本发明属于复合材料领域，涉及一种pet木塑复合材料制品，具体涉及一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品。
背景技术：
以热塑性塑料和木纤维、竹纤维或农作物纤维制备木塑材料，可以充分利用回收塑料及利用农林废弃物，具有良好的生态效益也具有较好的经济效益。废弃的木塑复合材料也可以经破碎重新进行生产，形成了循环使用的利用模式，符合发展循环经济和建设节约型社会的要求。木塑复合材料的利用，需要通过将木塑复合材料制造成具有不同功能的制品才能最终实现，现有木塑复合材料已经被广泛用于地板、栏杆、护墙板及建筑模板的制造。还有人以木塑复合材料制造了木塑百叶窗、木塑玻璃窗户等制品，实现了对木塑复合材料耐水、防腐、易成型特性的有效利用，凸显了木塑复合材料的优势。但木塑复合材料密度高，耐冲击性能和保温隔热性能劣于木材，还有待进一步改进；尤其是当这一材料用于建筑工程时对隔热保温、隔音降噪以及力学性能都有更高的要求，木塑复合材料制品在这些方面的性能都值得进一步提升。以现有技术的工艺对木塑复合材料进行发泡制得的发泡木塑复合材料和制品虽然密度下降，且隔热保温、隔音降噪性能可以得到一定程度的提升，但木塑复合材料发泡之后握螺钉力下降，会导致在安装活页或连接件的部位容易发生松动或破损，并不利于制造性能优越的木塑复合材料制品。
此外，在木塑复合材料中通过施胶加装实木芯的做法以及通过共挤加入实木芯的做法对实木芯材料的形状、含水率均有一定的要求，且由于实木材料的长度是受限的，在实木连接处出现破损和断裂的情况实难避免。且实木材料是一种非均质材料，其各向异性的特点较为明显，在木塑复合材料制品的开发中需要对使用实木芯的上述不足进行克服。pet，即聚对苯二甲酸乙二醇酯，其具有良好的机械强度、耐温性，耐磨性，良好的阻隔性、低的吸水性和良好的韧性，是热塑性聚酯中产量最大、价格最低廉的品种。pet聚酯泡沫材料具有质量轻、比强度大、刚性大、电绝缘性和隔热隔音性能优越的特点。现阶段常以pvc/pp/pe等树脂来生产木塑复合材料，但由于这些树脂基体的性能如耐变形、抗冲击强度、抗刮伤性等方面较之pet尚有一定差距，如果能以经过发泡的pet聚酯泡沫材料制备木塑复合材料及制品，可望使木塑复合材料获得更优越的性能，但由于pet的熔融温度高达250℃，在现有技术的木塑复合材料制造中难以加工和获得性能良好的木塑复合材料及制品，限制了pet木塑复合材料的生产及应用。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种力学性能好且具有隔热保温、隔音降噪效果的具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品。
为达到本发明的目的，本发明由木塑复合材料型材和配件组成，所述木塑复合材料型材经挤出工艺制得，所述木塑复合材料型材中还包括经挤出工艺同步制得的发泡pet夹芯，所述发泡pet夹芯至少为一个，且所述发泡pet夹芯四周均被木塑复合材料所包覆；所述木塑复合材料型材上连接有配件，所述配件包括连接件、执手、锁闭件、滑轨、玻璃、密封件和缓冲件中的一种或几种。
优选的，所述发泡pet夹芯的截面形状为矩形、圆角矩形或正六边形中的一种，所述发泡pet夹芯至少为三个，且所述发泡pet夹芯在木塑复合材料型材的横截面上沿宽度方向平均分布；木塑复合材料型材经挤出工艺成型后，以计算机加工中心在木塑复合材料型材表面进行镂铣加工获得嵌口，所述嵌口在木塑复合材料型材上贯穿或半贯穿，且在所述嵌口内嵌入有镜子或玻璃，所述镜子或所述玻璃以密封件密封于木塑复合材料型材中；所述镂铣加工在所述木塑复合材料型材横截面宽度方向的中部进行，且至少不破坏位于两端的所述发泡pet夹芯。
优选的，所述木塑复合材料型材的配方中包含pet树脂、木粉、偶联剂、发泡剂、成核剂、增塑剂和羧甲基纤维素钠，其中：木粉的重量百分比为45～65％；pet树脂的重量百分比为15～39％；发泡剂的重量百分比为4～8％；偶联剂的重量百分比为1.5～4％。
