专利名称：纤维聚合物复合材料(fpc)的制作方法
技术领域：
本发明涉及本领域广为人知的复合材料——纤维聚合物复合材料[FPC，也称作纤维素聚合物材料(CPC)]，其中一组重要的复合材料称作木质聚合物复合材料(WPC)。更具体地，本发明涉及制造FPC材料的方法，该方法为所述材料提供了所需的着色外观；本发明涉及着色FPC材料。
背景技术：
FPC材料包含特定的有机纤维组分，如木材锯末组分，它分散并包埋在由固化聚合物组分形成的基质中。这种FPC材料通常这样制备对包含颗粒状纤维组分和颗粒状聚合物组分的颗粒状可流动预混物进行混合，得到可流动的受热糊剂，然后一般通过挤塑将其制成人造制品(artefact)，并通过干预使其固化或令其自然固化，得到固化人造制品形式的产品，所述人造制品包含固化聚合物基质，纤维有机组分颗粒分散在其中，作为纤维增强剂和填充剂。
本发明人注意到，这种FPC材料过去是通过向可流动预混物中加入颗粒状或粉末状的颜料母粒进行着色的，颜料母粒颗粒在混合过程中分散在可流动受热糊剂的聚合物组分中，因而当糊剂固化形成人工制品时，它们与纤维组分颗粒一起分散在由固化聚合物组分形成的基质中，其作用是在聚合物组分固化之后为人造产品着色。
现有的这种方法的缺点是，纤维组分的纤维状颗粒基本上没有着色，其原因是没有纤维状颗粒借助聚合物组分或任何颜料颗粒分散在聚合物组分中，因而纤维状颗粒和基质通常具有明显不同的颜色。这使固化产品在外观上有斑点，产品的斑点是由位于或靠近基质表面的颗粒形成。此外，基质中通常位于或靠近其表面的纤维状颗粒在气候因素侵蚀下容易发生漂白，特别是在受到阳光中的紫外线作用时，因而加重了不需要的斑驳外观。
FPC材料的主要用途之一(如果不是最主要的话)是挤塑形成板材，用于人行道、地板，尤其是甲板，在这种情况下挤塑出的板材上通常带有花纹，赋予它们防滑特性，这在它们被润湿的情况下特别有用。在使用中，这种板材常常因步行者而受到磨损，这会磨掉位于纤维颗粒上面的基质表面层，因而不能保护颗粒的纤维材料免受UV侵蚀。这种侵蚀作用通常会加重不希望的斑驳外观，使其加速恶化，因为所述颗粒的颜色往往在开始时就比基质的颜色浅，受侵蚀后通常进一步变白。
不难理解，当人造产品是按照特定的颜色型号或颜色规格销售的时候，斑驳的外观，尤其是外观的任何变化，会给用旧或受损的人造产品的更换带来麻烦。因此，举例来说，如果用于人行道、地板或甲板的板材在阳光作用下风化，因而需要更换新的板材，那么会进一步造成不想要的打补丁的样子，因为新换的板材没有受到侵蚀，其整体颜色和斑驳外观不同于余下的板材，这种差异是非常突兀的。
本发明准备解决，至少减轻上述问题。
发明内容
本发明一方面提供了制造纤维聚合物复合材料(FPC)的方法，具体是通过混合颗粒状有机纤维组分与可模塑的聚合物组分，得到经加热的可流动糊剂，将该糊剂成形为人造制品，并使其固化或让其自然固化，得到分散有纤维组分的颗粒的固体基质，该方法包括在固化聚合物组分形成基质之前，通过用着色材料浸渍纤维颗粒对所述纤维颗粒进行着色的步骤。
虽然原则上可以在混合期间对颗粒状纤维组分和聚合物组分进行混合，成为或多或少是连续的，且至少部分软化而呈可流动的糊状或熔融形式，但混合纤维组分和聚合物组分以得到经加热的可流动糊剂的步骤，可通过混合颗粒状纤维组分和颗粒状聚合物组分的颗粒预混物更加方便地进行，其中预混物包含纤维组分颗粒和聚合物组分颗粒。
此外，虽然原则上可以在混合过程中以及使糊剂固化成人造制品之前对纤维颗粒着色，但预期通常在混合之前对纤维颗粒着色，例如在形成颗粒预混物之前或期间，也就是将纤维颗粒分散在可流动糊状热塑性组分中之前。
本发明考虑在浸渍到纤维颗粒时采用所谓染色牢固的着色材料或颜料，因为即使处于恶劣的气候环境下，如暴露于阳光、水(如海水)或其组合等时，浸渍的气流的颜色很难变化或褪色，优选基本上不变化或褪色。
