低发泡塑木复合材料的研制

合集下载

木塑复合材料和材料的配方介绍

木塑复合材料是采用热熔塑胶，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及它们的共聚物作为胶粘剂，用木质粉料如木材、农植物秸杆、农植物壳类物粉料为填充料，经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。

其中的热熔塑胶原料可采用工业或生活的废弃料，木粉也可以采用木材加工的下脚料、小径材等低品质木材。

从生产原料的角度而言，木质塑料制品减缓和免除了塑料废弃物的公害污染，也免除了农植物焚烧给环境带来的污染。

复合过程中材料配方的选择涉及到如下几个方面：1.聚合物用于木塑复合材料加工中的塑料可以是热固性塑料和热塑性塑料，热固性塑料如环氧树脂，热塑性塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）及聚氧乙烯（PVC）。

由于木纤维热稳定较差，只有加工温度在200℃以下的热塑性塑料才被广泛使用，尤其是聚乙烯。

塑料聚合物的选择主要依据有：聚合物的固有特性、产品需要、原料可得性、成本及对其熟知的程度。

如：聚丙烯主要用于汽车制品和日用生活品等，聚氯乙烯主要用于建筑门窗、铺盖板等。

此外，塑料的熔体流动速率（MFI）对复合材料性能也有一定影响，在相同加工工艺条件下，树脂的MFI较高，木粉的总体浸润性较好，木粉的的分布也越均匀，而木粉的浸润性和分布影响复合材料的机械性能，尤其是冲击强度。

2.添加剂由于木粉具有较强的吸水性，且极性很强，而热塑性塑料多数为非极性的，具有疏水性，所以两者之间的相容性较差，界面的粘结力很小，常需使用适当的添加剂来改性聚合物和木粉的表面，以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力。

而且，高填充量木粉在熔融的热塑性塑料中分散效果差，常以某种聚集状态的形式存在，使得熔体流动性差，挤出成型加工困难，需加入表面处理剂来改善流动性以利于挤出成型。

同时，塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其成品的使用性能，提高木粉和聚合物之间的结合力和复合材料的机械性能。

常用的添加剂包括如下几类：a）偶联剂能使塑料与木粉表面之间产生强的界面结合；同时能降低木粉的吸水性，提高木粉与塑料的相容性及分散性，所以复合材料的力学性能明显提高。

塑木复合材料

木塑复合材料1、木塑复合材料定义木质塑料复合材料(Wood Plastic Composite--WPC) 是一类新兴的材料，现在引起了人们越来越多的关注。

在最通常的意义上讲，首字母缩写WPC’代表了范围相当宽的一类复合材料，这些材料是用纯净的或者回收的塑料与天然的纤维填料制成的，其中的塑料可以是高密度聚乙烯（HDPE）,聚丙烯(PP），聚苯乙烯（PS）以及聚氯乙烯（PVC）等各种塑料，而天然纤维则包括了木粉和麻布纤维。

这一代新型、发展迅速的木质塑料复合材料(WPC)具有优异的机械性能，很高的尺寸稳定性，且可以用来成型复杂的形状。

木质塑料复合材料目前在非结构性户外住宅装饰方面找到了巨大的应用空间，而且在其他房屋建筑材料方面的应用也在不断的发展，例如门窗装饰部件，走廊，屋顶，汽车装饰材料以及户外花园和公园的各种设备等等。

2、[2]木塑复合材料发展介绍中国塑木复合材料的现状与发展趋势塑木复合材料（WPC）是采用木纤维或植物纤维以各种不同的形态作为增强材料或填料，经过预处理后使之与热塑性树脂（PP、PE、PVC等）或其他材料复合而成的一种新型环保复合型材料。

塑木复合材料及其产品兼备木材与塑料的双重特性，木质感强，可根据需要制造出不同颜色，具有许多木材所没有的特性：机械性能高，质轻、防潮、耐酸碱和便于清洗等，同时也克服了木质材料吸水率高、易形变开裂、易被虫蛀霉变的缺点。

