木塑復(fù)合材料地板的成型

1、木塑復(fù)合材料地板的成型木塑復(fù)合材料地板的定義v木塑復(fù)合板材是一種主要由木材（木纖維素、植物纖維素）為基礎(chǔ)材料與熱塑性高分子材料（塑料）和加工助劑等，混合均勻后再經(jīng)模具設(shè)備加熱擠出成型而制成的高科技綠色環(huán)保材料，兼有木材和塑料的性能與特征，能替代木材和塑料的新型環(huán)保高科技材料 ，其英文 wood plastic composites 縮寫為wpc。 生活中常見的木塑地板 木塑地板的物理化學(xué)性能 v 1、物理性能：強(qiáng)度好、硬度高、防滑、耐磨、不開裂、不蟲蛀，吸水性小、耐老化、耐腐蝕、抗靜電和紫外線、絕緣、隔熱、阻燃、可抗75高溫和-40的低溫。 v 2、環(huán)保性能：生態(tài)木、環(huán)保木、可再生，不含有毒物

2、質(zhì)，危險的化學(xué)成分、防腐劑等，無甲醛、苯等有害物質(zhì)釋放，不會造成空氣污染及環(huán)境污染，能100%回收再利用并重新加工使用，也可生物降解。 v 3、外觀質(zhì)感：具有木材的自然外觀、質(zhì)感。比木材尺寸穩(wěn)定性好，無木材節(jié)疤，不會產(chǎn)生裂紋、翹曲、變形，產(chǎn)品可制成多種顏色，表面無須二次淋漆亦可長久保新不退色。 v 4、加工性能：具有木材的二次加工性，如可鋸、可刨、粘結(jié)、用釘子或螺釘固定，各種型材規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) , 施工安裝快捷方便。通過常規(guī)作業(yè)方式，可加工成各種設(shè)施和制品。木塑復(fù)合材料地板的技術(shù)性能v 木塑復(fù)合板材是以采用60%稻糠粉與40%的廢pe塑料復(fù)合而成，其技術(shù)性能如下：抗拉強(qiáng)度5.8mpa；抗彎強(qiáng)度20.

3、0mpa；抗彎彈性模量1480mpa；握釘力(板面)1940n，(側(cè)面)1550n；含水率3%5%；密度1.18g/cm3；(端面)硬度118 mpa；24小時吸水率0.36%；最大厚度膨脹率0.28%；沖擊韌性10.1kj/m2；縱向抗壓強(qiáng)度26.5mpa。木塑材料的十大優(yōu)點(diǎn)v（1）防水、防潮。根本解決了木質(zhì)產(chǎn)品對潮濕和多水環(huán)境中吸水受潮后容易腐爛、膨脹變形的問題，可以使用到傳統(tǒng)木制品不能應(yīng)用的環(huán)境中。 v（2）防蟲、防白蟻，有效杜絕蟲類騷擾，延長使用壽命。 （3）多姿多彩，可供選擇的顏色眾多。既具有天然木質(zhì)感和木質(zhì)紋理，又可以根據(jù)自己的個性來定制需要的顏色 v（4）可塑性強(qiáng)，能非常簡單的實(shí)

4、現(xiàn)個性化造型，充分體現(xiàn)個性風(fēng)格。 v（5）高環(huán)保性、無污染、無公害、可循環(huán)利用。產(chǎn)品不含苯物質(zhì)，甲醛含量為0.2，低于eo級標(biāo)準(zhǔn)，為歐洲定級環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，可循環(huán)利用大大節(jié)約了木材使用量，適合可持續(xù)發(fā)展的國策，造福社會。 v（6）高防火性。能有效阻燃，防火等級達(dá)到b1級，遇火自熄，不產(chǎn)生任何有毒氣體。 v（7）可加工性好，可訂、可刨、可鋸、可鉆、表面可上漆。 v（8）安裝簡單，施工便捷，不需要繁雜的施工工藝，節(jié)省安裝時間和費(fèi)用。 v（9）不龜裂，不膨脹，不變形，無需維修與養(yǎng)護(hù)，便于清潔，節(jié)省后期維修和保養(yǎng)費(fèi)用。 v（10）吸音效果好，節(jié)能性好，使室內(nèi)節(jié)能高達(dá)30%以上。木塑地板的成型方法v1.壓制成

