一种仿木纹共挤塑木型材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种仿木纹共挤塑木型材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 塑木，也称作木塑，就是以植物纤维为主原料，与塑料经加热混合并冷却成型的一 种新型复合材料，它既保持了实木材料的自然感，又具有塑料良好的防潮耐水，耐酸碱，抑 真菌，防虫蛀等性能，适用范围广泛，几乎可涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它类似 复合型材的使用领域，在建筑室内外装饰、家具行业应用较多，尤其在户外地板方面得到最 大量的应用。塑木材料同时也解决了塑料、木材行业废弃资源的再生利用问题，塑木材料的 主要特点为：原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化。
[0003] 目前市面上各类共挤塑木型材，通常采用单色表面，部分采用木纹辊加热烫印花 纹，但现有的做法通常获得的木纹线条不够自然，而且木纹过于平面化，不同于户外实木型 材有一定的高低起伏变化性，与实木型材相比，在颜色的深浅层次变化与自然纹理效果方 面，还有较大差距，导致用户体验差。另一方面，普通的塑木型材存在一些有待改进的弱点， 褪色、表面粉化是塑木型材的在经过若干年使用后经常会出现的问题，这与塑木型材中植 物纤维的高添加量有关；但是仅仅通过简单地降低植物纤维的添加，同时提高塑料与助剂 的添加量，必然带来成本的巨大提高。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种仿木纹共挤塑木型材，所述塑木型材包括 面层和基材，面层中塑料与功能助剂的添加量高于基材，有利于降低成本；面层采用主色、 副色进行颜色调节，可以更好地塑造面层颜色深浅与层次变化的效果，用户体验提升；本发 明还提供了一种仿木纹共挤塑木型材的制备方法，采用共挤的方法在塑木基材表面包覆面 层，只对面层进行性能强化；制备的塑木型材不仅价格低廉，具有优良的耐水防腐和耐老化 性能，还具备了拟真和自然的仿真木材纹理、颜色层次和质感，有利于用户体验的提升。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种仿木纹共挤塑木型材，包括面层和基材，所述面层包 括主色组分和副色组分；按重量份计，所述主色组分包括以下组分：沙林树脂15~30,超 高分子量聚乙烯（UHMWPE) 5~20,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,无机填料5~15,植物纤 维粉5~20,润滑剂1~3,相容剂1~2,抗氧剂0. 5~2,光稳定剂0. 5~2,第一无机矿 物颜料1~6 ;所述副色组分包括以下组分：沙林树脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,无机填料5~15,植物纤维粉3~20,润滑剂1~ 3,相容剂1~2,抗氧剂0. 4~2,光稳定剂0. 4~2,第二无机矿物颜料8~20 ;
[0006] 按重量份计，所述基材包括以下组分：聚乙烯再生料（PE再生料）25~35,植物纤 维粉50~70,无机填料10~20,润滑剂1. 5~3,抗氧剂0. 1~0. 5,第三无机矿物颜料 0~4〇
[0007] 根据美国菲利普石油公司的划分方法，分子量在150万以上的聚乙烯称为"超高 分子量聚乙烯（UHMWPE) "。
[0008] 所述高密度聚乙烯（HDPE)为主链中平均每1000个碳原子仅含几个支链，密度通 常为0. 946~0. 976g/cm3的聚乙烯。
[0009] 所述沙林树脂（Surlyn)是杜邦公司利用独特的生产工艺聚合而成，是乙烯-(甲 基）丙烯酸锌盐、钠盐、锂盐等离子键聚合体。
[0010] 所述仿木纹共挤塑木型材在面层中的塑料与功能助剂的添加量高于基材，这样既 不明显提高成本，又解决了产品表面长期户外老化后出现褪色与粉化的问题，制备的塑木 型材的耐水防腐和耐老化性能增强，而且更加经久耐用；另一方面，所述面层包括主色组分 和副色组分，使塑木共挤型材的表面颜色呈现一定程度的深浅层次变化，这两种面层组分 按照某种树种实木的颜色深浅层次变化进行配方设定，且分为主、次，更好的塑造出颜色深 浅与层次的变化效果，使面层具备拟真和自然的仿真木材纹理、颜色层次和质感，有利于用 户体验的提升。
[0011] 优选地，所述面层还包括第三色组分，按重量份计，所述第三色组分包括以下组 分：沙林树脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30， 无机填料5~15,植物纤维粉3~20,润滑剂1~3,相容剂1~2,抗氧剂0. 4~2,光稳定 剂0. 4~2,第四无机矿物颜料8~20。