市场现状在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求的双重推动下全国性“塑木热”逐渐兴起。

据不完全统计，2006年国内直接或间接从事塑木研发、生产和配套的企事业单位已逾150家。

塑木企业集中分布在珠三角和长三角地区，东部远远超过中西部。

东部个别企业工艺水平较为领先，南方企业则占有产品数量和巿场的绝对优势。

中国塑木产业的分布状况如表1。

现有从业人员数万人，塑木制品年产销量接近10万吨，年产值约12亿元人民币。

行业内主要技术代表企业的试验样品已达到或超过国际先进水平。

PVC／WF复合发泡材料的研究

ｄｎｉｙ，ｔｒｂｏｐｉｎｒｔ，ｉａｓｒｔｎｒｔｎｉｅｒｓｒｎａｅｒｔｒｌｉｃｅｓｄ。ｅｓｔｗａｅｓｒｔａｅｏｌｂｏｐｉａｅａｄｌａｈｉｋｇａｅａｅａｌｎｒａｅａｏｏｎ
ｐｏｅｔｓｄｍｅｓｏａｔｂｌｙ，ｄｎｉｙ，ｗａｅｂｏｐｉｎａｄｏｌａｓｒｔｎｏｒｐｒｉ，ｉｎｉｎｌｓａｉｔｅｉｅｓｔｔｒａｓｒｔｏｎｉｂｏｐｉｆＰＶＣ／ＦｏＷ
现代塑料加工应用
２０ｌ１年第２３卷第ｌ期
Ｍ０ＩＥＲＮ）ＰＬＡＳＴＩＣＳＰＲｏＣＥＳＮＧＳＩＡＮＤＰＩＩＡＰＣＡＴＩｏＮＳ
ＰＣＷＦ复合发泡材料的研究Ｖ／
王鑫齐暑华吴波
（北工业大学理学院应用化学系，西西安，１０２西陕７０７）
摘要：用一步模压法制备聚氯乙烯／粉（ＶＣＷＦ复合发泡材料，究木粉（采木Ｐ／）研ＷＦ）预处理、量及粒径对ＰＣ的用Ｖ／
ｗＦ复合发泡材料力学性能、寸稳定性、度、水性及吸油性能的影响，尺密吸并通过扫描电镜（Ｅ）其泡孔结构进行分析。ＳＭ对结果表明：Ｆ经预处理，ＶＷＦ复合发泡材料拉伸强度有所增强，度和吸水率略有减小，油性无明显变化，热性稍ｗＰＣ／密吸耐有降低；着ｗＦ粒径的增加．Ｖ／Ｆ复合发泡材料的密度、随Ｐｃｗ吸水率、油率和线性收缩率均增大，伸强度从１２ａ吸拉．５ＭＰ增大到１７ａ断裂伸长率随之减小；着ｗＦ含量增加，ＶＣＷＦ复合发泡材料密度和吸油率均明显增加，仲强度．８ＭＰ，随Ｐ／拉也随之增大，性收缩率减小，线吸水率先增大后减小，Ｆ质量分数１时吸水率最大。ＷＯ

pvc木饰面发泡板材配方

pvc木饰面发泡板材配方PVC木饰面发泡板材是一种常用于室内装饰的材料，具有轻质、防水、耐用等特点。

其配方的制备对于板材的质量和性能至关重要。

本文将介绍PVC木饰面发泡板材的配方制备方法。

一、原料准备PVC木饰面发泡板材的主要原料包括PVC树脂、发泡剂、稳定剂、助剂等。

其中，PVC树脂是板材的主要成分，发泡剂可以使板材获得一定的轻质性，稳定剂可以提高板材的耐候性和耐久性，助剂可以改善板材的加工性能和外观。

二、配方制备1. PVC树脂的选择：根据板材的要求选择合适的PVC树脂，常用的有硬质PVC树脂和软质PVC树脂。

硬质PVC树脂具有较高的强度和刚性，适用于要求较高的板材；软质PVC树脂具有较好的柔韧性和延展性，适用于要求较高的装饰性板材。

2. 发泡剂的选择：发泡剂是制备发泡板材的关键原料，常用的有物理发泡剂和化学发泡剂。

物理发泡剂通过气体的物理膨胀使板材获得轻质性，化学发泡剂通过在发泡过程中释放气体使板材获得轻质性。

3. 稳定剂和助剂的选择：稳定剂可以提高板材的耐候性和耐久性，常用的有有机锡稳定剂、铅盐稳定剂等；助剂可以改善板材的加工性能和外观，常用的有润滑剂、增塑剂、填料等。

