一种单板‑塑料薄膜复合板的制备方法与流程

本发明属于复合材料领域，涉及复合板的制备方法，具体涉及一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法。

背景技术：

木塑复合材料是复合材料领域发展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。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。在木塑复合材料的制造中，一方面现有的木塑复合材料生产技术要求木质原材料的尺寸足够小，但原材料的磨粉不仅增加了能耗，而且也是粉尘污染和噪声污染的源泉。

使用大尺寸原料，能保持原料的原始结构少被破坏，从而有利于增加产品的各项性能，并能起到节能降噪的作用。另一方面低质木材、速生材未得到有效利用，有必要对低质木材进行改造以获得性能更好的材料。将速生材破碎后再通过加入胶粘剂进行人造板制造的利用方式虽然有利于提高速生材的利用率，可以改善板材性能，但如果胶粘剂选择不合理则会带来环境污染等困扰人们的问题。因此，如何以新的方式利用速生材，使材料性能更优越、价值更大是需要思考的重要问题。专利申请公布号为CN103659946A的中国发明专利申请，公开了一种以大长径比的木质原料和塑料薄片进行混合制备定向木塑复合板材的方法，该方法可以防止塑料颗粒向底层滑漏，一定程度上提高了木塑复合材板材的质量。

然而，这一技术方案板材的制造效率低，不能解决传统热压法需长时间保压冷却的问题。不仅浪费时间，而且保压冷却加工过程中需要反复升高或降低模具温度，还对能源造成浪费。且这一技术也不能从根本上解决板材内部木材和塑料分布不均匀，以及由于板材内部不均匀而应力相对集中给板材力学性能和表面质量所带来的缺陷。此外，在室外装饰装修中经常需要使用具有较大长度的板材，且在室外环境中对板材耐水性具有较高的要求。使木塑复合板材具有更优的物理力学性能，在避免板材发生翘曲变形的同时使板材具有较强的耐水性，并具有较大长度而满足室外装饰装修的需要，都是当前木塑复合板材需要解决的问题。

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，进而提出一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法。所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法包括如下步骤：S1、单板制备：以旋切或刨削的方法制备出厚度为0.5 mm ~5mm的单板；S2、单板预处理：对制备好的单板进行预处理，所述预处理为干燥处理和高温热处理中的一种或几种；S3、涂覆偶联剂：在所述经预处理的单板表面涂敷液态偶联剂，所述液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂，用量为10g~80g每平方米；S4、塑料薄膜制备：以热塑性塑料的新料、回收料或者新料与回收料的组合制备热塑性塑料薄膜；S5、叠加组坯：将步骤S3中经过涂敷偶联剂的单板与经步骤S4制备的塑料薄膜进行依次分层叠加铺装，完成叠加组坯；S6、加热滚压：使所述叠加组坯后的板坯连续通过加热装置，并对板坯进行多次滚压，滚压压力逐渐增大；S7、定厚冷却：将步骤S6加热滚压后的板坯通过多个定厚滚，通过水冷、气冷或水冷和气冷方式降低板坯温度，达到降温定厚的目的；S8、裁切：对经定厚冷却的板坯进行裁切，制得特定规格的板材。本发明的有益效果是：通过对单板和塑料薄膜进行分层铺装实现了木塑复合材的连续生产，通过冷水对板材进行快速冷却定型，规避了保压冷却工艺耗时耗能的缺陷，提高了木质复合板的生产效率，同时有助于提高产品的力学性能和表面质量；此外，也使板材内部的木质原料和塑料的均匀分布，有利于改善板材的力学性能和表面质量。

进一步，在步骤S1中将所述的单板经锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制中一种或几种方法的组合，制成宽度为50mm~350mm的单板。

进一步，在步骤S2中经过通风干燥、高温热处理和等离子处理中的一种或几种方法，使单板的含水量低于5%，同时降低单板的表面能。

进一步，所述薄膜的厚度为0.1mm~1mm，宽度为50mm~350mm；所述塑料薄膜的宽度大于或等于所述单板的宽度。

进一步，步骤S5中所述单板通过滚涂装置进行偶联剂的滚涂，所述滚涂装置通过旋转滚涂使单板的表面均匀滚涂上偶联剂，所述单板经所述滚涂装置滚涂后，至少有一面滚涂上所述偶联剂。