对纤维颗粒进行浸渍时，可以使它们与着色液接触，使着色液或让着色液经由颗粒表面上的表面孔，进入纤维颗粒内部的互连孔穴和/或通道。在此情况下，纤维颗粒与着色液的接触可通过将着色液喷淋在纤维颗粒表面上实现。自然地，根据液体着色材料的性质，它也可以用来对聚合物组分着色，尤其是在混合期间与纤维颗粒接触的时候。
用于喷淋的着色材料或颜料呈液态，以便于其通过喷淋来浸渍和分散到纤维颗粒中，喷淋操作可借助雾化方便地进行，因而在纤维颗粒表面喷淋的着色材料为类似于蒸汽的薄雾状细小喷雾。如上所述，在混合之前，例如在形成颗粒预混物之前或期间对纤维颗粒进行着色时，可以在纤维颗粒滚动的过程中将喷雾、蒸汽或薄雾导向纤维颗粒，其中纤维颗粒可以单独存在或作为预混物的一部分。滚动操作可以通过旋转混合器、带式搅拌机或高速混合器实现。
在浸渍着色液之前，可以将纤维颗粒置于不足1个大气压的压力或真空压力下，通过表面孔从纤维颗粒内部的互连孔穴和/或通道抽出气体、蒸汽和/或液体，以利于在后面用着色液浸渍。颗粒所处的不足1个大气压的压力可以在30-70千帕，通常为40-50千帕的绝对压力范围内，相当于软真空；在浸渍着色液之前，颗粒可以处于不足1个大气压的压力下30-60秒，以促进从纤维颗粒中充分抽出气体、蒸汽和/或液体。
可以对纤维颗粒进行干燥，以补偿在浸渍着色液时进入纤维颗粒的不需要的液体。关于这一点，应当记住的是，一方面在不足1个大气压的压力下从颗粒中抽出的气体、蒸汽和/或液体通常包含空气的气态和蒸气组分以及液态水，干燥通常所起的作用也类似地是从纤维颗粒中除去液态水或水蒸汽，另一方面所用的任何着色液通常都是含水的或水基的。
浸渍着色材料的纤维颗粒在浸渍之前，其含湿(水)量最多为5质量％，这在本领域被看作或多或少是干燥的。在此情况下，该方法可包括预干燥步骤，用来将纤维颗粒中的含湿(水)量降低到所需数值，例如最多20质量％，通常为2-20％，优选5-15％。作为替代步骤或补充步骤，可以对包含浸渍着色液的颗粒进行干燥，其目的同样是为了达到所需的含湿(水)量，例如最多20质量％，通常为2-20％，优选5-15％。但是，如果需要，原则上在本领域看来或多或少湿润的纤维颗粒上，例如含湿(水)量在20-40质量％的纤维颗粒上，也可以对着色材料进行浸渍。
着色材料可以浸渍到纤维颗粒表面下至少5微米的深度，通常为5-10微米。当然，除非单个颗粒太小，以至于它们被完全浸渍了着色材料而达到饱和。关于这一点，本申请人发现，如果着色材料的用量达到纤维组分的至少1质量％，例如纤维组分∶着色材料的干质量比最多为200∶1，优选30∶1-150∶1，通常为100∶1，那么着色材料可以渗透到纤维颗粒的足够深度。
纤维颗粒可以是颗粒形式，其形状可近似为立方形或球形，或者可以是近似拉长的，呈纤维或线状。当然也可以采用所述颗粒形状组合的纤维颗粒；纤维颗粒可以是丸粒形，通过对诸如锯末这样的颗粒纤维原料进行造粒而形成的。不管采用何种形式的纤维组分，它都具有纤维状的多孔内部结构，包含经由颗粒表面的孔与颗粒表面相通的内部互连孔穴和/或通道。
纤维组分与聚合物组分的混合可以通过同时挤出纤维组分和聚合物组分进行。同时挤出可以通过利用双螺杆挤出机共挤出来进行，所述挤出机为混合提供所需剪切力。相反，同时挤出也可以通过利用单螺杆挤出机挤出纤维组分和聚合物组分的可流动颗粒预混物来进行。在每种情况下，如果挤出和混合所提供的剪切作用不足以将聚合物组分加热到充分呈糊状的稠度，可以在需要的情况下补充加热。
通常按照先挤出人造制品，然后使挤出物冷却并固化，或者令其自然冷却并固化。来形成人造制品。但是，本发明原则上扩展到以下方法，可以通过在模具或模头中浇铸或模塑，例如注射模塑来形成人造制品，或者通过对冷却并混合的混合物的固化体或团块进行机加工来形成人造制品。虽然与有机纤维组分混合的可模塑聚合物组分通常具有热塑性，本发明原则上可以扩展到具有热固性的聚合物组分。当它们为热塑性时，可以简单地使聚合物组分通过冷却固化或自然状态下冷却固化；而当它们为热固性时，形成人造制品后可以继续加热，以使其固化。两种可能性都在本发明方法的考虑范围之内。