[0012] 更优选地，按重量份计，所述第三色组分包括以下组分：沙林树脂5~10,超高分 子量聚乙烯30,高密度聚乙烯5~10,无机填料5~10,植物纤维粉3~10,润滑剂1. 5~ 2. 5,相容剂1~1. 5,抗氧剂0. 4~0. 8,光稳定剂0. 4~0. 8,第四无机矿物颜料8~20。
[0013] 第三色组分的添加，可以增强塑木型材的颜色调控能力，使得塑木型材的木纹以 及颜色的深浅与层次效果更加逼真，木质感更强，用户体验大大提升。
[0014] 优选地，按重量份计，所述主色组分包括以下组分：沙林树脂15~30,超高分子量 聚乙烯5~10,高密度聚乙烯30,无机填料5~10,植物纤维粉5~12,润滑剂1. 5~3， 相容剂1~2,抗氧剂0. 5~1，光稳定剂0. 5~1，第一无机矿物颜料2~6 ;所述副色组 分包括以下组分：超高分子量聚乙烯30,沙林树脂5~10,高密度聚乙烯5~10,无机填料 5~10,植物纤维粉3~10,润滑剂1. 5~2. 5,相容剂1~1. 5,抗氧剂0. 4~0. 8,光稳定 剂0. 4~0. 8,第二无机矿物颜料8~20 ;
[0015] 按重量份计，所述基材包括以下组分：聚乙烯再生料25~35,植物纤维粉50~ 70,无机填料10~20,润滑剂2~3,抗氧剂0. 1~0. 3,第三无机矿物颜料0~4。
[0016] 优选地，所述面层和基材中的植物纤维粉包括木粉、稻壳粉、竹粉和秸杆粉中的至 少一种。
[0017] 优选地，所述面层和基材中的无机填料包括滑石粉、碳酸钙、粉煤灰、陶土、云母 粉、石棉粉、蒙脱土等，或者任意两者的混合物。
[0018] 所述面层和基材中的无机填料价格低廉，不仅可以强化塑木型材的耐水防腐和耐 老化性能，又不会明显提高成本。
[0019] 优选地，所述第一无机矿物颜料、第二无机矿物颜料、第三无机矿物颜料及第四无 机矿物颜料分别独立选自钛白粉、铁红、铁黄、铁绿、铁棕、铁蓝、铁黑、炭黑、群青、钛青蓝和 铬黄中的一种或两种以上的组合。
[0020] 优选地，所述主色组分、副色组分和第三色组分中的光稳定剂为受阻胺类光稳定 剂。
[0021] 所述受阻胺类光稳定剂具有捕获自由基、分解过氧化物的能力，其光稳定效果是 传统吸收型光稳定剂的2~4倍。受阻胺类光稳定剂除了具有光稳定作用外，还有抗氧化、 吸收紫外线等多种功能，且与抗氧剂有良好的协同效应；受阻胺类光稳定剂不会使树脂着 色，且与PE树脂具有良好的相容性,低毒或无毒。
[0022] 优选地，所述仿木纹共挤塑木型材为板状。
[0023] 优选地，所述仿木纹共挤塑木型材的面层包覆在所述基材的上、下、左、右四壁，所 述面层的上表面设置有仿木纹；所述仿木纹具有高低起伏变化性。
[0024] 第二方面，本发明提供了一种仿木纹共挤塑木型材的制备方法，包括以下步骤：
[0025] (1)面层混料和造粒：按照面层的组成称取面层物料加入到高速混合机中混合； 然后将混合好的面层物料加入到造粒挤出机中进行加热塑化，然后切粒制得面层粒料；所 述面层包括主色组分和副色组分，根据对主色物料和副色物料分别进行造粒，分别得到主 色粒料和副色粒料；
[0026] 所述主色组分包括以下组分：沙林树脂15~30,超高分子量聚乙烯（UHMWPE)5~ 20,高密度聚乙烯（HDPE)5~30,无机填料5~15,植物纤维粉5~20,润滑剂1~3,相容 剂1~2,抗氧剂0. 5~2,光稳定剂0. 5~2,第一无机矿物颜料1~6 ;所述副色组分包 括以下组分：沙林树脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,无机填料5~15,植物纤维粉3~20,润滑剂1~3,相容剂1~2,抗氧剂0. 4~ 2,光稳定剂0. 4~2,第二无机矿物颜料8~20 ;
[0027] (2)基材混料和造粒：按重量份数：聚乙烯再生料（PE再生料）25~35,植物纤维 粉50~70,无机填料10~20,润滑剂1. 5~3,抗氧剂0. 1~0. 5,第三无机矿物颜料0~ 4，称取基材物料加入高速混合机中混合；再将混合好的基材物料加入到造粒挤出机中进行 高温加热塑化，但不使用模头；所得塑化均匀的物料经过破碎机破碎后冷却后，制得基材粒 料；
[0028] (3)同步挤出：将步骤（1)得到的多种面层粒料经过普通搅拌机混合均匀后送入 面层挤出机中，将步骤（2)得到的基材粒料送入基材挤出机中，所述面层挤出机和基材挤出 机都与共挤挤出模具相连接，然后面层材料与基材通过同一模具同时挤出制得初步的共挤 型材；
[0029] (4)表面处理：步骤（3)得到的初步的共挤型材经挤出后还未冷却时，同步经过仿 木纹压花辊，进行冷辊压花，经过压花之后的共挤型材经冷却后获得共挤塑木型材成品。
[0030] 优选地，步骤（1)中所述面层还包括第三