优选的，所述增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯、丙烯酸、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢盐和柠檬酸的复合发泡剂，其中偶氮二甲酰胺的重量为pet木塑复合材料的2～3％。
优选的，所述偶联剂为异氰酸酯、改性氨基硅烷和乙烯基硅烷中的一种或几种；所述木粉是云杉木粉、杨木粉、松木粉、秸秆粉、甘蔗渣粉、稻壳粉和花生壳粉中的一种或多种。
优选的，所述成核剂选自滑石粉、碳酸钙、纳米蒙脱土、二氧化钛和二氧化硅中的一种或几种；所述pet木塑复合材料任选的还包含发泡助剂、防霉剂或阻燃剂。
优选的，所述发泡助剂选自纳米氧化锌、碳酸锌、柠檬酸、醋酸锌和甘油中的一种或几种。
优选的，所述木粉为改性木粉，其制备方法如下：
a、取粒径170μm～190μm的木粉，经95～105℃热处理干燥，然后用丙酮萃取，干燥备用；
b、取热固型酚醛树脂，加水稀释，再加入步骤a所得木粉，其中，木粉重量为热固型酚醛树脂重量的0.5～1倍，在超声波清洗器中室温超声25～35min，然后离心过滤，离心转速1000r/min～1300r/min，离心时间3～5min，离心后的滤出物在125℃～130℃热处理0.5～1h即得改性木粉。
优选的，所述挤出工艺通过pet木塑复合材料挤出设备完成，所述pet木塑复合材料挤出设备具有控制设备、主挤出设备、辅助挤出设备和将主挤出设备与辅助挤出设备连接在一起的模具头，所述主挤出设备具有动力设备、传动轴、机筒、加热装置、进料斗、支架和平台底座；所述动力设备位于平台底座上，所述机筒内具有螺杆，所述传动轴一端与螺杆相连而另一端与动力设备固定连接，所述加热装置包裹在机筒的外周；所述动力设备位于主挤出设备设有传动轴的一端，且主挤出设备另一端依次设有混合段、熔融段、均聚段、发泡剂注入段、发泡段、混合冷却段，在主挤出设备的混合冷却段外连接有模具头，所述进料斗位于主挤出设备的混合段；
所述辅助挤出设备具有动力机械、传动杆、螺纹内杆、反应筒、加热装置、辅料入斗和支架，所述辅助挤出设备通过支架固定在地面上，所述动力机械通过传动杆与螺纹内杆相连，所述螺纹内杆外具有包裹螺纹内杆的反应筒，所述反应筒外具有加热装置，所述辅料入斗位于反应筒上靠近动力机械一端的上部；所述辅助挤出设备与模具头的侧面连接，并使经辅助挤出设备处理的辅料汇入模具头；所述主挤出设备还具有发泡剂进料口，所述发泡剂进料口位于主挤出设备的发泡剂注入段；将所述发泡剂和所述增塑剂注入所述发泡剂进料口。
优选的，所述加热装置包括上弧形加热片和下弧形加热片，所述上弧形加热片和下弧形加热片通过连接件与所述机筒或所述反应筒进行固定连接；所述加热装置上至少具有加热插口，并具有温度探孔，在加热插口处设有加热供电器，所述加热供电器与所述控制设备电连接；在温度探孔处设有温度探测器，所述温度探测器向所述控制设备传输温度信号。
优选的，在所述主挤出设备能够间断的进行挤出加工，在所述主挤出设备挤出加工间断期间，所述辅助挤出设备并不间断；在主挤出设备挤出加工间断期间，所述辅助挤出设备所挤出的材料因流体的流动性而使具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品端部封闭。
优选的，所述模具头具有主输入端、辅输入口和输出端，所述主输入端与主挤出设备的混合冷却段相连；所述模具头的主输入端具有接口凸台，所述接口凸台包括环形基体和环形凸部，所述环形基体与环形凸部一体连接，所述环形基体连接机筒，所述环形凸部连接锥形结构，所述锥形结构内部中空的设有pet通道且外部设有流槽和收缩面，所述锥形结构外套设有能够紧密结合的模头壳体，所述模头壳体的内部中空且向输出端方向具有倾斜变小的内壁，所述流槽与所述模头壳体之间至少部分位置不相互接触，所述收缩面与所述模头壳体之间不相互接触，所述流槽、收缩面和所述模头壳体的内壁之间形成wpc通道；所述wpc通道在所述pet通道外侧的至少部分位置形成包覆；所述模头壳体上具有所述辅输入口，所述辅输入口与所述流槽连通形成辅料通道。