5、型v2.擠壓成型v3.注射成型壓制成型v 壓制成型這種成型方法是直接把物料送人到模具中，然后利用油壓機(jī)壓制成型，它分為冷料熱壓和熱料冷壓兩種形式。冷料熱壓是將冷的粒料加人到模具中，然后對物料進(jìn)行加熱、加壓，使之充滿整個模具型腔，最后進(jìn)行冷卻定型；熱料冷壓是將擠出機(jī)擠出的熔融物料迅速送人模具中壓制成型。 擠出成型v 擠出成型先將物料預(yù)處理，然后利用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)對物料進(jìn)行混煉，最后通過機(jī)頭將物料擠出成型。擠出成型方法簡單，生產(chǎn)效率高，是目前加工木塑復(fù)合材料最主要的方法。擠出成型主要有一步法和多步法兩種。一步法v一步法是將木粉的干燥、木粉與塑料顆粒的混合及擠出成型集中在一組設(shè)備上一步完成，如

6、圖1所示 多步法v多步法是將上述過程分別在不同的設(shè)備上完成，如圖2所示。山于一步法在實(shí)際加工過程中往往因干燥、混合不徹底而出現(xiàn)制品質(zhì)量變差、密度分布不均勻等問題，所以大多數(shù)企業(yè)主要還是采用多步法（主要為兩步法，即先造粒后成型）進(jìn)行木塑復(fù)合材料的加工生產(chǎn)。 注射成型v注射成型將經(jīng)過干燥和表面處理的木粉與基體樹脂置于高速混合機(jī)中，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾笞⑸涑尚?；或者攪拌混合后再用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)造粒后再注射成型，這兩種方法分別稱為一步法和兩步法，如圖3所示。一步法可省去造粒工序，但對設(shè)備的要求較高；兩步法的造粒過程對物料進(jìn)行了二次混合，提高了木粉在樹脂基體中的分散性，而且造粒后再注射成型的方法加料較

7、為容易，但是會使整個工藝過程比較復(fù)雜。 木塑復(fù)合材料地板生產(chǎn)中需要研究的最關(guān)鍵技術(shù) v如何提高親水性木粉與疏水性塑料的相容性；v如何使聚合物基體由單組分向多組分方向發(fā)展，并能使回收的聚丙烯（pp)、聚乙烯（pe）、聚氯乙烯（pvc)等多種廢棄塑料和木粉同時混合成型v如何使木粉的含量由低含量向高含量發(fā)展，以降低成本，贏得市場v如何提高木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度，以及加工時更容易填充一些高強(qiáng)度填料如玻璃纖維等，從而擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域；v如何通過設(shè)計改進(jìn)混煉設(shè)備和成型模具，以解決木塑復(fù)合材料混合性差、難成型等缺點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率。 木塑復(fù)合材料地板的擠出成型設(shè)備v 目前應(yīng)用于木塑復(fù)合材料擠出生產(chǎn)的設(shè)備主要有單螺桿擠

8、出機(jī)、錐形雙螺桿擠出機(jī)、平行雙螺桿擠出機(jī) 。 單螺桿擠出機(jī) v 單螺桿擠出機(jī)的輸送作用是靠摩擦來實(shí)現(xiàn)的，由于木粉比較蓬松，木粉與塑料的導(dǎo)熱性差，擠出困難，使木粉在螺桿及流道內(nèi)停留時間過長，容易出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象，而且單螺桿擠出機(jī)的混煉效果不好、排氣效果也差，致使它在加工木塑復(fù)合材料中受到很大的限制。但是由于單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單，維修費(fèi)用也低，故仍受到很多生產(chǎn)廠家的青睞。為滿足使用要求，已開始對單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行各種改進(jìn)。雙螺桿擠出機(jī)v 雙螺桿擠出機(jī)的輸送原理是正位移強(qiáng)制輸送，沒有壓力回流，加料容易；排氣效果好，能夠充分地排除木粉中的可揮發(fā)成分；螺桿螺棱互相嚙合，強(qiáng)烈的剪切作用使物料的混合、塑化效果