进一步，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，当所述单板铺装在第奇数层时所述塑料薄膜则均铺装在第偶数层，当所述单板铺装在第偶数层时所述塑料薄膜则均铺装在第奇数层。

进一步，步骤S5中所述经涂覆偶联剂的单板与热塑性塑料薄膜进行分层叠加铺装，所述塑料薄膜置于单板之间和板坯的上下表面，所述叠加组坯步骤S5在连续运行的钢带上完成。

进一步，步骤S6中所述加热装置能够使塑料熔化，其温度范围为100℃~300℃；所述加热装置具有多个加热区段，每个加热区段的加热温度可分别进行控制；所述滚压通过上下压辊之间的转动滚压实现，滚压过程所使用的压辊能够根据需要进行相对位置调整，通过控制压辊之间的距离能够控制板材的密度；所述上下压辊成对设置，且上下压辊为多组，所述上下压辊之间的距离在板坯前进方向上逐渐变小。

进一步，所述单板在竖直方向上对齐，且单板的宽度相同，所述单板相互平行且互不接触。

进一步，所述塑料是PP、PE、HDPE、PS中的一种或多种的组合。

进一步，在所述步骤S6中还具有密封封边的步骤，即在加热滚压的同时，在板坯的两侧添加熔融的塑料，对板坯的两侧进行密封封边。

进一步，所述步骤S7中定厚冷却需将板坯冷却至60℃以下。

进一步，步骤S8中裁切加工采用圆锯机进行。

进一步，在所述步骤S7之前还具有表面处理的步骤，即对板材表面进行砂光或涂饰的表面处理。

附图说明

图1是本发明的制备方法流程示意图；

图2是本发明中单板-塑料薄膜复合板的板坯结构示意图；

图中各部分含义如下：1单板；2塑料薄膜。

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，一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，包括如下步骤：S1、单板制备：以旋切或刨削的方法制备出厚度为0.5mm~5mm的单板；S2、单板预处理：对制备好的单板进行预处理，所述预处理为干燥处理和高温热处理中的一种或几种；S3、涂覆偶联剂：在所述经预处理的单板表面涂敷液态偶联剂，所述液态偶联剂为异氰酸酯偶联剂，用量为10g~80g每平方米；S4、塑料薄膜制备：以热塑性塑料的新料、回收料或者新料与回收料的组合制备热塑性塑料薄膜；S5、叠加组坯：将步骤S3中经过涂敷偶联剂的单板与经步骤S4制备的塑料薄膜进行依次分层叠加铺装，完成叠加组坯；S6、加热滚压：使所述叠加组坯后的板坯连续通过加热装置，并对板坯进行多次滚压，滚压压力逐渐增大；S7、定厚冷却：将步骤S6加热滚压后的板坯通过多个定厚滚，通过水冷、气冷或水冷和气冷方式降低板坯温度，达到降温定厚的目的；S8、裁切：对经定厚冷却的板坯进行裁切，制得特定规格的板材。

本实施方式的技术效果是：通过对单板和塑料薄膜进行分层铺装实现了木塑复合材的连续生产，通过冷水对板材进行快速冷却定型，规避了保压冷却工艺耗时耗能的缺陷，提高了木质复合板的生产效率，同时有助于提高产品的力学性能和表面质量；此外，也使板材内部的木质原料和塑料的均匀分布，有利于改善板材的力学性能和表面质量。

具体实施方式2：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，在步骤S1中将所述的单板经锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制中一种或几种方法的组合，制成宽度为50mm~350mm的单板；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：改变木塑复合材制备中通常的木制原料加工方式，减少机械加工对木质原料的破坏，减少能耗，提高木材的利用率的同时提高单板的力学性能；以锯解、切割、裁剪、刨削、胶粘、压合或缝制等方法可以使幅面不达标的单板变得具有标准的幅面，以利于板材的标准化生产，同时有利于单板-塑料薄膜复合板的机械化制造。

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单板-塑料薄膜复合板的制备方法，在步骤S2中经过通风干燥、高温热处理和等离子处理中的一种或几种方法，使单板的含水量低于5%，同时降低单板的表面能；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：单板经过处理之后含水量得到控制，且表面能降低，有利于单板与塑料薄膜的复合，也使得板材的力学性能得到提升，使板材内部出现气泡的可能性变小，避免了因为气泡出现而带来的应力集中；同时由于单板表面能降低，有利于提高木材与塑料的界面结合强度。