优选的，所述锥形结构包括嵌套的多个形体，且至少包括第一锥形体和第二锥形体；所述第二锥形体上具有第二流槽和第二收缩面，所述第二流槽与所述第一锥形体之间至少部分位置不相互接触，所述第二收缩面与所述第一锥形体之间不相互接触，所述第二流槽、第二收缩面和所述第一锥形体的内壁之间形成第二wpc通道；所述辅助挤出设备至少为两个；所述模头壳体上的辅输入口至少为两个，且至少一个所述辅输入口与所述第一锥体及第二流槽连通，形成第二辅料通道。
与现有技术相比，本发明的一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品密度降低，而握螺钉力力学性能提高，宏观上机械性能、缓冲性能变得更好，不仅使用过程中耐久性能提升使得制品的使用寿命变长，表观性能得到改善，且原料成本和制造成本都会降低，使材料在总体上更易于加工和改型，使制品的可设计性变强。用本发明的一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，轻质高强，不仅改善了综合力学性能并实现了劣材优用，还增加了产品附加值，拓宽了木塑复合材料在建筑工程和建筑部品领域的应用。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出来了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明中一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品的结构示意图；
图2是本发明中pet木塑复合材料挤出设备的整体示意图；
图3是本发明中pet木塑复合材料挤出设备的侧面示意图；
图4是pet木塑复合材料挤出设备的立体示意图；
图5是pet木塑复合材料挤出设备中模具头的拆分示意图；
图6是pet木塑复合材料挤出设备的整体示意图；
图7是本发明所运用的设备中模具头的拆分示意图；
图8是本发明设备中模具头的拆分示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
本实施例一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，由木塑复合材料型材和配件组成，所述木塑复合材料型材经挤出工艺制得，所述木塑复合材料型材中还包括经挤出工艺同步制得的发泡pet夹芯，所述发泡pet夹芯至少为一个，且所述发泡pet夹芯四周均被木塑复合材料所包覆；所述木塑复合材料型材上连接有配件，所述配件包括连接件、执手、锁闭件、滑轨、玻璃、密封件和缓冲件中的一种或几种。
所述发泡pet夹芯的截面形状为矩形、圆角矩形或正六边形中的一种，所述发泡pet夹芯至少为三个，且所述发泡pet夹芯在木塑复合材料型材的横截面上沿宽度方向平均分布；木塑复合材料型材经挤出工艺成型后，以计算机加工中心在木塑复合材料型材表面进行镂铣加工获得嵌口，所述嵌口在木塑复合材料型材上贯穿或半贯穿，且在所述嵌口内嵌入有镜子或玻璃，所述镜子或所述玻璃以密封件密封于木塑复合材料型材中；所述镂铣加工在所述木塑复合材料型材横截面宽度方向的中部进行，且至少不破坏位于两端的所述发泡pet夹芯。
所述木塑复合材料型材的配方中包含pet树脂、木粉、偶联剂、发泡剂、成核剂、增塑剂和羧甲基纤维素钠，其中：木粉的重量百分比为45～65％；pet树脂的重量百分比为15～39％；发泡剂的重量百分比为4～8％；偶联剂的重量百分比为1.5～4％。
实施例2：