9、更好；物料停留時間短，不容易出現(xiàn)木粉燒焦現(xiàn)象。因此雙螺桿擠出機(jī)已成為目前木塑復(fù)合材料的主要加工設(shè)備。雙螺桿擠出機(jī)又分為錐形雙螺桿擠出機(jī)、平行雙螺桿擠出機(jī)兩種。 木塑地板生產(chǎn)線木塑地板成型生產(chǎn)線影響木塑復(fù)合材料性能的因素 v 以木塑復(fù)合材料擠出為例，影響木塑復(fù)合材料性能的因素主要包括擠出成型工藝條件、基體樹脂的種類、木粉的含量（木塑比）及木粉粒徑、各種添加劑（潤滑劑、偶聯(lián)劑、增容劑等），以及木塑復(fù)合材料擠出成型的設(shè)備等。 擠出工藝條件對木塑復(fù)合材料性能的影響 v (1)擠出成型溫度的影響木塑復(fù)合材料在擠出加工過程中主要受機(jī)筒溫度和機(jī)頭溫度所影響，機(jī)筒溫度主要對復(fù)合材料的混煉和塑化效果有決定性的影

10、響，機(jī)頭溫度則對擠出成型有重要影響。v(2)擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速的影響從固體輸送理論和粘性流體輸送理論可知，提高螺桿的轉(zhuǎn)速可以提高擠出的產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本和提高勞動生產(chǎn)率。v (3)其它工藝條件的影響除了溫度和螺桿轉(zhuǎn)速對木塑復(fù)合材料的性能有重要影響外，冷卻速度、機(jī)頭壓力、排氣等也對其有一定的影響。 基體樹脂對木塑復(fù)合材料性能的影響 v 由于木質(zhì)纖維只能承受200的加工溫度，所以木塑復(fù)合材料的樹脂基休一般采用pe、pp和pvc等加工溫度低的熱塑性樹脂，不同基體樹脂的木塑復(fù)合材料在拉伸性能、彎曲性能、沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度上都是有差別的。分別以pe、pp、pvc為基體，木粉的填充量為50%，制備3種木塑復(fù)

11、合材料，各自的性能參數(shù)見表1 木粉含量及其粒徑對木塑復(fù)合材料性能的影響 木塑復(fù)合材料中木粉含量影響v木塑復(fù)合材料中木粉含量的多少直接影響到木塑復(fù)合材料的加工性能與制品的力學(xué)性能。 以hdpe為基體樹脂為例，分別加人0、30、40、50、60份木粉制得木塑復(fù)合材料，其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲彈性模量如圖4圖7所示。 拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲彈性模量 圖木粉含量對拉伸、沖擊強(qiáng)度的影響v 由圖4、圖5可以看出，當(dāng)術(shù)粉的含量由0份增加到30份時，其拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別從14.1mpa下降到6 mpa和從15.6 kj/m2下降到5.2 kj/2m，粉的填充量增大，加劇了木粉的聚集

12、現(xiàn)象，顆粒引起應(yīng)力集中和缺陷的兒率增大，使hdpe/木粉復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度急劇下降。但隨著木粉含量的進(jìn)一步增加，兩者的變化率都不大，處于一個非常穩(wěn)定的階段。因此在加人木粉的初級階段要考慮加人適當(dāng)?shù)脑鋈輨?，以改善木粉與hdpe界面的相容性，提高材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。木粉含量對彎曲強(qiáng)度及彈性模量的影響v 雖然木粉的加人降低了材料的韌性，使拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度降低，但由圖6、圖7可以看出，木粉的加人同時又提高了材料的剛性，因為木粉加人后仍然保持纖維束狀，有一定的長徑比和較高的強(qiáng)度，當(dāng)木粉加人到一定程度時，對體系的增強(qiáng)作用史加明顯，這主要表現(xiàn)在隨著術(shù)粉含量的增加其彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量明顯

13、增大。木塑復(fù)合材料地板的發(fā)展前景v 木塑復(fù)合板材兼具木材和塑料的成本和性能優(yōu)點(diǎn)，并且這種材料有耐腐蝕、不翹曲、維修方便、外觀與木材非常相似的優(yōu)點(diǎn)，因此，把木粉填充混合加工成為建筑和結(jié)構(gòu)用型材已成為目前塑料擠出行業(yè)中最為活躍的領(lǐng)域之一，回收廢舊塑料、植物秸桿等是對資源的再利用，可以有效地減少木材用量，保護(hù)森林。v 木纖維和植物纖維來源充足，質(zhì)輕價廉，對設(shè)備磨損小，制成品尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好，可反復(fù)加工，無毒，且能生物降解，對自然環(huán)境不會造成污染。熱塑性塑料主要為聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚苯乙烯（ps）、聚氯乙烯（pvc）等聚烯烴，可用新料、回收料或二者的復(fù)合材料。利用天然木纖維廢料和廢舊塑