专利名称：一种轻质木塑复合材料及其制造方法
技术领域：
本发明属于复合材料领域，更具体涉及一种轻质木塑复合材料的及其制造方法。
背景技术：
木塑复合材料是国内外近年来蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、 聚丙烯和聚氯乙烯等，代替树脂胶粘剂，与一定数量的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维 混合而成的新型木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材 或型材。木塑复合材料因具有木材和塑料的双重优点，而被广泛应用于室内装修及户外 使用。公开号为“1513918A”的发明公开了一种木塑复合材料及其制备方法和应用， 该复合材料包含有回收塑料、木质纤维以及树脂相容剂等组分，其制备方法涉及由木质 纤维改性塑料而得到的复合材料。该复合材料有较高的强度及韧性，并且其成型加工性 也得到很大改善。但其生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有木塑复合材料生产上存在成本高、生产效率低的缺 点，提供一种轻质木塑复合材料及其制造方法。本发明的原料配方成本降低、制造工艺 简单且易控制、产品稳定性好、密度低并具有一定的强度。本发明是通过如下技术方案实施的
一种轻质木塑复合材料的配方及其质量份数为可发性聚苯乙烯30 100份、木纤 维50 300份、偶联剂1 3份、胶粘剂4 30份。所述的可发性聚苯乙烯为可发性聚苯乙烯粒子，其粒径为0.3 1.8mm。所述的木纤维为中密度纤维板生产中所使用的未施过胶的木纤维。所述的偶联剂为硅烷偶联剂。所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的任意一种。该复合材料可进一步添加质量份数为3 30份的阻燃剂。所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧 化铝、十溴二苯乙烷中的任意一种或几种。该轻质木塑复合材料的制造方法的具体步骤为
1)将木纤维干燥至含水率为2 5%；
2)将1 2份偶联剂喷洒到木纤维表面；
3)将步骤2)得到的木纤维与可发性聚苯乙烯按比例混合，并将胶粘剂喷洒在上
4)将步骤3)得到的物料均勻搅拌后进行组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻质木塑复合材料。在所述步骤3)中可进一步按所述质量份数添加阻燃剂，并按所述步骤4)进行 组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻质木塑复合材料。所述的预压的压力为0.8 l.OMPa，热压过程中单位压力0.8 2.5MPa，温度为 140 - 220°C,热压时间为每毫米板厚20s 60s。本发明的优点为
(1) 本发明所制得的木塑复合材料密度低，强度好、防水性能好，尺寸稳定性 好，各项性能优于轻质纤维板。可广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。(2) 本发明制得的轻质木塑复合材料，密度小于0.45g.cm 3，含水率3 — 10%, 2h吸水厚度膨胀率《8%，静曲强度汤MPa，内结合强度劝.15MPa，导热系数0.03 — 0.05W/m.K。该轻质木塑复合材料可代替MDF、刨花板等广泛使用于家具材料、包装材 料和墙体材料，具有节约木材资源的重要意义。(3) 本发明还可以通过如下措施完善①制造方法中所用原料为EPS，可选用 本身阻燃型的EPS粒子并在成型过程中施加一定量的阻燃剂，以达到产品的阻燃要求， 以更安全地用于室内；②将所制得的轻质木塑复合材料，可以将其双面进行饰面处理， 以提高其装饰效果，可直接使用。
具体实施例方式一种轻质木塑复合材料的配方及其质量份数为可发性聚苯乙烯30 100份、 木纤维50 300份、偶联剂1 3份、胶粘剂4 30份。所述的可发性聚苯乙烯为可发性聚苯乙烯粒子，其粒径为0.3 1.8mm。所述的木纤维为中密度纤维板生产中所使用的未施过胶的木纤维。所述的偶联剂为硅烷偶联剂。所述的胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的任意一种。该复合材料为了增加其阻燃效果，可进一步添加质量份数为3 30份的阻燃剂。所述阻燃剂为磷酸氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧 化铝、十溴二苯乙烷中的任意一种或几种。该轻质木塑复合材料的制造方法的具体步骤为
1)将木纤维干燥至含水率为2 5%；