按下述方法制备改性木粉：取粒径170μm～190μm的秸秆粉，经100℃热处理干燥，然后用丙酮萃取，干燥备用；加水稀释热固型酚醛树脂，加入上述木粉，木粉重量为热固型酚醛树脂重量的0.8倍，在超声波清洗器中室温超声30min，然后离心过滤，离心转速1200r/min，离心时间5min，离心后的滤出物在128℃热处理45min即得改性木粉。取所得改性木粉三份，于100ml/min的高纯氮气氛围中，分别升温至250℃、350℃、600℃，保温30min进行热解，检测残碳率，分别为85.9％、78.3％、64.1％。
按下述方法制备改性木粉：取粒径170μm～190μm的杨木粉，经105℃热处理干燥，然后用丙酮萃取，干燥备用；加水稀释热固型酚醛树脂，加入上述木粉，木粉重量为热固型酚醛树脂重量的0.8倍，在超声波清洗器中室温超声30min，然后离心过滤，离心转速1200r/min，离心时间5min，离心后的滤出物在128℃热处理45min即得改性木粉。取所得改性木粉三份，于100ml/min的高纯氮气氛围中，分别升温至250℃、350℃、600℃，保温30min进行热解，检测残碳率，分别为87.5％、76.1％、63.5％。
实施例3：
请参阅图1、图2、图3和图4，本实施例的一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，所述挤出工艺通过pet木塑复合材料挤出设备完成，所述pet木塑复合材料挤出设备具有控制设备1、主挤出设备2、辅助挤出设备3和将主挤出设备2与辅助挤出设备3连接在一起的模具头4，所述主挤出设备2具有动力设备21、传动轴22、机筒23、加热装置24、进料斗25、支架27和平台底座28；所述动力设备21位于平台底座28上，所述机筒23内具有螺杆，所述传动轴22一端与螺杆相连而另一端与动力设备21固定连接，所述加热装置24包裹在机筒23的外周；所述动力设备21位于主挤出设备2设有传动轴22的一端，且主挤出设备2另一端依次设有混合段、熔融段、均聚段、发泡剂注入段、发泡段、混合冷却段，在主挤出设备2的混合冷却段外连接有模具头4，所述进料斗25位于主挤出设备2的混合段；
所述辅助挤出设备3具有动力机械31、传动杆32、螺纹内杆、反应筒33、加热装置24、辅料入斗34和支架27，所述辅助挤出设备3通过支架27固定在地面上，所述动力机械31通过传动杆32与螺纹内杆相连，所述螺纹内杆外具有包裹螺纹内杆的反应筒33，所述反应筒33外具有加热装置24，所述辅料入斗34位于反应筒33上靠近动力机械31一端的上部；所述辅助挤出设备3与模具头4的侧面连接，并使经辅助挤出设备3处理的辅料汇入模具头4。需要说明的是，通过本实施例的主挤出机和辅助挤出机的配合使用能够制造出具有夹层结构的发泡pet木塑复合材料，并且可以产生多层结构，在不同层处可添加不同材料实现该复合材料的多重功效。例如，可在最内层利用回收塑料做基体，中层利用增强性能材料提高其强度稳定性，外层加入颜料，这样既可降低成本还兼具美观性。
其中，所述加热装置24包括上弧形加热片24a和下弧形加热片24b，所述上弧形加热片24a和下弧形加热片24b通过连接件24c与所述机筒23或所述反应筒33进行固定连接；所述加热装置24上至少具有加热插口241，并具有温度探孔242，在加热插口241处设有加热供电器243，所述加热供电器243与所述控制设备1电连接；在温度探孔242处设有温度探测器244，所述温度探测器244向所述控制设备1传输温度信号。需要说明的是，通过本实施例提供的加热装置结构可与挤出机的机筒连接紧密，加热的速度快且均匀。