纤维组分颗粒可以是含纤维素的颗粒，选自亚麻、稻壳、藤条、黄麻、大麻、剑麻、椰子、洋麻、木材(例如来自木浆)、废纸和它们的合适混合物。纤维组分通常包含木质纤维，例如锯末颗粒。在本发明的一个具体实施方式
中，纤维组分包含锯末颗粒，特别是松树锯末。如果需要，纤维组分也可包含一种或多种无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维和它们当中两种或多种的合适混合物。
聚合物组分可选自聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙(聚酰胺)、聚酯、聚苯乙烯和它们当中两种或多种的合适混合物。聚合物组分除了前面热塑性的，也可以是热固性的，例如甲醛树脂。
所述方法包括在固化糊剂形成基质之前对聚合物组分着色。对纤维颗粒和聚合物组分进行着色时，可以选用匹配的颜色，以减少或消除固化人造制品中的任何斑驳外观，所述斑驳外观源自纤维颗粒与基质的色差，而选择的匹配颜色具有相同的色调、相同的反射率和相同的饱和度。对聚合物组分着色的步骤可包括在混炼之前，先掺混颗粒颜料和聚合物组分，例如掺混颗粒颜料母料与包含纤维颗粒和聚合物组分颗粒的预混物。对颗粒颜料和预混物进行混合可包括在形成预混物之前，用涂料涂敷聚合物组分颗粒，所述涂料是包含分散在基质中的颗粒颜料的着色材料，所述基质在混合过程中与聚合物组分材料混溶。
实际上，如果需要，纤维颗粒可以大致相同的方式着色，具体是在混合之前涂敷着色涂料，所述涂料在混合过程中充分液化，以便涂料中的着色材料浸入并渗透到纤维颗粒的多孔内部。可以相应地选择涂料，使其在混合温度下有足够低的粘度，以达到上述目的。在每种情况下，经过涂敷的颗粒形成所谓的有色珠，所述涂料通常是包含颜料颗粒的蜡基涂料。一方面，可以选择涂敷聚合物颗粒的涂料，作为对聚合物基质着色的母粒；另一方面，可选择另一种涂料对纤维颗粒进行涂敷，所述涂料在混合温度能形成着色液，用于浸渍纤维颗粒。在所有情况下，可在形成纤维颗粒和聚合物颗粒的预混物之前施涂涂料。
一般而言，用来对聚合物组分和纤维组分着色的着色材料或颜料可以相同，也可以不同。颜料或着色材料可以是有机物、无机物或它们的组合。此外，如果需要，所用任何着色材料，特别是液体材料，可以用作向可流动糊剂引入添加剂的运载体，如UV抑制剂、热稳定剂、阻燃剂、阻烟剂、挤出助剂(如润滑剂)、偶联剂、粘合剂等。当采用挤出方法形成人造制品时，聚合物组分可包含一种或多种常见润滑剂，其比例为本领域常用比例，以促进有效挤出。这种润滑剂可选自聚合物蜡，例如硬脂酸锌或亚乙基双硬脂酰胺或它们的混合物。例如，润滑剂可以是硬脂酸锌/亚乙基双硬脂酰胺的混合物，润滑剂混合物可占流动糊剂的2-6质量％，优选3-5质量％。本申请人成功用作润滑剂/偶联剂的专利产品在南非可以商品名“Sasolwax H1”、“Sasolwax A28”、“Sasolwax B29”和“Sasolwax Enhance”购自Sasol有限公司。
从前面的叙述可以理解，根据本发明方法对纤维组分着色存在许多可能性，实际上也能对聚合物组分着色。因此，经过涂敷的颜料颗粒可以作为着色材料加入纤维颗粒中，或者加入纤维颗粒与聚合物组分的预混物中，其中聚合物组分也可以是颗粒形式。颜料颗粒上涂有一种材料的涂料，所述材料在混合温度下熔化成粘度足够低的流体，以渗入纤维颗粒，并将颜料颗粒带入纤维颗粒的多孔内部。颜料颗粒任选同时与经加热的可流动糊剂混合，从而对聚合物组分着色。因此，这里提出了通过一个着色步骤同时对纤维组分和聚合物组分着色的方法，特别是当用合适的涂料来涂敷颜料颗粒时，其中所述涂料可以是蜡或蜡状材料。