2)将1 2份偶联剂喷洒到木纤维表面；
3)将步骤2)得到的木纤维与可发性聚苯乙烯按比例混合，并将胶粘剂喷洒在上
4)将步骤3)得到的物料均勻搅拌后进行组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻 质木塑复合材料。在所述步骤3)中可进一步按所述质量份数添加阻燃剂，并按所述步骤4)进行 组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻质木塑复合材料。所述的预压的压力为0.8 l.OMPa，热压过程中单位压力0.8 2.5MPa，温度为 140-220°C,热压时间为每毫米板厚20s 60s。
所述步骤3)中胶粘剂的用量，若为二苯基甲烷二异氰酸酯胶(MDI胶)可用 4 10份，而脲醛树脂胶(UF胶)或者酚醛树脂胶(PF胶)的用量可用10 30份。所述步骤4)的热压过程中，当轻质木塑复合材料的厚度在30mm以内时，热压 时间为每毫米板厚20s 60s。当厚度大于30mm以上时，热压时间应更长。本发明下面结合实施来予以阐明。实施例1
①用木纤维干燥至含水率为2%，并取300份；②将1份硅烷偶联剂通常压缩空气 雾化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与可发性聚苯乙烯30份混合，粒径为 0.3mm,并将12份PF胶粘剂喷洒在上面；④然后均勻搅拌后进行组坯成型，再进行预 压，预压的压力为0.8MPa，预压时间3min;⑤最后进行热压，单位压力为1.2MPa、时 间lOmin、温度为160°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的轻质木塑复合材料。实施例2
①用木纤维干燥至含水率为3%，并取100份；②将1份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与30份可发性聚苯乙烯粒子混合，粒径 为1.8mm，并将13份UF胶粘剂喷洒在上面；④然后均勻搅拌后进行组坯成型，再进行 预压，预压的压力为l.OMPa，预压时间5min;⑤最后进行热压，单位压力为0.8MPa、 时间llmin、温度为160°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的轻质木塑复合材料。实施例3
①用木纤维干燥至含水率为5%，并取50份；②将2份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与30份可发性聚苯乙烯粒子混合，粒径 为0.4mm，并将4份MDI胶粘剂喷洒在上面；④然后均勻搅拌后进行组坯成型，再进行 预压，预压的压力为0.9MPa，预压时间IOmin ；⑤最后进行热压，单位压力为2.5MPa、 时间12min、温度为140°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的轻质木塑复合材料。实施例4
①用木纤维干燥至含水率为5%，并取100份；②将1份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与30份可发性聚苯乙烯粒子混合，粒径 为1.0mm，并将5份MDI胶粘剂喷洒在上面；④然后均勻搅拌后进行组坯成型，再进行 预压，预压的压力为0.9MPa，预压时间8min，预压时间6min;⑤最后进行热压，单位压 力为2.0MPa、时间5min、温度为160°C的条件下热压得到厚度为15mm厚的轻质木塑复 合材料。实施例5
①用木纤维干燥至含水率为5%，并取300份；②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与100份可发性聚苯乙烯粒子混合，并 将30份PF胶粘剂喷洒在上面；④然后均勻搅拌后进行组坯成型，再进行预压，预压的压 力为0.8MPa;⑤最后进行热压，单位压力为1.5MPa、时间6min、温度为220°C的条件下 热压得到厚度为12mm厚的轻质木塑复合材料。实施例6
①用木纤维干燥至含水率为5%，并取300份；②将3份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与100份可发性聚苯乙烯粒子混合，并进行喷洒30份UF胶粘剂与30份三氧化二锑的混合物；④然后均勻搅拌后进行组坯成 型，再进行预压，预压的压力为l.OMPa;⑤最后进行热压，单位压力为1.5MPa、时间 12min、温度为160°C的条件下热压得到厚度为12mm厚的轻质木塑复合材料。实施例7