三、制备过程1. PVC树脂、发泡剂、稳定剂和助剂按照一定的比例称取并混合均匀。

其中，PVC树脂的质量占总质量的70%左右，发泡剂的掺量一般为3-6%。

2. 将混合均匀的原料放入混炼机中进行热混炼。

热混炼的温度一般为140-160摄氏度，时间为8-10分钟。

通过热混炼，原料中的PVC树脂可以融化并与其他原料充分混合。

3. 将热混炼后的物料放入挤出机中进行挤出成型。

挤出机通过加热和压力将物料挤出成型，形成板材的形状。

挤出机的温度一般为160-180摄氏度，挤出速度一般为1-5米/分钟。

4. 将挤出成型后的板材进行冷却和切割。

冷却过程可以通过水冷却或自然冷却进行，冷却后的板材具有一定的硬度和强度。

切割过程可以使用切割机进行，将板材切割成所需的尺寸。

发泡木塑复合材料发泡及成型工艺研究

ＺｎｕｎｓｅｇＸｕｈｎ，ｉｇＴｉｎｅｇＧａｇｈｎ，ｅｇＪｎａｕＣａｊ
（ｙＬａｏａｏｙｏｗａｅｉｌａｄＴｅｈｏｏｙｆｒＰｃａｉｇＫｅｂｒｔｒｆＡｄａｃｄＭａｅｉｌａｄＴｅｈｏｏｙｆｒＫｅｂｒｔｒｆＮｅＭｔｒａｓｎｃｎｌｇｏａｋｇｎ，ｙＬａｏａｏｙｏｖｎｅｔｒａｓｎｃｎｌｇｏ
．ｉｌ，ｅｒｄｄｅｐｃｖｍｃ－ｏｍｅＦｎｌｔｎｒｅｔｅｆｒｆａｄａｙｈｔａｐｓｉｏｉｏｅｎ
Ｋｅｒ：ｗｏｌｓｉｏｏｓｔｓｃｅｉａｏｍｉｇｐｙｉａｏｍｉｇ；ｕｅｃｉｉａ；ｏｉｇｐｏｅｓｙｗｏｄｓｏｄｐａｔｃｍｐｉｅ；ｈｍｃｌａｎ；ｈｓｃｌｒｎｓｐｒｒｔｃｌｆｒｎｒｃｓｃｆｆｍ
摘要：介绍了发泡木塑复合材料的基本原料及发泡方法，同时对发泡木塑复合材料的主要成型工艺及其
Байду номын сангаас
影响因素进行了说明，在此基础上指出了发泡木塑复合材料的研究趋势。关键词：木塑复合材料；化学发泡；物理发泡；超Ｉ；成型工艺临界
ＰｃａｉｇｏｕａｏｌｅｎｎｖｒｔｓＨｎｎＵｉｅｓｙｏｅｈｏｏｙＺｕｈｕＨｕａ１０７ＣｉａａｋｇｎｆｎｎＣｌｇｓｄＵｉｅｓｉ，ｕａｎｖｒｉｆｃｎｌｇ，ｈｚｏｎｎ４２０，ｈｎ）ＨｅａｉｅｔＴ

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

2005年6月LiaoningChemicalIndustryJune,2005

科学研究

低发泡塑木复合材料的研制

郑　实,栾晓春 (沈阳沃而得复合材料有限公司,辽宁沈阳110027

)

摘要:　以木粉、PE树脂等为原料,研制了发泡塑木复合材料。对低发泡塑木复合材料生产的基本方法进行了介绍;对该复合材料的密度、吸水性、力学性能进行了测试。结果表明:该复合材料的密度与原木十分接近;具有极佳的防水性能,含水率不超过2%;拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、压缩强度、拔钉强度等力学性能能够满足所生产的产品性能的需要。关　键　词:　木粉;PE;发泡塑木复合材料中图分类号:　TQ321 文献标识码:　A 文章编号:　10040935(2005)06023103

发泡塑木复合材料是以热塑性塑料PE为胶粘剂,以木粉为填充料,用挤出法成型所形成的复合材料;其生产原料可以是回收的废旧塑料、废木粉及农作物剩余物,发泡塑木复合材料本身还可以回收利用。是一种绿色环保产品。目前该材料已经应用于地板、枕木、别墅小区室外阳台、公共设施等。1　实验部分1.1　主要生产和试验设备原料处理部分:粉碎机、干燥机、高速混合机;产品成型部分:型材挤出机、模具、真空定型机、冷却机、牵引机、切割机;性能试验部分:比重测试仪、水分测试仪、简支梁冲击强度实验机、电子拉力试验机。1.1.1　挤出机挤出机的型号有HX65和HX80型,各自参数表1　挤出机主要参数型号HX65HX80类型锥双异向锥双异向螺杆直径/mm65/13280/155螺杆有效长度/mm14411800螺杆转速/(r・min-1)0～370～37生产能力/(kg・h-1)80～12080～150驱动电机功率/kW3755加热功率/kW2636如表1。1.1.2　定型台定型台底座宽1000mm,定型台长3000mm,

