一种真空粒‑木塑复合板及其制备方法与流程

本发明属于复合材料领域，涉及木塑复合板及木塑复合板的制造方法，具体涉及一种真空粒-木塑复合板及其制造方法。

背景技术：

木塑复合材料是复合材料领域增长最快的新型聚合物复合材料之一。挤出、注射和热压是三种主要的生产木塑复合材料的方法，但是挤出和注射法限制了其产品的尺寸，因此热压法是生产大幅面木塑复合材料的最优方法。木塑复合板被用于建筑工业和家具制造业，性能优越的木塑复合板可以替代天然木材用以制造木结构建筑、室内装饰部品、办公桌、橱柜类家具等。

木塑复合材料的主要原料包括木质原料和塑料，在成本上，塑料的价格高于木质原料的价格，因此提高产品中木质原料的含量可以降低产品的成本。然而，现有木塑复合材料中木质原料的质量分数一般在20%到50%，当木质原料含量高于50%时，木质原料与塑料混合物的流动性差，与设备管壁的摩擦阻力较大，造成产品均匀性差和表面开裂等缺陷。同时，随着木塑复合板制造技术的进步，人们对木塑复合材料的认识和认可度正在逐渐提升，同时对木塑复合板性能的要求也越来越高。人们在关注木塑复合板环保性能的同时，也越来越关注木塑复合板板材的力学性能，以及吸音、隔热性能等。特别是当人们越来越多的将木塑复合板应用于建筑工程及室内装饰领域时，如何对木塑复合板材进行处理或是结构设计以增强其吸音隔热性能就变得具有重要的现实意义。现有技术中对木塑复合板环保性能、力学性能提升的研究较为充分，但尚缺乏对高强度吸音隔热木塑复合板的有关研究成果，高强度吸音隔热木塑复合板材研发技术迟迟没有获得突破，如何在提升木塑复合板强度的同时使木塑复合板具有吸音、隔热的性能，是当前木塑复合板技术研发中的难点。

对真空材料的研究发现真空是声音与热的不良导体，其具有良好的发展前景，若能将真空结构材料引入到木塑复合板等木质复合材料中则可望改善材料的物理性能。而木材是一种多孔材料，其不具备密封特性不能够形成真空环境，以木材为原料的木塑复合材难以具有较优越的隔热隔音效果，因此如何改进模塑复合板使其性能发生变化，并具有真空材料的特性是当前函待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中存在的一系列问题，进而提出一种真空粒-木塑复合板及其制备方法。所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，包括以下步骤：S1、备料：将木材或秸秆通过刨片、削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式进行加工，获得木质原料；S2、原料处理：对木质原料进行干燥处理，将木质原料的含水率干燥至5%以下；S3、塑料加工：将塑料在真空条件下加工成具有空心结构的真空粒；将热塑性塑料加工成热塑性塑料薄片；S4、滚筒初混：将热塑性塑料薄片及经干燥处理的木质原料置于滚筒中混合，获得木塑原料混合物；S5、滚筒复混：将真空粒与部分获得的木塑原料混合物进行进一步的复混，使真空粒在木塑原料混合物中均匀分布，获得真空粒-木塑原料混合物；S6、加偶联剂：使用喷涂方法在滚筒初混和滚筒复混的过程中，将液态偶联剂施加在所述木塑原料混合物的表面；S7、分层铺装板坯：将所述添加偶联剂的木塑原料混合物分成两份，将其中一份铺装在模具底层，再铺装添加偶联剂的真空粒-木塑原料混合物，然后再铺装另一份添加偶联剂的木塑原料混合物；经预压制成板坯；S8、热压及冷压：将板坯放入压机中进行热压及冷压；S9、后期加工：进行裁边和表面处理。本发明的有益效果是：使木塑复合板内形成了封闭的真空环境，从而使木塑复合板具有了真空材料的部分特性，使木塑复合板的隔热隔音性能获得提升；并且制造的真空粒-木塑复合板具有低密度、隔热、隔音的效果，不仅使板材做到了平均密度低而表面密度高，还保证了板材的轻质高强以及良好的表面加工性能。

进一步，所述木质原料的规格为：长20~200mm，宽2~20mm，厚0.1~2mm；所述热塑性塑料薄片的规格为：长60～100mm，宽15～20mm，厚0.05～0.2mm。

进一步，步骤S3中所述塑料薄片占真空粒-木塑复合板质量的4%～25%；步骤S3中所述真空粒占真空粒-木塑复合板板材质量百分数的4%~19%；步骤S4中所述木质原料占真空粒-木塑复合板板材质量百分数的70%~90%；步骤S5中所述液态偶联剂占真空粒-木塑复合板板材质量的0.5%~4%。

