一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法，該木塑復合纖維板由熱磨木纖維、高密度聚乙烯、發泡劑以及其他添加劑組成。產品的木纖維含量為60～70％，平均密度為800～900kg/m

Light wood plastic composite fiber board and preparation method thereof

The invention discloses a lightweight wood plastic composite fiber board and a preparation method thereof, wherein the wood plastic composite fiber board is composed of a hot grinding wood fiber, a high-density polyethylene, a foaming agent and other additives. The content of wood fiber is 60 ~ 70%, and the average density is 800 ~ 900kg/m

【技術實現步驟摘要】
一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法
本專利技術涉及一種木塑復合材料及其制造方法，特別是一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法，屬于復合材料領域。
技術介紹
木塑復合材料是采用木粉和熱熔性塑料為主要原料制備的復合材料，具有一系列優于木材和塑料的特殊性能：有木質外觀以及類似木材的二次加工性，但尺寸穩定性比木材好，且吸水性小、不怕蟲蛀、不會像木材那樣產生裂縫和翹曲變形；具有熱塑性塑料的加工性，但硬度比塑料高，耐磨、耐老化、耐腐蝕。具有優良的耐水性、尺寸穩定性和可循環利用等優點。但由于其密度較大、塑料含量較高，生產成本遠高于木質材料，不利于其代替木質材料。為了降低木塑復合材料的密度，通過采用發泡劑將非常小的泡孔引入到木塑復合材料中，形成的微發泡木塑復合材料。微發泡木塑復合材料除具備普通木塑復合材料的優點外，因材料內部存在良好的泡孔結構可以鈍化裂紋尖端，阻止裂紋的擴展；從而可有效地克服一般木塑復合材料脆性大、延展性和抗沖擊應力低的缺點，并且降低了材料的密度,不僅節省原料，而且隔音、隔熱性能也較好。在建筑結構材料、汽車內飾、航天、物流、園林、室內裝潢等方面得到極為廣泛的應用。目前，已出現了眾多的微發泡木塑復合材料的研究和應用，例如：公開號為CN102229728A的專利技術專利，將聚氯乙烯、納米蒙脫土、碳酸鈣粉、白油、熱穩定劑、云母粉攪勻后擠出造粒,得到改性塑料粒子；再將其與木粉、偶氮二甲酰胺、發泡調節劑、氯化聚乙烯、紫外線吸收劑攪勻，經擠出、發泡成型微發泡木塑板材。公開號為CN103554626A的專利技術專利，將基體聚乙烯樹脂、改性硅灰石粉和滑石粉、交聯劑、潤滑劑、熱平衡型發泡劑、抗氧化劑、抗紫外線劑、顏料、改性植物纖維攪拌升溫、混合均勻后冷卻卸料,制得預混料,改性植物纖維選自木粉、竹粉、稻殼粉中的一種或兩種以上以任意比例構成的混合物；將預混料放入擠出機中造粒、擠出發泡、冷卻定型。公開號為CN1948384的專利技術專利，將聚氯乙烯樹脂,砂光粉,化學(AC)發泡劑，增塑劑、助發泡劑等各種加工助劑，將各組份按比例在高速混合機中混合均勻，在單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機中擠出造粒,制備的顆粒通過單、雙螺桿擠出機及發泡模具成型為一種連續均勻發泡的微發泡木塑復合材料制品。公開號為CN102167872A的專利技術專利，該木塑復合材料組成為：聚氯乙烯、木粉、輕質活性碳酸鈣、發泡劑、發泡穩定劑、聚乙烯蠟、鈦酸酯偶聯劑、氯化聚乙烯、吸附劑納米氧化鈣、助發泡劑納米氧化鋅、硅酮加工助劑、增強纖維無堿玻璃纖維。先將木粉與納米氧化鈣粉末高速混合后,加入鈦酸酯偶聯劑后高速混合,最后加入其余物料,經高速混合后,再經低速混合得到預混料,經擠出機擠出、急速冷卻即可。但是上述專利都是采用木粉作為填充劑，木粉含量均低于40%，產品成本較高；且木粉都為顆粒狀，木粉纖維已被破壞，強度下降；都采用擠出法生產，產品的幅面較小，不適合高木塑比的木塑復合材料的生產。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對以上現有技術的問題而提供一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法，本專利技術制備的輕質木塑復合纖維板是采用木纖維，經堿活化、異氰酸酯接枝處理、高混造粒、模壓發泡以及冷卻制取而成。該輕質木塑復合纖維板具有木材含量高、強重比高、尺寸穩定性好、抗沖擊性能高、保溫和隔音性能好等優點。為實現本專利技術的目的，本專利技術一方面提供一種輕質木塑復合纖維板，板材厚度為3~20mm，寬度為50~2240mm，密度為700~900kg/m3。其中，所述的輕質木塑復合纖維板，其特征是木纖維為原料總重量的50~70%、高密度聚乙烯為30~50%、DOP增塑劑為0.2~1.0%、馬來酸酐接枝聚乙烯為0.5~2.0%、AC發泡劑0.5~1.5%、二鹽基亞磷酸鉛3~8%；特別是，木纖維為熱磨法制取的木纖維，木纖維的平均長度為0.8~1.2mm、長徑比為40~45；板材具有均勻的泡孔結構；尤其是，所述木纖維為速生材木纖維，優選為楊木、松木、桉木混合纖維，進一步優選為楊木、松木；所述泡孔結構的平均孔徑低于50μm、孔隙率為10%~30%，進一步優選為平均孔徑低于30μm、孔隙率為10%~20%。另一方面提供一種輕質木塑復合纖維板的制備方法，包括如下順序進行的步驟：1）木纖維的活化處理將木纖維與水、活化劑進行混合，控制混合后的活化劑含量和纖維含水率，然后放入干燥箱內，控制活化溫度對木纖維進行活化處理，干燥至絕干即可；2）木纖維的接枝處理將活化后的木纖維噴灑異氰酸酯丙酮溶液，放入滾筒干燥機內使得異氰酸酯固化；3）高混處理先后將改性處理的木纖維、高密度聚乙烯、DOP增塑劑、馬來酸酐接枝聚乙烯、AC發泡劑、二鹽基亞磷酸鉛加入高混機攪拌15~30分鐘；4）擠出造粒將高混后的物料放入擠出機進行擠出造粒，得到木塑復合材料預混料，為了使混料均勻，反復擠出2-3次；5）模壓、冷卻在磨具中放入脫模紙，將預混粒料加入到模具中，再在上表面覆蓋脫模紙，控制在一定溫度，加壓至設定壓力并保持一定時間，使分散的預混料熔結成密實材料，冷卻至室溫使其定型即可。其中，步驟1）中所述活化劑選擇堿木素、氫氧化鈉或者碳酸鈉中一種或幾種；特別是，木纖維中活化劑含量為2%~10%，優選為2%~5%；尤其是，活化前纖維含水率為50%~100%，優選為80%~100%；活化溫度為100℃~180℃，優選為150~170℃。其中，步驟2）中所述異氰酸酯膠黏劑選擇4,4一二苯甲烷二異氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四異氰酸酯、水性高分子異氰酸酯膠粘劑中的一種，優選為異氰酸酯膠黏劑選擇4,4一二苯甲烷二異氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四異氰酸酯中的一種；特別是，異氰酸酯膠為木纖維絕干量的0.5%~2%，優選為1%~1.5%；其中，步驟3）中所述的木纖維為原料總重量的50~70%、高密度聚乙烯為30~50%、DOP增塑劑為0.2~1.0%、馬來酸酐接枝聚乙烯、AC發泡劑0.5~1.5%、二鹽基亞磷酸鉛3~8%。特別是，步驟3）中高混機的工作溫度為80~180℃，優選為160~180℃；攪拌速率為500~1000轉/分鐘，優選為800~1000轉/分鐘。其中，步驟4）中所述擠出機可以為單螺旋擠出機、也可以是雙螺旋擠出機；特別是，擠出機溫度在140~180℃，轉速為50~100轉/分鐘。其中，步驟5）中所述脫模紙為PES、PET、PTFE中一種或幾種；模壓溫度為160~220℃，優選為180~200℃；模壓時間為10~40秒/min（每毫米成板所需的熱壓時間），優選為15~20s/mm；壓力為4~7MPa。特別是，熱壓壓力中壓縮段壓力為4~5Mpa，優選為4.5~5Mpa；傳熱段壓力為0.8~1.5Mpa，優選為1.0~1.5Mpa；定厚段壓力為1.5~2.5Mpa，優選為2.0~2.5Mpa。本專利技術的MDI輕質高強纖維板具有如下優點：1微發泡木塑復合纖維板是采用熱磨木纖維和塑料經高混造粒和模壓發泡制取的木質復合材料，兼具纖維板和木塑復合材料的優點，性價比高、用途廣泛，是一種可循環利用的環保型新材料。2與普通纖維板相比，微發泡木塑復合纖維板用塑料代替脲醛膠黏劑，不僅可以減少甲醛污染的問題，還可以提高纖維板的尺寸穩定性、抗腐蝕、抗蟲蛀性。3與普通木塑復合材料相比，微發泡木塑復合纖維板采用木纖維代替木粉，提高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本專利技術涉及一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法，板材厚度為3~20mm，平均密度為700~900?kg/m