真空泵压力0.085MPa,总功率16kW。1.1.3　牵引机牵引机电功率5.5kW,牵引机履带宽240

mm,牵引机最大牵引力30000N,最高牵引速度4m/min。1.1.4　切割机电机功率2.2kW,锯片直径500mm。1.1.5　模　具一般来讲,低发泡塑木复合材料的模具包括模头、芯模、定型套和水箱4部分。1.2　配方原料的选用1.2.1　发泡剂实践表明:复合化学发泡剂用于生产低发泡塑木复合材料效果较好。这种复合发泡剂的主要成分为碳酸氢钠(分解温度100～140℃)、偶氮二甲酰胺(简称AC,分解温度220℃),经过特殊的混合和表面处理工艺,使之与PE树脂相容性好、分散性优良。其中AC为主发泡剂,碳酸氢钠为辅助发泡剂。复合发泡剂释放出的气体主要为氮气、水蒸气、二氧化碳,这些气体对机械模具无腐

收稿日期:　2005203225

蚀性,不易燃烧和爆炸。发泡剂的用量直接影响制品的密度。在相同的加工条件下,发泡剂浓度的增加,气体体积分数增加,即制品发泡倍率增加,相对密度减小。当制品密度控制在0.55～0.65g/cm3时,发泡剂用量为1.0～1.5分。1.2.2　PE树脂在挤出过程中,PE熔体的塑化温度必须略低于主发泡剂AC的分解温度;PE树脂平均聚合度越低熔体塑化所需要的加工温度越低;因此选择熔体指数约为1g/10min(190℃32.16kg)的PE树脂为宜。1.3　生产工艺流程发泡塑木复合材料可以加工成各种特定形状规格的型材。生产工艺如下:原料的粉碎→活化→干燥→原料的热混→原料的冷混→进料→发泡→真空定型→冷却→牵引→切割→包装流程说明:一般情况下,发泡温度为170℃左右;冷却方式为自来水冷却,水温保持在5℃左右。首先将PE树脂和各种辅料称量后放入热混锅中搅拌均匀,然后自动放入冷混锅中搅拌冷却,这里必须注意发泡剂要在放入冷混锅中时搅拌,因为发泡剂在热混锅的高温下可能会提前分解。物料冷混完毕后送到各条挤出线上;粉末状的物料从挤出线上的料斗进入挤出机后,随着不断的前移,慢慢从固态转化为粘流态,发泡剂也开始分解,但由于挤出机及模具的特殊结构,使得机筒及模具内的熔体压力非常高,发泡剂分解放出的气体在高压下溶入PE树脂中。当熔体挤出模具后,由于熔体突然失去压力,溶解在熔体中的气体迅速膨胀发泡,这时立刻进入定型套冷却定型,然后再进入水箱进一步冷却,经过牵引后按要求切割为一定长度的半成品。半成品经过封端、检验、包装后就成为最终产品。2　结果与讨论2.1　几个关键性问题为了确保发泡塑木复合材料产品的制造,能够保证高的木粉填充量,以达到制品有较低的生产成本和较高的使用性能;确保材料在生产过程中有较好的流动性;保证PE与木粉充分粘接,达到复合的性能,必须注意解决以下几个关键问题。首先,必须使用合适种类的木粉,以确保产品具有足够的机械强度。木粉是一种复杂的化学品。所有的木粉有4种成分纤维素、松脂、油和木质素。木料之间的区别很大,一些会释放塑化剂,所以必须要特别为每种木粉和树脂配制相应的添加剂、稳定剂等助剂。其次,木粉的粒径必须控制在合适的范围内,以保证在复合材料中能最紧密配置,能使木粉颗粒被PE很好的湿润;同时木纤维较长有利于复合物强度的提高,但也给发泡气体提供了易散的通道,影响发泡效果。再次,必须确保木粉与PE的相容性,可以通过加入木粉质量的1%的钛酸酯偶联剂的方法来增加相容性。这些偶联剂先配制成水溶液,在喷雾搅拌下加入到木粉中,使其均匀分布在木粉的表面上;然后干燥到含水率2%以下,再于PE混合。从而大大提高PE对木粉的浸润性,提高界面的结合力。最后,要获得外观和内在质量优良的低发泡塑木复合材料,必须科学地设计原料配方、模具和定型模结构,并优化挤出工艺。2.2　发泡塑木复合材料的性能对发泡塑木复合材料的各项性能进行了测试,结果如表2所示。