进一步，步骤S8中的热压在平板热压机中进行，首先在120~220℃下热压3~20分钟，之后向热压机加热板通入5~25℃冷水或将板坯转入至常温压机中进行冷压，待板坯温度降至30~60℃时取出。

进一步，步骤S3中所述用于加工真空粒的塑料为热固性塑料。

进一步，步骤S5中的所述真空粒按以下步骤制备：

a、在真空粒制造设备中放入真空粒壳体、填充塞体及吸气剂；所述真空粒壳体至少具有一个开口；

b、密闭真空粒制造设备并启动真空泵抽离设备中的空气，使真空粒制造设备中处于真空状态；

c、调真空度，确保真空度在-0.05Mpa到-0.1Mpa范围内；

d、向所述真空粒壳体内装填吸气剂；

e、对所述填充塞体施压，使所述填充塞体与所述真空粒壳体的所述开口紧密结合；

f、关闭真空泵，开启真空粒制造设备，使所述人造板用真空粒制造设备处于正常气压，取出真空粒。

进一步，所述步骤a中还一并放入了胶粘剂；所述步骤e之前先对所述填充塞体侧表面施加胶粘剂。

进一步，步骤a所述填充塞体两端粗细不相等，所述填充塞体外轮廓与真空粒壳体开口轮廓相符合，所述填充塞体一端小于或等于所述开口轮廓，所述填充塞体另一端大于所述开口轮廓，在外力的作用下所述填充塞体的一端可部分压入所述开口，且经过施加外力所述填充塞体的另一端也不会完全进入所述开口。

进一步，所述真空粒制造设备具有密封仓、真空泵、大气压力表、造粒装置，所述密封仓由不透气材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透气材料制得，所述密封仓具有抽气孔，所述抽气孔通过管线与真空泵连接，所述密封仓上还具有至少一个仓口，所述仓口能够在开启状态和密闭状态间转换，仓口密闭并启动真空泵后所述密封仓能够处于真空状态；所述大气压力表设于所述密封仓上，能够实时反映所述密封仓的真空度；所述密封仓内具有真空粒壳体、填充塞体、吸气剂，所述真空粒壳体至少具有一个开口，在一定真空度下通过所述造粒装置能够使吸气剂进入真空粒壳体内，并能够通过所述造粒装置以填充塞体对真空粒壳体进行密封。

进一步，内置真空粒的真空粒-木塑复合板的尺寸为长400~2440mm，宽400~1220mm，厚6~120mm。

附图说明

图1是本发明的制造方法流程示意图；

图2是本发明板材的一种剖面示意图；

图3是本发明中真空粒制造设备的整体结构示意图；

图4是本发明中密封仓剖面结构示意图。

图中各部分含义如下：1密封仓；11抽气孔；2真空泵；3大气压力表；4造粒装置；5管线；6仓口；7真空粒。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

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真空粒-木塑复合板的制备方法，包括以下步骤：

S1、备料：将木材或秸秆通过刨片、削片、碾压、锯切和筛选中的一种或几种方式进行加工，获得木质原料；

S2、原料处理：对木质原料进行干燥处理，将木质原料的含水率干燥至5%以下；

S3、塑料加工：将塑料在真空条件下加工成具有空心结构的真空粒7；将热塑性塑料加工成热塑性塑料薄片；

S4、滚筒初混：将热塑性塑料薄片及经干燥处理的木质原料置于滚筒中混合，获得木塑原料混合物；

S5、滚筒复混：将真空粒7与部分获得的木塑原料混合物进行进一步的复混，使真空粒7在木塑原料混合物中均匀分布，获得真空粒-木塑原料混合物；

S6、加偶联剂：使用喷涂方法在滚筒初混和滚筒复混的过程中，将液态偶联剂施加在所述木塑原料混合物的表面；

S7、分层铺装板坯：将所述添加偶联剂的木塑原料混合物分成两份，将其中一份铺装在模具底层，再铺装添加偶联剂的真空粒-木塑原料混合物，然后再铺装另一份添加偶联剂的木塑原料混合物；经预压制成板坯；

S8、热压及冷压：将板坯放入压机中进行热压及冷压；

S9、后期加工：进行裁边和表面处理。

本实施方式的技术效果是：使木塑复合板内形成了封闭的真空环境，从而使木塑复合板具有了真空材料的部分特性，使木塑复合板的隔热隔音性能获得提升；并且制造的真空粒-木塑复合板具有低密度、隔热、隔音的效果，不仅使板材做到了平均密度低而表面密度高，还保证了板材的轻质高强以及良好的表面加工性能。

具体实施方式2：所述木质原料的规格为：长20~200mm，宽2~20mm，厚0.1~2mm；所述热塑性塑料薄片的规格为：长60～100mm，宽15～20mm，厚0.05～0.2mm；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：大长径比木质原料在板坯中进行定向铺装，使板材的静曲强度等力学性能在径向方向上增加50~150%，拓宽了产品的用途，可用于承载结构。

