合成木制品及通过多层共挤压制造其的方法技术

通过多层共挤压方法以改善机械性能和表面性质的制造至少由三层组成的合成木制品的方法，　　　　其中至少一层由用于合成木材的树脂组合物形成，所述树脂组合物包含通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然纤维材料，该多层共挤压方法通过将从至少三个挤出机送入一个挤压模具中的彼此相同或不同的树脂粘合起来而进行。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成木制品及通过多层共挤压制造该合成木制品的方法。更具体而言，本专利技术涉及通过多层共挤压方法，从用于合成木材的树脂组合物制造的合成木制品，以及制造该合成木制品的方法，其中该树脂组合物包含通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然(植物)纤维材料。本专利技术的合成木制品可以广泛应用，例如轻型建筑内/外装饰材料如门框、窗和门、地板、线脚等。
技术介绍
近年来，随着天然木材消费需求的增长，在世界范围内对环境保护给予了特别关注。正在积极开展关于具有与天然木材相似的天然表面质感和图案的合成木材的研究。由于大多数用于制造合成木材的木材材料具有相对低的比重并容易获得，因而它们广泛使用。组成木材主要成分(高达65～75％)的碳氢化合物包括纤维素、半纤维素以及少量作为多糖的果胶和淀粉。其余主要由酚类化合物组成，它占木材的20～30％。酚类化合物的实例包括木质素、丹宁、色素、木酚素等。用于制造人造木材的常规塑性复合材料(复合树脂组合物)包括含有酚类化合物如木质素的木粉作为原料。当将复合树脂加热到190℃以上时，木粉中含有的各种挥发性组分如食用油成分、不饱和脂肪酸、棕榈酸等在熔化的树脂中蒸发，破坏成品的外观。此外，由于当木制品长期用于室外时，水和醇可以从木材中提取一些组分，木制品所特有的颜色可能由于紫外线和湿气而脱色，从而降低产品价值。在许多专利公布中已知通过混合纸浆纤维和复合树脂材料而制备塑性复合材料的常规方法。例如，韩国专利公布第1996-16538号公开了通过混合纸和热塑性树脂形成薄片，接着干燥并造粒来制备塑性复合材料的方法。韩国专利公布第1999-78981和2002-17132号公开了用废纸和合成树脂作为原料而制备注射成型材料的方法。韩国专利公布第2001-75598号公开了含有具有预定长度的纸浆纤维的加强复合材料，其中该复合材料的伸长弹性和挠曲强度与常规无机纤维相似。然而，这些组合物方法仅限于用于注射成型材料。因此，需要这样的合成木材，它具有与天然木材类似的高质量质感和图案，表现出高伸长率和低温却贝冲击强度，并且在很多应用领域中可以替代天然木材，例如，轻型建筑内/外装饰材料，如门框、窗框、线脚等。为了解决用木材切割时产生的木粉制造的人造木材复合材料的这些问题，本专利技术的专利技术人认真而广泛地进行研究，结果发现，包含天然纤维材料、热塑性树脂，特别是聚氯乙烯树脂、填充剂、稳定剂和其它添加剂的用于合成木材的热塑性塑性复合材料确保极好的天然表面质感和图案表达，从而完成本专利技术。特别地，本专利技术的专利技术人发现，通过多层共挤压方法从该热塑性塑性复合材料制造的合成木制品表现出极好的机械性能、耐磨损性、耐划伤性、耐污染性和良好的外观，所有这些都是内/外装饰材料的基本特性。
技术实现思路
因此，考虑到用于合成木材的常规组合物的以上问题而做出本专利技术，本专利技术的目的是提供合成木制品，包括建筑内/外装饰材料，它从用于合成木材的树脂组合物制造，所述合成树脂组合物包含通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然纤维材料。本专利技术的合成木制品可以提高挤压成型时熔化的树脂的流动性，表现出极好的伸长率和低温冲击强度，确保了挤压过程中的极好热稳定性，这在从木粉制造的常规木制品中是被忽视的性质，防止当长期暴露在环境条件下时由于湿气和紫外线造成的随时间脱色，鉴于其类似的图案和天然质感而代替天然木材。