侧面剖视图；以及图8描绘了面料包覆的离聚物/聚合物配方与粘合强度的关系。具体实施例方式图1显示了根据本专利技术的面料包覆的挤出的纤维_塑料复合物10的一种实施方案。所述挤出的木塑复合物(WPC) 10—般包括由包括一种或多种基础聚合物和天然纤维的混合物形成的三维复合体或芯12。所述基础聚合物可以包括聚丙烯、聚乙烯、HDPE, MDPE, 聚丙烯、LDPE、LLDPE、PVC、类似材料、及其组合。所述天然纤维或本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适用作建筑材料的挤出复合物，所述挤出复合物包含：具有以基本上均匀的混合物形式存在的基础聚合物和天然纤维的芯；和包含离聚物的面料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·普兹比林斯基，
申请(专利权)人：纤维复合有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US