具体实施方式4：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，所述薄膜的厚度为0.1mm~1mm，宽度为50mm~350mm；所述塑料薄膜的宽度大于或等于所述单板的宽度；其他与具体实施方式1相同。

本实施方式的技术效果是：对薄膜的厚度和宽度进行上述限定有利于降低塑料薄膜的使用量，可以在减轻板材自重的同时增加板材的强度，提高板材的强重比；而当塑料薄膜的宽度大于单板的宽度时，制备出的板材无需额外进行封边处理就可以具有较好的边部防水效果，不仅减少二度封边所带来的材料消耗和能量损失，更使板材的生产效率得到提升，使板材的使用场所和使用环境更加宽泛，具有更好的应用前景。

具体实施方式5：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，步骤S5中所述单板通过滚涂装置进行偶联剂的滚涂，所述滚涂装置通过旋转滚涂使单板的表面均匀滚涂上偶联剂，所述单板经所述滚涂装置滚涂后，至少有一面滚涂上所述偶联剂；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：偶联剂均匀滚涂在与塑料有接触的单板上，偶联剂起到粘接单板和塑料的作用，增加单板与塑料之间的界面接合，从而有助于提高最终产品的物理力学性能。

具体实施方式6：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，涂覆偶联剂的单板与塑料薄膜从下至上依次叠加铺装，当所述单板铺装在第奇数层时所述塑料薄膜则均铺装在第偶数层，当所述单板铺装在第偶数层时所述塑料薄膜则均铺装在第奇数层；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：憎水性的塑料薄膜将亲水性的单板进行包裹，阻隔了水分进入板材内部，使复合板具有防水性能，产品可用于室内高湿环境和户外。

具体实施方式7：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，步骤S5中所述经涂覆偶联剂的单板与热塑性塑料薄膜进行分层叠加铺装，所述塑料薄膜置于单板之间和板坯的上下表面，所述叠加组坯步骤S5在连续运行的钢带上完成；其他与具体实施方式6相同。

本实施方式的技术效果是：分层叠加铺装有利于提高板材性能，且依此方式组坯板材的表面耐水性和表面光滑度均有明显的改善。

具体实施方式8：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，步骤S6中所述加热装置能够使塑料熔化，其温度范围为100℃~300℃；所述加热装置具有多个加热区段，每个加热区段的加热温度可分别进行控制；所述滚压通过上下压辊之间的转动滚压实现，滚压过程所使用的压辊能够根据需要进行相对位置调整，通过控制压辊之间的距离能够控制板材的密度；所述上下压辊成对设置，且上下压辊为多组，所述上下压辊之间的距离在板坯前进方向上逐渐变小；其他与具体实施方式1-7中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：塑料经过不同的温区进行加热，受热逐渐熔化，并与偶联剂相互作用，起到粘接单板的作用，通过加热温度的不同，可以控制塑料熔化和膨胀的程度，在加热的同时降低复合板的厚度，实现产品的定厚和定型。

具体实施方式9：结合图1说明本实施方式，所述塑料是PP、PE、HDPE、PS中的一种或多种的组合；其他与具体实施方式1-8中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：可以在较低加热温度情况下熔化塑料，同时在此温度下单板不会发生剧烈的热分解，有助于提升复合板的力学强度。

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单板-塑料薄膜复合板的制备方法，在所述步骤S6中还具有密封封边的步骤，即在加热滚压的同时，在板坯的两侧添加熔融的塑料，对板坯的两侧进行密封封边；其他与具体实施方式1-9中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：复合板的两侧由憎水性的塑料进行密封，防止外界水分从两侧进入复合板材内部，有助于提升产品的防水性能。

具体实施方式11：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，所述步骤S7中定厚冷却需将板坯冷却至60℃以下；其他与具体实施方式1-10中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：可以防止复合板中的热塑性塑料在降温过程中收缩，产生内部应力和表面凹陷，从而使产品表面平滑，也有助于提升产品的合格率。

具体实施方式12：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，步骤S8中裁切加工采用圆锯机进行；其他与具体实施方式1-11中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：可以根据要求截取特定尺寸的复合板。

具体实施方式13：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种单板-塑料薄膜复合板的制备方法，在所述步骤S7之前还具有表面处理的步骤，即对板材表面进行砂光或涂饰的表面处理；其他与具体实施方式1-12中任一项相同。

本实施方式的技术效果是：有助于提升复合板的表面光滑度，经过涂饰后提升产品的美观性。