应当注意，所述方法可以根据需要连续地或分批地进行；混合操作可以在带有加热夹套的混合器中进行，加热夹套通过诸如空气、水或油这样的加热流体进行加热，或者通过电热元件或红外加热元件加热。当然，当该方法以连续方式进行时，可将着色材料加入混合步骤，加入速率与向混合步骤加入纤维组分和聚合物组分的速率相匹配。
还可预期，当所述方法以分批方式进行时，高速混合器可用于该混合步骤，而与用着色液体还是经过涂敷的颜料颗粒来对纤维组分着色无关。这种高速混合器产生的热量有助于颜料颗粒的涂层熔化并降低其粘度，所述颜料颗粒如上所述用蜡状涂料等涂敷。这种高速混合器也可用来对纤维颗粒着色，着色时采用其涂层已在混合步骤之前熔化的经涂敷的颜料颗粒。
当在着色过程中对纤维颗粒进行干燥，以补偿浸渍到其中的不需要的液体时，应当避免着色后过度干燥，因为这样会对最终的颗粒颜色造成不利影响。因此，如果必要的话，在着色过程中应当小心地将纤维颗粒含湿量的增加限制在(例如)0.5-2质量％，这样就可以避免在后续步骤中需要过分干燥。当然，当纤维颗粒在混合步骤当中而不是之前着色时，混合步骤产生的热量或加入该步骤的热量可用来从糊剂中以蒸气或蒸汽的形式驱除不需要的过量湿气，然后使糊剂固化，得到聚合物基质。
本发明另一方面提供了纤维聚合物复合材料(FPC)，它包含颗粒形式的有机纤维组分，所述有机纤维组分分散在基质形式的固化聚合物组分中，所述纤维颗粒通过浸渍在其中的着色材料进行着色。
有机纤维组分和聚合物组分在FPC材料中的质量比是纤维组分∶聚合物组分在1∶9-4∶1之间。纤维组分和聚合物组分可分别选自上面在有关方法的段落中提到的可能物质。通常，根据天然来源和制造厂所在国家的流行方式，普遍的组合是高密度或低密度聚乙烯与木质纤维，高密度或低密度聚丙烯与木质纤维，以及聚氯乙烯与木质纤维，所述木质纤维如松树锯末，这是本申请人成功使用过的。
因此，纤维组分尤其可以呈木质颗粒形式，而聚合物组分是聚氯乙烯(PVC)。聚合物组分可源自天然或者可循环利用，取决于用来形成人造制品的方法，人造制品材料的密度通常在1.1-1.4克/厘米3的范围内，但若在混合步骤选用发泡剂，此密度可减小，因而人造产品的基质是一定膨胀度的发泡材料，包含所需比例的少许空气——或者具有所需尺寸和/或尺寸分布的气泡或气袋。
基质可通过在其中分散着色材料而着色；可选择浸渍在纤维颗粒中的着色材料和分散在基质中的着色材料，以便为颗粒和基质提供基本相同的颜色，而且颜色具有基本相同的色调、反射率和饱和度，从而进一步消除产品外观上的任何补丁相或斑点。更具体地，在基质中分散的着色材料可以是和在纤维颗粒中浸渍的相同的着色材料，这样FPC材料在其风化之前，基本上没有因基质中存在的颗粒而产生的斑驳外观。
虽然FPC材料可以做成丸粒的形式，例如做成丸粒的材料或经过压制的颗粒材料，目的是销售给用它做各种人造制品的下游制造商，但它可以方便地直接做成人造制品形式，用来销售给终端用户。这种人造制品可以具有挤出轮廓，特别是可以具有挤出空心板材的形式。所述板材的至少一个面上可以具有花纹，它为板材提供了一个防滑表面，其中化纹是通过(例如)纵向延伸的肋或脊，以及将它们分开的纵向延伸的槽或沟形成的。板材具有空心内部，其中含有至少一个纵向延伸的成形结构，与挤出物的剩余部分成为一个整体。这种加固成形结构通常是肋或隔离结构，它们将板材的空心内部分成多个室，用来增强板材，并提高其抗弯曲的能力。
如上面介绍方法的段落所指出的，所述产品可包含各种添加剂，这些添加剂可根据其用途以常规比例存在，或者存在于最终产品中，或者用在其制造过程中。
虽然上面强调了空心板材，但所述复合材料可用于选自下面的一种或多种用途中实心板材、装饰性模制品或挤出物、窗框、门框、窗台、地板或甲板、容器及容器底板、货盘、建筑物侧壁的包覆物、水槽、招牌、儿童游戏场地设备、户外家具、狗窝等。
可利用本领域熟知的各种染色方法，用诸如媒染剂的化学试剂和/或其他活性化学试剂使着色材料更深地渗入纤维颗粒。
