一种热压夹芯结构木塑复合材料及其制造方法技术

一种热压夹芯结构木塑复合材料，本发明专利技术涉及木塑复合材料，具体涉及一种夹芯结构木塑复合材料，本发明专利技术要解决现有以热塑性聚合物为基体的木塑复合材料作为板材使用时，无法同时进行增强增韧、综合力学性能差，且材料密度大成本高，以及回收的废旧塑料难以再利用的问题。本发明专利技术包括热塑性聚合物塑料芯层材料、上表层木塑材料及下表层木塑材料，采用分层叠压的方式热压获得具有夹芯结构的木塑复合板材；本发明专利技术解决了热塑性聚合物基木塑复合材料综合力学性能差、密度高、成本高的问题。本发明专利技术还提供了一种夹芯结构木塑复合材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料加工领域，具体涉及一种热压夹芯结构木塑复合材料，本专利技术还涉及一种热压夹芯结构木塑复合材料的制造方法。
技术介绍
木塑复合材料(WPC)是一种新型环保材料。具有原料来源广、价格便宜、尺寸稳定性好、耐热性能较好、可重复加工和循环利用的特点。被广泛应用于建筑、物流、装饰、家具、园林等领域。木塑复合材料的发展，不仅有利于保护森林资源，还可以解决城市中日趋严重的塑料废弃问题，有利于社会和经济的可持续发展。热压法是制备木塑复合板材的方法之一，将干燥状态的植物纤维和塑料原料通过或不通过造粒进行铺装热压成型，可以保证植物纤维的形态，提高原料利用率，加工出幅面尺寸较大的板材。但是传统热压法制备木塑板材过程中，由于传热速度不均一等因素的存在，导致植物纤维和塑料不像挤出加工过程能够充分混合，热压制得的板材不均一性会影响力学及其他物理性能。传统热压制得的木塑板材，存在冲击韧性低，易粉碎等缺点，且随着木粉含量的增加，强度和模量会一定程度上先增加后急剧下降，而且韧性降低更加明显，如果降低木粉含量，冲击韧性会一定程度得到改善，强度和模量则达不到要求。以往有研究者通过向材料中以各种形式加入玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强纤维来提高木塑复合材料的性能，但是以上纤维成本高，加工过程产生有毒气体，且复合后材料不可回收利用，因此一种简单、有效、价格低廉且环保的方法用来解决热压木塑板材中冲击韧性和强度模量的矛盾问题是木塑行业亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的一系列问题，进而提出一种热压夹芯结构木塑复合材料及其制造方法，该热压夹芯结构木塑复合材料包括木塑复合材料层，所述木塑复合材料层至少包括上表层木塑材料层和下表层木塑材料层，所述上表层木塑材料层和下表层木塑材料层之间还具有芯层材料层，通过加热熔融压合的方式，所述芯层材料层与所述上表层木塑材料层和下表层木塑材料层形成热压夹芯结构，所述芯层材料层为柔性高分子材料制得，并构成所述热压夹芯结构的柔性插层。本专利技术的有益效果是：玻璃是一种易碎的材料，但夹层防弹玻璃或车窗玻璃却具有较高的耐冲击性能，并不容易破碎。这是因为在两张薄玻璃层之间设置了一层柔性高分子的插层，并保证两者之间良好黏结，这样在弹击或撞击事件发生时，夹层玻璃一般不会发生粉碎性、穿透性的灾难性破坏；本专利技术借鉴防弹玻璃这一层状化“复合材料”的设计原理，通过采用一种简单有效的夹芯结构，把柔性高分子塑料作为芯层，制备具有夹芯结构的木塑复合板材，本专利技术提出的一种热压夹芯结构木塑复合材料综合力学性能，尤其冲击韧性明显改善，且降低板材的密度，使木塑板材在模板领域尤其建筑模板中的应用更为适宜，本专利技术提供了一种提高木塑复合材料性能的方法；与不含热压夹芯结构的木塑复合材料相比本专利技术弯曲强度提高10％-50％，弯曲模量提高5％-50％，冲击强度提高20-80％，使得木塑复合材料力学同时实现了增强增韧改性。进一步，所述的芯层材料层是以热塑性聚合物制得的，所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等其中的一种或几种的混合物，所述的热塑性聚合物为新料或回收料。进一步，所述的芯层材料层是以热塑性聚合物和相容剂按照一定比例的混合物制得的，所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等其中的一种或几种的混合物，所述的热塑性聚合物为新料或回收料；所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、钛酸酯、异腈酸酯、硅烷中的一种或其中几种的混合物。进一步，所述热塑性聚合物为薄膜状、片状或板状的热塑性聚合物材料。进一步，所述热塑性聚合物回收料为回收农膜、保鲜膜、包装膜、塑料袋、塑料容器、非容器塑料器具中的一种或其中几种的混合物直接使用或经过清洁、注塑、吹塑、压延、挤出、热压、裁剪中的一种或几种方法加工，经铺装或叠加制得芯层材料层。一种热压夹芯结构木塑复合材料的制造方法，按以下步骤进行：S1、先将柔性高分子材料加工成具有一定厚度的芯层材料层；S2、在步骤S1制备的芯层材料层上下表面以分层叠压的方式分别铺装木塑复合材料层，所述上表面铺装的是上表层木塑材料层，所述下表面铺装的是下表层木塑材料层，通过铺装获得夹芯结构板坯；S3、将步骤S2铺装好的夹芯结构板坯送入热压机，以热压方式进行加工获得具有夹芯结构的木塑复合材料。进一步，步骤S2所述木塑复合材料层按以下步骤制备：A、称取原料：按质量份数称取20-150份热塑性聚合物、30-200份木质纤维原料、2-10份相容剂、1-10份润滑剂；B、将步骤A称取的原料混合均匀，用挤出机进行造粒，造粒温度为145-220℃，得到木塑复合材料粒料；C、将步骤B得到的木塑复合材料粒料以热压、注塑、挤出中的一种或几种方法制备木塑复合材料层。进一步，步骤S2中所述热压方法，热压温度为150-200℃，压力为0.5-15MPa，预压时间为0.5-20min，热压时间为0.5-15min；所述的挤出方法，挤出温度为140-200℃，口模温度为140-200℃；所述的注塑方法，注塑机料筒温度为160-240℃，喷嘴温度为160-240℃，注射压力为30-60MPa。