【技術特征摘要】
1.本發明涉及一種輕質木塑復合纖維板及其制備方法，板材厚度為3~20mm，平均密度為700~900kg/m3，平均孔徑低于50μm，孔隙率為10%~30%。2.如權利要求1所述的輕質木塑復合纖維板，產品的木纖維含量為50~70%，其特征是木纖維為熱磨法制取的木纖維，平均長度為0.8~1.2mm、長徑比為40~45。3.一種MDI輕質高強纖維板的制備方法，包括如下順序進行的步驟：1）木纖維的活化處理將木纖維與水、活化劑進行混合，控制混合后的活化劑含量和纖維含水率，然后放入干燥箱內，控制活化溫度對木纖維進行活化處理，干燥至絕干，即可；2）木纖維的接枝處理將活化后的木纖維噴灑異氰酸酯丙酮溶液，放入滾筒干燥機內使得異氰酸酯固化；3）高混處理先后將改性處理的木纖維、高密度聚乙烯、DOP增塑劑、馬來酸酐接枝聚乙烯、AC發泡劑、二鹽基亞磷酸鉛加入高混機攪拌15~30分鐘；4）擠出造粒將高混后的物料放入擠出機進行擠出造粒，得到木塑復合材料預混料，為了使混料均勻，反復擠出2-3次；5）模壓、冷卻在磨具中放入脫模紙，將預混粒料加入到模具中，再在上表面覆蓋脫模紙，控制在一定溫度，加壓至設定壓力并保持一定時間，使分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張揚，唐睿琳，于志明，
申請(專利權)人：北京林業大學，
類型：發明
國別省市：北京,11