应当注意，关于本发明的方法和FPC材料，纤维颗粒的实际尺寸不是关键的，可在相当宽的范围内变化，可以大于或小于FPC材料领域的常规粒径。这些颗粒的粒径可小到5微米或更小，大到6毫米或更大，通常在5微米-6毫米的粒径范围内变化。然而，通过筛分纤维原料或筛分再磨的丸粒形纤维材料，可使颗粒粒径相当均匀。一方面，可以采用粒径范围为0.1-3毫米的粗颗粒，如粗锯末或再磨的丸粒形锯末，另一方面，也可以采用粒径范围为5-100微米的细颗粒，如木粉。
本申请人发现，当将同样的着色液喷淋在筛分的细颗粒上或使着色液与所述颗粒接触时，与同样的着色液喷淋在筛分的较粗颗粒上或着色液与所述粗颗粒接触相比，前者所得着色颗粒的颜色比后者所得着色颗粒的颜色淡一些，没有那么强烈，而且在着色到相同程度的情况下，细颗粒比粗颗粒需要更多的着色液。为了克解决这个问题，本申请人成功地采用了如下方法先将颗粒颜料或粉末颜料与细颗粒混合，得到干掺混物，然后使掺混物与为着色材料的悬浮液或溶液形式的着色液接触，着色材料按其性质可以是有机物和/或无机物。在这种情况下，实际上也是在一般情况下，所谓supplicant(表面活性剂或洗涤剂)可用来减小着色液的表面张力，促进颗粒对着色液的良好吸收或高吸收。关于这一点，本申请人为此目的而成功使用的表面活性剂可以商品名“Woodsperse50”购自Liquid Colours(Proprietary)有限公司(Modderfontein，South Africa)。
下面通过非限制性示例的方式，结合下面做过的实施例，对本发明进行说明。
实施例1采用有机纤维组分，它包含直径为6毫米、长度在5-30毫米之间的木质纤维丸粒。所述木质纤维丸粒由含湿量达到40质量％的松树锯末制成，所述锯末在热空气干燥器中干燥，直到含湿量为8-9质量％。
在造粒之前，向锯末中加入2-3质量％的水，使其含湿量达到10-12质量％，对锯末进行调理。然后通过造粒使锯末致密化，使调理的锯末通过旋转造粒模具来进行造粒。造粒过程中产生的热量将纤维丸粒的含湿量减少到7-8质量％。然后直接加工锯末丸粒，或者将其再研磨成粒径为0.8-2.1毫米的颗粒。颗粒锯末的含湿量始终保持在10质量％以下，在某些情况，进一步降低到1-2质量％。
根据具体情况，在各种情况下将锯末丸粒或再磨的锯末放到旋转混合器的混合室中。然后密封该旋转混合器并进行操作，使锯末丸粒或再磨的锯末在混合室中翻转。
在混合室中加入深棕色液体颜料，其为染色牢固的颜料溶液形式，由红色、黑色和黄色颜料的混合物组成，这些颜料可以商品名“Multisperse”购自LiquidColours(Proprietary)有限公司(69 Brunton Circle，Founderview，Modderfontein，Gauteng Province，Republic of South Africa)。将颜料溶液的薄喷雾喷射到翻转中的纤维丸粒或锯末上，根据具体情况可以在旋转混合器中，通过从混合器壁伸入混合室的受控的薄雾喷嘴进行喷射。根据具体情况，可以将6升液体颜料喷射在300千克的纤维丸粒或锯末上。为按需要将颜料浸渍到锯末中，根据具体情况，在总共15分钟的时间内将颜料加入锯末，即每10千克纤维丸粒或锯末需要1分钟。在将颜料浸渍到纤维丸粒或锯末的过程中，含湿量增加了2-4质量％。在各种情况下，不管是锯末丸粒还是再磨的锯末形式，都要喷射足够的颜料以达到有效饱和，并浸渍到丸粒或颗粒表面以下至少10微米的深度，除非整个颗粒达到饱和。每千克丸粒或锯末消耗约100克“Multisperse”颜料。
然后在料斗中，将粒径为1-3微米的颗粒形式的聚氯乙烯(PVC)的热塑性聚合物组分与颜色牢固的颜料颗粒丸粒或锯末混合，形成颜色牢固的锯末基纤维组分颗粒与聚氯乙烯聚合物组分颗粒的预混物。然后使预混物与常规润滑剂和其他挤出增强化学试剂一起通过双螺杆挤出机。挤出操作在140-190℃的高温下进行，使得纤维组分进一步干燥，其含湿量进一步降低。将纤维组分失去的水分排放掉，以防形成蒸汽并进入挤出模具。
