塑木金属复合结构材料及其生产方法技术

一种塑木金属复合结构材料，包括： 基体材料，所述基体材料为热塑性的塑料、废塑料或其混合物； 增强粉粒，所述增强粉粒为木质纤维和／或工业废弃物粉煤灰； 金属构件；以及 改性剂，所述改性剂选自由改性剂Ａ、改性剂Ｂ、改性剂Ｃ、改性剂Ｄ和改性剂Ｅ组成的组，所述改性剂Ａ选自由弱酸性盐类和弱碱性盐类组成的组，所述改性剂Ｂ选自由钛酸酯类偶联剂、铝钛复合型偶联剂、分散剂和偶联物质溶剂组成的组，所述改性剂Ｃ选自由稀土材料和纳米材料组成的组，所述改性剂Ｄ选自由抗氧剂、光热稳定剂、成核剂、交联剂和阻燃剂组成的组，所述改性剂Ｅ为金属钝化剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合结构材料，尤其是一种。目前，塑木材料作为一种新型绿色环保产品，在世界上已有较大范围的应用。现有的生产技术普遍采用将废旧热塑性塑料和废旧木质纤维以一定的比例混合，再向其中添加粘合剂和添加剂，使用传统的挤出机和模具，采用挤出成型法，经高温、高压制成高密度结构型材，并且所用的挤出成型原料之一的聚烯烃塑料需要经过严格的分等、分级和分拣，要求其分子量的离散度小，这样分子量较为一致的聚烯烃与使用偶联剂改性处理过的木质纤维(如木屑、植物杆茎和稻壳等)粉粒在加温加压的条件下，由螺杆挤出成型，获得塑木复合制品。采用现有的挤出成型法制成的塑木复合材料存在以下主要缺陷1.由于废旧塑料的等级要求严格，对分子量离散度高的聚烯烃难以加工，因此现有挤出成型工艺对所需原料有所限制，使所用的聚烯烃原料被限定在比较窄的范围内；2.挤出效率低，仅为0.1～0.3米/分钟，这样势必造成产品的成本较高；3.所得制品的抗压、抗弯曲强度差。中国专利CN1096730A公开了一种塑钢木复合材料及其制造方法，将除树皮、树根、树梢以外的木材轧制成片状，注入树脂，可加入尼龙纤维等材料作为加强筋，进行多层叠加、模压成型和加压固化制成不同形状、规格的塑钢木型材。该专利技术采用的制造方法包括以下工艺步骤a.木材预加工成型；b.木材预处理；c.树脂注入；d.初压成型；e.树脂固化。其中步骤d的初压成型采用的是初步模压成型方法，根据所需型材的形状、大小和厚度等要求，将注入树脂尚未固化的片状木材多层迭加，为了加强其强度，还可以在片状木材之间加入作为加强筋的纤维(如尼龙纤维、尼龙网片、碳纤维等)，再根据所需型材所制的模具分别固定于模具固定装置上，调整好相对位置，再将迭放好的进入树脂尚未固化的片状木材作为毛坯料放入模具中，然后加压，在加压过程中保持一定频率的振动，起到振捣的作用，最后初步模压成型。该专利技术所用的原料为木材，所以仍然解决不了目前木材资源的严重紧缺问题，而且产品的成本也比较高；另外，其为了加强其强度，加入了作为加强筋的纤维，所得产品的强度也不是非常理想。中国专利CN2269954Y公开了一种具有金属丝、筋网格内增强的硬塑钢复合材料，该技术采用在塑料材料内置入若干层金属丝、筋网格型材，以解决普通塑料制品的综合机械性能。该技术的技术方案为将金属丝、筋弯曲拼接后制成金属网格材料，再将金属网格材料制成网格型材，然后将该网格型材置入挤塑、注塑或塘塑等专用模具内，与塑料材料合二为一成为硬塑钢复合材料。中国专利CN1036982C也公开了一种钢板网增强的硬塑钢产品的制造技术，通过在塑料产品的塑料材质内加入了一经自增强处理(冷拉、冷轧、冷弯)的钢板网规格型材做骨架，以提高原有塑料产品的刚度、降低挠度、提高耐压和抗裂性能。由于在结构材料的复合过程中，金属材料与塑料的热性能之间存在较大的差异，制品冷却后必然会由于应力的作用而造成其脆性开裂，但是以上两篇专利中又均未公开任何解决该技术问题的技术手段，因此所制得的塑钢塑木金属复合结构材料易发生卷曲和开裂现象，以致造成产品的使用寿命大为缩短。本专利技术的塑木金属复合结构材料包括基体材料、增强粉粒、改性剂和金属构件，其中基体材料与增强粉粒的重量比例在90∶10～40∶60之间，金属构件重量占复合结构材料总重量的5～15％。