具体实施方式3：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，步骤S3中所述塑料薄片占真空粒-木塑复合板质量的4%～25%；步骤S3中所述真空粒7占真空粒-木塑复合板板材质量百分数的4%~19%；步骤S4中所述木质原料占真空粒-木塑复合板板材质量百分数的70%~90%；步骤S5中所述液态偶联剂占真空粒-木塑复合板板材质量的0.5%~4%；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：基于这一具体实施方式木质原料、塑料薄片与真空粒外壁形成良好的界面结合，提高了材料的物理力学性能，同时木质原料含量较大，在整体板材密度较低的情况下提高了木质部分的密度，形成高密度表面层，方便进行后续加工和运输。

具体实施方式4：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，步骤S8中的热压在平板热压机中进行，首先在120~220℃下热压3~20分钟，之后向热压机加热板通入5~25℃冷水或将板坯转入至常温压机中进行冷压，待板坯温度降至30~60℃时取出；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：经这一实施方式制造的真空粒-木塑复合板其力学性能稳定，内应力较小，板材的内部结构均一不容易发生变形。

具体实施方式5：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，步骤S3中所述用于加工真空粒7的塑料为热固性塑料；其他与具体实施方式1-4中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：所述热固性塑料的强度高，在板材加工过程和使用过程中不易融化，可制得壁厚较薄的真空粒7，且真空粒7能够在较高温度的环境下承受较大的压力，有利于提升板材的整体力学性能。

具体实施方式6：结合图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，步骤S5中的所述真空粒7按以下步骤制备：

a、在真空粒制造设备中放入真空粒壳体、填充塞体及吸气剂；所述真空粒壳体至少具有一个开口；

b、密闭真空粒制造设备并启动真空泵2抽离设备中的空气，使真空粒制造设备中处于真空状态；

c、调真空度，确保真空度在-0.05Mpa到-0.1Mpa范围内；

d、向所述真空粒壳体内装填吸气剂；

e、对所述填充塞体施压，使所述填充塞体与所述真空粒壳体的所述开口紧密结合；

f、关闭真空泵2，开启真空粒制造设备，使所述人造板用真空粒制造设备处于正常气压，取出真空粒7；其他与具体实施方式1-5中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：制成了隔热隔声屏障，能够在较长时间内保持真空状态，且具有较好的力学强度，能够在后续制备过程中承受较大的压力。

具体实施方式7：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，所述步骤a中还一并放入了胶粘剂；所述步骤e之前先对所述填充塞体侧表面施加胶粘剂；其他与具体实施方式1-6中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：通过施加胶粘剂可以快速密封真空管管体，防止外部气体进入管体内部。

具体实施方式8：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，步骤a所述填充塞体两端粗细不相等，所述填充塞体外轮廓与真空粒壳体开口轮廓相符合，所述填充塞体一端小于或等于所述开口轮廓，所述填充塞体另一端大于所述开口轮廓，在外力的作用下所述填充塞体的一端可部分压入所述开口，且经过施加外力所述填充塞体的另一端也不会完全进入所述开口；其他与具体实施方式7相同。

本实施方式的技术效果是：也可快速密封真空管管体，防止外部气体进入管体内部，使管体在较长时间内保持较低的真空度，隔阻热和声的传递。

具体实施方式9：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，所述真空粒制造设备具有密封仓1、真空泵2、大气压力表3、造粒装置4，所述密封仓1由不透气材料制得，且其中至少一部分是以透明的不透气材料制得，所述密封仓1具有抽气孔11，所述抽气孔11通过管线5与真空泵2连接，所述密封仓1上还具有至少一个仓口6，所述仓口6能够在开启状态和密闭状态间转换，仓口6密闭并启动真空泵2后所述密封仓1能够处于真空状态；所述大气压力表3设于所述密封仓1上，能够实时反映所述密封仓1的真空度；所述密封仓1内具有真空粒壳体、填充塞体、吸气剂，所述真空粒壳体至少具有一个开口，在一定真空度下通过所述造粒装置4能够使吸气剂进入真空粒壳体内，并能够通过所述造粒装置4以填充塞体对真空粒壳体进行密封；其他与具体实施方式7-8中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：使机械法制备真空粒具有了实现的可能，为真空粒-木塑复合板的制备创造了条件。

具体实施方式10：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种真空粒-木塑复合板的制备方法，内置真空粒的真空粒-木塑复合板的尺寸为长400~2440mm，宽400~1220mm，厚6~120mm；其他与具体实施方式7至9中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：实现超厚板材的生产和制造，结合在门窗以及隔墙中的实际应用，方便进行模块化和集成化生产和安装。