进一步，所述步骤S1中所述柔性高分子材料为热塑性聚合物或热塑性聚合物与相容剂按照一定比例的混合物；所述热塑性聚合物为新料或回收料，所述热塑性聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或其中几种的混合物；所述相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、钛酸酯、异腈酸酯、硅烷中的一种或其中几种的混合物；所述步骤S2中的热塑性聚合物为新料或回收料，所述热塑性聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯中的一种或其中几种的混合物；所述步骤S2中的木质纤维原料为木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或者其中几种的混合物；所述的农作物秸秆粉为玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、棉秆或稻草秸秆；所述步骤S2中的相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、钛酸酯、异腈酸酯、硅烷中的一种或其中几种的混合物；所述步骤S2中的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐和乙烯丙烯酸共聚金属盐中的一种或者其中几种的混合物。进一步，步骤S1所述的芯层材料厚度为0.3-10mm；步骤S2所述上表层木塑材料厚度为0.5-50mm，所述下表层木塑材料厚度为0.5-50mm；所述上表层木塑材料层和所述下表层木塑材料层均以多种木质纤维原料制备获得，且均至少具有一个板芯层和两个面层，面层在外，板芯层在内，板芯层被面层夹持包裹，所述板芯层中木质纤维原料为农作物秸秆粉，所述面层中木质纤维原料为木粉。附图说明图1是本专利技术的夹芯结构木塑复合板材的结构示意图；图2是本专利技术的热压夹芯结构木塑复合材料的制造工艺流程图。图中各部分含义如下：1上表层木塑材料；2芯层材料；3下表层木塑材料。具体实施方式下面结合附图说明本专利技术的具体实施方式。具体实施方式1：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种热压夹芯结构木塑复合材料及其制造方法，包括木塑复合材料层，所述木塑复合材料层至少分为上表层木塑材料层1和下表层木塑材料层3，所述上表层木塑材料层1和下表层木塑材料层3之间还具有芯层材料层2，通过加热熔融压合的方式，所述芯层材料层2与所述上表层木塑材料层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热压夹芯结构木塑复合材料，包括木塑复合材料层，其特征在于所述木塑复合材料层至少分为上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)，所述上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)之间还具有芯层材料层(2)，通过加热熔融压合的方式所述芯层材料层(2)与所述上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)形成热压夹芯结构，所述芯层材料层(2)为柔性高分子材料制得的连续体，并构成所述热压夹芯结构的柔性插层。

【技术特征摘要】
1.一种热压夹芯结构木塑复合材料，包括木塑复合材料层，其特征在于所述木塑复合材料层至少分为上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)，所述上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)之间还具有芯层材料层(2)，通过加热熔融压合的方式所述芯层材料层(2)与所述上表层木塑材料层(1)和下表层木塑材料层(3)形成热压夹芯结构，所述芯层材料层(2)为柔性高分子材料制得的连续体，并构成所述热压夹芯结构的柔性插层。2.根据权利要求1所述的一种热压夹芯结构木塑复合材料，其特征在于所述的芯层材料层(2)是以热塑性聚合物制得的，所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等其中的一种或几种的混合物，所述的热塑性聚合物为新料或回收料。3.根据权利要求2所述的一种热压夹芯结构木塑复合材料，其特征在于所述的芯层材料层(2)是以热塑性聚合物和相容剂按照一定比例的混合物制得的，所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等其中的一种或几种的混合物，所述的热塑性聚合物为回收料；所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯、钛酸酯、异腈酸酯、硅烷中的一种或其中几种的混合物。4.根据权利要求3所述一种热压夹芯结构木塑复合材料，其特征在于所述热塑性聚合物为薄膜状、片状或板状的热塑性聚合物材料。5.根据权利要求4所述一种热压夹芯结构木塑复合材料，其特征在于所述热塑性聚合物回收料为回收农膜、保鲜膜、包装膜、塑料袋、塑料容器、非容器塑料器具中的一种或其中几种的混合物直接使用或经清洁、注塑、吹塑、压延、挤出、热压、裁剪中的一种或几种方法加工，经铺装或叠加制得芯层材料层(2)。6.根据权利要求1所述的一种热压夹芯结构木塑复合材料的制造方法，其特征在于按以下步骤进行：S1、先将柔性高分子材料加工成具有一定厚度的芯层材料层(2)；S2、在步骤S1制备的芯层材料层(2)上下表面以分层叠压的方式分别铺装木塑复合材料层，所述上表面铺装的是上表层木塑材料层(1)，所述下表面铺装的是下表层木塑材料层(3)，通过铺装获得夹芯结构板坯；S3、将步骤S2铺装好的夹芯结构板坯送入热压机，以热压方式进行加工获得具有夹芯结构的木塑复合材料。7.根据权利要求6所述的一种热压夹芯结构木塑复合材料的制造方法，其特征在于步骤S2所述木塑复合材料层按以下步骤制备：A、称取原料：按质量份数称取20-150份热塑性聚合物、30-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清文，郝笑龙，周海洋，王海刚，欧荣贤，孙理超，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44