①用木纤维干燥至含水率为5%，并取100份；②将1份硅烷偶联剂通常压缩空气雾 化喷洒木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与100份可发性聚苯乙烯粒子混合，并进 行喷洒15份UF胶粘剂；④然后均勻搅拌15份硼酸锌和氢氧化镁的混合物后进行组坯 成型，再进行预压，预压的压力为l.OMPa;⑤最后进行热压，单位压力为1.5MPa、时间 15min、温度为160°C的条件下热压得到厚度为15mm厚的轻质木塑复合材料。实施例8
①用木纤维干燥至含水率为2%，并取210份；②将2份硅烷偶联剂通常压缩空气 雾化喷洒到木纤维表面；③将步骤②得到的木纤维与90份可发性聚苯乙烯粒子混合，并 进行喷洒20份磷酸氢二铵与20份UF胶粘剂的混合物；④然后均勻搅拌后进行组坯成 型，再进行预压，预压的压力为l.OMPa;⑤最后进行热压，单位压力为1.5MPa、时间 13min、温度为180°C的条件下热压得到厚度为15mm厚的轻质木塑复合材料。需要说明的是(1)为了提高阻燃性能，可用阻燃型可发性聚苯乙烯粒子替 代；(2)可通过厚度规进一步控制热压后产品的厚度；(3)通过以上实施方案所得到 的轻质木塑复合材料，可用装饰单板、高压装饰板等装饰材料对其单面或者双面饰面。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化 与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述复合材料的配方及其质量份数为可 发性聚苯乙烯30 100份、木纤维50 300份、偶联剂1 3份、胶粘剂4 30份。
2.根据权利要求1所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述的可发性聚苯 乙烯为可发性聚苯乙烯粒子，其粒径为0.3 1.8mm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述的木纤维为中 密度纤维板生产中所使用的未施过胶的木纤维。
4.根据权利要求1所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述的偶联剂为硅 烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述的胶粘剂为二 苯基甲烷二异氰酸酯胶、脲醛树脂胶、酚醛树脂胶中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于该复合材料可进一 步添加质量份数为3 30份的阻燃剂。
7.根据权利要求6所述的一种轻质木塑复合材料，其特征在于所述阻燃剂为磷酸 氢二铵、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸盐、氢氧化镁、氢氧化铝、十溴二苯乙烷中的任 意一种或几种。
8.—种如权利要求1所述的轻质木塑复合材料的制造方法，其特征在于所述制造 方法的具体步骤为1)将木纤维干燥至含水率为2 5%；2)将1 2份偶联剂喷洒到木纤维表面；3)将步骤2)得到的木纤维与可发性聚苯乙烯按比例混合，并将胶粘剂喷洒在上4)将步骤3)得到的物料均勻搅拌后进行组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻 质木塑复合材料。
9.根据权利要求6所述的一种轻质木塑复合材料以及根据权利要求8所述的一种轻质 木塑复合材料的制造方法，其特征在于在所述步骤3)中可进一步按所述质量份数添 加阻燃剂，并按所述步骤4)进行组坯成型，再进行预压，最后热压得到轻质木塑复合材 料。
10.根据权利要求8或9所述的一种轻质木塑复合材料的制造方法，其特征在于所 述的预压的压力为0.8 l.OMPa，热压过程中单位压力0.8 2.5MPa，温度为140 — 220°C， 热压时间为每毫米板厚20s 60s。
全文摘要
本发明涉及一种轻质木塑复合材料及其制造方法，该复合材料的配方及其质量份数为可发性聚苯乙烯30～100份、木纤维50～300份、偶联剂1～3份、胶粘剂4～30份。其制造工艺为先将木纤维干燥至含水率2－5%，而后对木纤维进行用硅烷偶联剂表面处理然后与EPS进行混合，再进行施胶、组坯、预压，最后热压成型得到轻质木塑复合材料。本发明制造的轻质木塑复合材料，具有比通常木塑复合材料密度低、生产工艺简单、成本低、物理力学性能优越且加工使用方便等特点，可广泛用作家具材料、包装材料和墙体材料使用。
文档编号C08L97/02GK102020862SQ20111000281
公开日2011年4月20日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者林铭, 饶久平 申请人:福建农林大学