表2　发泡塑木复合材料的基本物性测试项目测试标准测试结果密度/(g・cm

-3)BSEN232:19930.70

吸水性/%BS5669:19792.27

拉伸强度/MPaBSEN205:19913.82

弯曲强度/MPaBSEN310:199319.98

压缩强度/MPaBSEN789:19959.20

冲击强度/(kJ・m

2)GB/T1043:199317.43

拔钉强度/NBS6948:198942.64

表2的测试结果表明,发泡塑木复合材料具有极佳的防水性能,其吸水性不超过2.27%;密度(其密度为6.70g/cm

3)与原木密度十分接近

能浮于水面,这拉近了发泡塑木复合材料与原木在质感上的相同点;其拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、冲击强度、拔钉强度等均可以达到所应用的相应产品的性能要求。对于木粉的质量分数分别为25%、35%、45

%的发泡塑木复合材料,对其性能进行了测试,测试结果如表2所示。(下转第263页)

[11]　王成国,周井炎.纳米TiO2粉体的制备.武汉科技学院学报,2002(15):25-31[12]　华瑞年,雷炳富.微乳液法制备CaF2纳米颗粒.高等学校化学学报,2003,24(10):1756-1757[13]　崔水月.纳米技术与我们的生活.现代物理知识,2001,13(5):27-29[14]　唐电,李永胜.纳米二氧化钛制备的初步研究.氯碱工业,1995(11):12-14

Nanomaterials’ExcellentPerformanceandApplicationinChemicalIndustryJIANGJian(Dept.ofChemicalEngineering,LiaodongInstitude,LiaoningDandong118000,China)Abstract:Theexcellentperformancesofnanomaterialswereintroducedandtheapplicationsofnanomaterialswerediscussed.Keywords:Nanomaterial;Performance;Application

(上接第232页)表3　木粉的质量分数对发泡塑木复合材料的影响

测试项目测试标准木粉质量分数/%

253545拉伸强度/MPaBSEN205:19913.23.94.2

弯曲强度/MPaBSEN310:199317.720.018.2

拔钉强度/NBS6948:198939.648.742.3

从表2可以看出,木粉的质量分数对材料的物性有明显影响,木粉的质量分数为35%的发泡塑木复合材料的综合性能明显优于木粉质量分数为25%和45%的材料。

3　结　论以PE树脂、木粉为原料,研制发泡塑木复合材料时,在配方及混料工艺不变的前提下,模头模

芯和定型装置的结构设计及工艺控制对挤出低发泡塑木复合材料的质量影响很大;选择合适种类的木粉以及木粉的粒径,可使木粉与塑料紧密配置,

保持一定强度;发泡塑木复合材料具有相应产品的物理机械性能;具有木材无法具备的多种性能优点,可用于地板、枕木、别墅小区阳台、公共设施等代替木材的产品中。

参考文献[1]　SchrageDA.USP,5720299.1998[2]　殷荣忠主编.酚醛树脂及其应用.北京:化学工业出版社,1990.78

[3]　李华.塑料科技,1990,(1):41[4]　涂平涛.中国建材科技,2001,(5):50[5]　吴舜英,徐敬一.泡沫塑料成型.北京:化学工业出版社,1999

PreparationofLowFoamingPlastics-woodCompositesZHENGShi,LUANXiao2chun(ShenyangGraceworldCompositeMaterialsCO.LTD.,Shenyang110027,China)Abstract:Foamingplastics-woodcompositeswerepreparedfromwoodflourandPE.Thebasicmethodsofproductionwereintroduced.Thedensity,hydrophilicandmechanicalpropertiesofthematerialweretested.Theresultsshowedthatthedensityofthematerialclosedwood’s.Waterwaspreventedverywell.Watercontentwasnomorethan2%.Thepullstrength,bendstrength,strikestrength,com2pactionstrength,pulling-nailstrengthcouldsatisfythemechanicalpropertiesoftheproductsmaking.Keywords:WoodFlour;PE;FoamingPlastics-woodcomposites