合适的挤出模具根据要制造的复合材料人造制品所需的轮廓进行选择。所选模具决定了人造制品轮廓的形状。成形物从模具出来后，穿过模具下游端的冷却区，然后进入校准设备，成形物在此冷却，所选冷却方式要避免尺寸变形，随后在水浴中进行最终冷却。如果需要，接下来可将成形物切割成一定长度，特别是对于挤出的空心板材形式的人造制品，它们在挤出时，通常表面上有防滑花纹，内有增强肋。
作为本实施例的一个变化形式，提出让着色的预混物通过造粒模具，挤出直径为2-6毫米、长度为3-6毫米的丸粒，作为原料销售给下游用户，由它们挤出成形人造制品。
实施例2在实施例1所述方法的一个发展形式或变化形式中，重复实施例1，不同之处是，将松树锯末原料干燥到7-8质量％的含湿量后，对其筛分，得到1-6毫米范围内的均匀粒径，然后造粒。类似地，根据具体情况，造粒之后或再磨丸粒之后，并在将颜料溶液喷射到其上之前，对纤维组分再次筛分。如果是丸粒，则得到0.5-3毫米之间均匀长度的丸粒；如果是再磨材料，则得到0.25-2毫米之间均匀粒径的材料。
另外，除了如实施例1所述对纤维组分着色外，还要对PVC丸粒着色，具体是将其与颜料粉末的颜料母粒混合。颜料粉末由Polymer Colour Systems(Proprietary)有限公司(69 Brunton Circle，Founderview，Modderfontein，GautengProvince，Republic of South Africa)以商品名“Masterbatch VC Range”提供，其用量为3千克颜料粉末/150千克PVC。PVC和颜料粉末在一起均匀混合，然后将着色纤维丸粒与它们混合，形成最终的均匀混合物，接着在双螺杆挤出机中塑炼将所得混合物进行混炼，并在挤出之前进行加热除去水分。在实施例1中，诸如挤出用润滑剂、紫外线抑制剂、抗氧化剂和抗冲改性剂的合适的常规添加剂是在该混炼之前加入混合物的。
所得结果类似于实施例1，不同之处在于，产品外观上的斑点减少，为此目的对颜料喷雾和母料粉末的颜色进行了选择。
如实施例所述为本发明复合材料着色的方法，能够提供多少有一定色牢度的复合材料挤出物，该挤出物可在较长时间内保持其有色外观，哪怕它受到阳光和恶劣气候条件或者诸如水这样的环境影响。因此，本发明复合产品的色牢性可为产品提供耐久的美观外表。
权利要求
1.制造纤维聚合物复合材料(FPC)的方法，该方法是通过混合颗粒状有机纤维组分和可模塑聚合物组分，得到经加热的可流动糊剂，将该糊剂制成人造制品，并通过使其固化或让其自然固化，得到分散有纤维组分颗粒的固体基质，该方法的特征在于，它包括在固化聚合物组分形成基质之前，通过用着色材料浸渍纤维颗粒来对纤维颗粒着色的步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对纤维颗粒进行浸渍是通过使纤维颗粒与着色液接触，并迫使着色液通过颗粒表面上的表面孔进入纤维颗粒内部的互连孔穴和/或通道，或者使着色液自然进入所述互连孔穴和/或通道而进行的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，纤维颗粒与着色液的接触是通过将着色液喷射在纤维颗粒表面上而进行的。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在用着色液进行浸渍之前，可以将纤维颗粒置于不足1个大气压的压力或真空压力下，以通过表面孔从纤维颗粒内部的互连孔穴和/或通道抽出气体、蒸汽和/或液体，以利于此后用着色液进行浸渍。
5.如权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，对纤维颗粒进行干燥，以补偿在用着色液浸渍纤维颗粒时进入纤维颗粒的不需要的液体。