本专利技术所用基体材料为热塑性的塑料、废塑料或其混合物，所用增强粉粒为木质纤维和/或粉煤灰混合物。所用改性剂选自由改性剂A、改性剂B、改性剂C、改性剂D和改性剂E组成的组，其中改性剂A选自由弱酸性盐类和弱碱性盐类组成的组；改性剂B选自由钛酸酯类偶联剂、铝钛复合型偶联剂、分散剂和偶联物质溶剂组成的组；改性剂C选自由稀土材料和纳米材料组成的组；改性剂D选自由抗氧剂、光热稳定剂、成核剂、交联剂和阻燃剂组成的组；改性剂E为金属钝化剂。本专利技术的塑木金属复合结构材料生产方法，包括以下步骤a.将基体材料与增强粉粒进行混合，加入改性剂A，其中基体材料为热塑性的塑料、废塑料或其混合物，增强粉粒为木质纤维和/或工业废弃物粉煤灰，基体材料与增强粉粒加入量的重量比例为90∶10～40∶60，改性剂A选自由弱酸性盐类和弱碱性盐类组成的组；b.将步骤a所得混合物料放入高混机进行搅拌，温度升至80～140℃时，加入改性剂B，其中改性剂B选自由钛酸酯类偶联剂、铝钛复合型偶联剂、分散剂和偶联物质溶剂组成的组；c.当温度升至120～160℃时，将步骤b所得物料放入低混机，在温度30～60℃之间进行冷却、搅拌，并加入改性剂C、改性剂D和改性剂E，其中改性剂C选自由稀土材料和纳米材料组成的组，改性剂D选自由抗氧剂、光热稳定剂、交联剂、成核剂和阻燃剂组成的组，改性剂E为金属钝化剂；d.将步骤c所得到的改性混合物，放入挤出机中，在100～200℃之间进行加热、加压挤出物料，该挤出物料经熔融塑化后呈弹粘体；e.将金属材料预制定型为金属构件，该金属构件重量占复合结构材料总重量的5～15％，接着将所述金属构件进行表面处理，在构件表面压制沟槽，然后将所述金属构件置入模压模具或注射模具的模芯内，作为产品的增强构件；f.将步骤d所得到的弹粘体放入所述模芯中，接着启动液压机或注射泵，然后合模、加压、冷却定型取出产品。本专利技术的另外一种塑木金属复合结构材料生产方法，包括以下步骤a.将增强粉粒放入高混机进行搅拌，同时加入改性剂A和改性剂B，其中所述增强粉粒为木质纤维和/或工业废弃物粉煤灰，该改性剂A选自由弱酸盐类和弱碱性盐类组成的组，改性剂B选自由钛酸酯类偶联剂、铝钛复合型偶联剂、分散剂和偶联物质溶剂组成的组；b.向基体材料中加入改性剂C、改性剂D和改性剂E，然后与步骤a所得物料进行搅拌混合，其中基体材料为热塑性的塑料、废塑料或其混合物，该基体材料与增强粉粒加入量的重量比例为90∶10～40∶60，改性剂C选自由稀土材料和纳米材料组成的组，改性剂D选自由抗氧剂、光热稳定剂、交联剂、成核剂和阻燃剂组成的组，改性剂E为金属钝化剂；c.将步骤b所得到的改性混合物，放入挤出机中，在100～200℃之间进行加热、加压挤出物料，挤出物料经熔融塑化后呈弹粘体；d.将金属材料预制定型为金属构件，该金属构件重量占复合结构材料总重量的5～15％，接着将该金属构件进行表面处理，在构件表面压制沟槽，然后将该金属构件置入模压模具或注射模具的模芯内，作为产品的增强构件；e.将步骤c所得到的弹粘体放入所述模芯中，接着启动液压机或注射泵，然后合模、加压、冷却定型取出产品。本专利技术的与现有技术相比，具有以下特点和优点1.实现了热塑性废塑料与木质纤维和/或工业废弃物粉煤灰、金属材料的多元复合，生产出了具有高抗压、高抗弯曲强度的环保型塑木金属复合结构材料。2.采用的经过改性处理的木质纤维和/或工业废弃物粉煤灰与金属材料构件共同形成了增强体系，使生产出的塑木金属复合结构材料的抗压、抗弯曲强度提高了2～5倍。3.采用模压工艺一次法生产塑木金属复合结构材料，在改性剂的作用下，将热塑性废塑料与木质纤维和/或工业废弃物粉煤灰共混，直接熔融为弹性物料，该工艺过程不需要造粒后，再加热熔融，从而减少了高聚物的降解，节约了生产成本。4.提高了热塑性废塑料的利用程度，解决了废旧塑料造成的白色污染，具有显著本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张书证，金绍培，
申请(专利权)人：张书证，金绍培，
类型：发明
国别省市：