本专利技术的另一个目的是提供通过多层共挤压方法制造该合成木制品的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了通过多层共挤压方法从树脂组合物制造的合成木制品，其中该树脂组合物包含通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然纤维材料。本专利技术的合成木制品确保了极好的热稳定性，这是常规木制品的缺点，它防止脱色并表现出极好的物理性质以及与天然木材类似的天然表面质感和图案。根据本专利技术的另一方面，提供了通过多层共挤压方法以改善机械性能和表面性质的制造至少由三层组成的合成木制品的方法，其中至少一层由用于合成木材的树脂组合物形成，所述树脂组合物包含通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然纤维材料，该多层共挤压方法通过将从至少三个挤出机送入一个挤压模具中的彼此相同或不同的树脂粘合起来而进行。为了代替天然木材而通过常规挤压方法制造的常规合成木制品在图案和天然质感方面存在问题，它们不能满足平滑地开关滑动窗所需要的轨道部分的结构强度，和制造窗所必需的机械性能，即抗张强度、伸长率、挠曲强度和挠曲弹性模量。另外，通过单螺杆挤压方法混合木粉和其它添加剂以获得与天然木材相似的表面质感和图案表达而制造的产品在轨道部分周围非常易坏，并且其物理性质如耐磨损性、抗张强度、伸长率、冲击强度和挠曲强度差，不适于制造产品。图1是示意性地显示根据本专利技术的一个实施方案，通过三层共挤压方法制造的用于双层窗或门的产品的横断面视图。参考图1，通过三层共挤压方法制造的本专利技术的合成木制品由物理性质加强内层1、木纹中间层2和具有立体感、功能性或表面电阻的面层3组成。用于制造本专利技术的合成木制品的用于合成木材的树脂组合物包含作为基础树脂的热塑性树脂、通过从木材中除去酚类化合物而获得的天然纤维材料，以及用于改善该组合物的机械性能的其它添加剂。具体而言，该树脂组合物包含70～80重量％的热塑性树脂，5～10重量％的抗冲击改性剂，5～15重量％的填充剂，3～7.5重量％的稳定剂复合物，2～8重量％的色素和3～20重量％的无酚类化合物的天然纤维材料。当加入的天然纤维材料的量超过20重量％时，该合成木制品表现出良好的表面外观，但机械性能差。当加入的天然纤维材料的量少于3重量％时，不能获得与天然木材相似的图案和天然质感。因此，该天然纤维材料的加入量优选在这一范围内。作为热塑性树脂，优选使用聚氯乙烯树脂。稳定剂复合物包含热和紫外线稳定剂。作为热稳定剂，主要使用铅(Pb)-和锡(Sn)基稳定剂。作为紫外线稳定剂，主要使用苯并三唑基紫外线吸收剂。耐磨损改性剂包括丙烯酸和MBS(甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯)基化合物。填充剂包括无机材料如CaCO3和二氧化硅。该树脂组合物可以进一步包含添加剂如物理性质改进剂、金属氧化物，以及耐磨损和划伤改进剂。用于本专利技术的天然纤维材料不含任何酚类化合物，它是纸浆纤维，其平均纤维长度为100μm或小于100μm，纤维素含量为90重量％或90重量％以上。天然纤维材料越长，抗张强度和伸长率越高。然而，如果天然纤维材料长得足以引起纤维素排列不均匀，物理性质差，并且外观变糙。因此，天然纤维材料的长度优选为100μm或小于100μm。由于天然纤维材料不含任何酚类化合物如木质素，与天然木粉相比，其纤维素含量相对高，并且热稳定性极好。因此，可能在190℃或190℃以上的温度下进行挤压操作。为了从木材中除去酚类化合物，首先使用中性溶剂和蒸汽从木材中除去可溶的挥发性提取物和不挥发物质(约5％)。此后，用一乙醇胺、亚氯酸盐和过乙酸对木材进行轻度氧化，获得综纤维素，接着用碱处理综纤维素，获得纤维素。这时，半纤维素溶解，而木质素分解并洗提。木质素是代表性酚类化合物，它组成木材的20～30％。木质素是聚合物，其中丙苯单元是脱氢和缩合的，木质素在常规有机溶剂中溶解性差，但在碱、亚硫酸盐或硫化物水溶液中可高度溶解。因此，使用碱、亚硫酸盐或硫化物水溶液从木材中提取木质素。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许燸，车基植，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：