6.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，着色材料可以浸渍到纤维颗粒表面下至少5微米的深度。
7.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法包括在糊剂固化形成基质之前对聚合物组分着色。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对纤维颗粒和聚合物组分着色时，选用匹配的颜色进行着色，以减少或消除固化的人造制品中的任何斑驳外观，所述斑驳外观源自纤维颗粒与基质间的色差，而选择的匹配颜色具有相同的色调、相同的反射率和相同的饱和度。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，对为聚合物组分着色的步骤包括在混炼之前，混合颗粒颜料和预混物。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，混合颗粒颜料和预混物包括，在形成预混物之前，用涂料涂布聚合物组分颗粒，所述涂料是包含分散在基质中的颗粒颜料的着色材料，所述基质在混炼过程中与聚合物组分的材料混溶。
11.纤维聚合物复合材料(FPC)，它包含颗粒形式的有机纤维组分，所述有机纤维组分分散在基质形式的固化聚合物组分中，所述FPC材料的特征在于，所述纤维颗粒通过浸渍在其中的着色材料进行着色。
12.如权利要求11所述的FPC材料，其特征在于，有机纤维组分和聚合物组分在FPC材料中的质量比是纤维组分∶聚合物组分在1∶9-4∶1之间。
13.如权利要求11或12所述的FPC材料，其特征在于，纤维组分是木质颗粒形式，而聚合物组分是聚氯乙烯(PVC)。
14.如权利要求11-13中任意一项所述的FPC材料，其特征在于，基质由分散在其中的着色材料着色。
15.如权利要求14所述的FPC材料，其特征在于，对浸入纤维颗粒中的着色材料和分散在基质中的着色材料进行选择，以便为颗粒和基质提供基本相同的颜色，所述颜色具有基本上相同的色调、反射率和饱和度。
16.如权利要求15所述的FPC材料，其特征在于，分散于基质中的着色材料和浸入纤维颗粒中的着色材料是同一种着色材料，使FPC材料在风化之前，基本上没有因基质中存在的颗粒而引起的斑驳外观。
17.如权利要求11-16中任意一项所述的FPC材料，其特征在于，所述FPC料被制成丸粒的形式。
18.如权利要求11-16中任意一项所述的FPC材料，其特征在于，所述FPC材料被制成人造制品的形式。
19.如权利要求18所述的FPC材料，其特征在于，所述人造制品具有挤出的轮廓。
20.如权利要求19所述的FPC材料，其特征在于，所述FPC材料是挤出的空心板材的形式。
21.如权利要求20所述的FPC材料，其特征在于，所述板材的至少一个面上具有花纹，为板材提供了防滑表面，板材具有空心内部，其中含有至少一个纵向延伸的成形结构，该结构与挤出物的其余部分联成一个整体。
全文摘要
制造纤维聚合物复合材料的方法，具体是通过混合颗粒状有机纤维组分和可模塑聚合物组分，得到经加热的可流动糊剂。将所述糊剂制成人造制品，并通过使其固化或令其自然固化，得到其中分散有纤维组分颗粒的固体基质。该方法包括在固化聚合物组分形成基质之前，通过用着色材料浸渍纤维颗粒来对纤维颗粒着色的步骤。本发明还提供了纤维聚合物复合材料，它包含颗粒形式的有机纤维组分，所述有机纤维组分分散在基质形式的固化聚合物组分中。所述纤维颗粒通过浸入其中的着色材料进行着色。
文档编号B27N3/08GK1997492SQ200580017040
公开日2007年7月11日 申请日期2005年4月4日 优先权日2004年4月8日
发明者R·贝克 申请人:培莱－派克(控股)有限公司