请参阅图4，本发明实施例提供的一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，与前述实施方式不同的是，所述控制设备1至少包括第一控制箱11和第二控制箱12，所述第一控制箱11控制主挤出设备2的动力设备21及主挤出设备2上加热装置24的加热温度，所述第二控制箱12控制辅助挤出设备3的动力机械31及辅助挤出设备3上加热装置24的加热温度；所述第一控制箱11和第二控制箱12的外壁侧面上均具有传输口111和航空插头112，在所述第一控制箱11和第二控制箱12的外面均具有温度显示器、温度控制按钮、电源显示器、电源控制开关和动力设备的控制开关，所述温度显示器和温度控制按钮与航空插头一一对应。需要说明的是，通过本实施例提供的控制设备可避免电线的外漏，实现整洁好操控的作用。另外通过设置一些显示器和控制按钮能够准确地控制动力设备及加热装置的运行及加热状况。
实施例4：
请参阅图1、图2、图3、图5和图6，本发明实施例提供的一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，与前述实施方式不同的是，所述的平台底座28呈阶梯状，所述动力设备21通过螺丝或焊接方式固定在该阶梯状平台底座28较高的位置，在该阶梯状平台底座28较低的位置通过支架27固定主挤出设备2的其他部位；所述的动力设备21为电机或液压马达。需要说明的是，利用这种结构的平台底座可稳定地固定主挤出机增强其安全性。
实施例5：
请参阅图4、图6、图7和图8，本发明实施例提供的另一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品，所述模具头4具有主输入端4a、辅输入口4b和输出端4c，所述主输入端4a与主挤出设备2的混合冷却段相连；所述模具头4的主输入端4a具有接口凸台41，所述接口凸台41包括环形基体411和环形凸部412，所述环形基体411与环形凸部412一体连接，所述环形基体411连接机筒23，所述环形凸部412连接锥形结构42，所述锥形结构42内部中空的设有pet通道421且外部设有流槽422和收缩面423，所述锥形结构42外套设有能够紧密结合的模头壳体43，所述模头壳体43的内部中空且向输出端4c方向具有倾斜变小的内壁431，所述流槽422与所述模头壳体43之间至少部分位置不相互接触，所述收缩面423与所述模头壳体43之间不相互接触，所述流槽422、收缩面423和所述模头壳体43的内壁431之间形成wpc通道424；所述wpc通道424在所述pet通道421外侧的至少部分位置形成包覆；所述模头壳体43上具有所述辅输入口4b，所述辅输入口4b与所述流槽422连通形成辅料通道432。需要说明的是，本实施例提供的模具头结构独特，利用该模具头可简单快捷地将主挤出机和辅助挤出机连接在一起。通道424即为一个辅助挤出机的流道，挤出的物质先通过pet通道421，然后再经过通道424，从通道424里出来的物质即可将通过pet通道421出来的物质包覆在内实现两层结构。
其中，所述锥形结构42包括嵌套的多个形体，且至少包括第一锥形体42a和第二锥形体42b；所述第二锥形体42b上具有第二流槽425和第二收缩面426，所述第二流槽425与所述第一锥形体42a之间至少部分位置不相互接触，所述第二收缩面426与所述第一锥形体42a之间不相互接触，所述第二流槽425、第二收缩面426和所述第一锥形体42a的内壁之间形成第二wpc通道427；所述辅助挤出设备3至少为两个；所述模头壳体43上的辅输入口4b至少为两个，且至少一个所述辅输入口4b与所述第一锥体42a及第二流槽425连通，形成第二辅料通道433。需要说明的是，通过本实施例的第二流槽425和第二wpc通道427即可将另一个辅助挤出机连接在整个流道上，实现复合材料的层层包覆。
请参阅图4，本发明实施例提供了一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品。所述pet木塑复合材料挤出设备与实施例4和实施例5中任一具体实施方式不同的是，所述所述模头壳体43上靠近所述输出端4c的一侧具有模口体45，所述模口体45与所述模头壳体43紧密结合，且与所述锥形结构42之间具有包覆通道451；所述pet通道421内具有中空的纺锤形模舌体46，所述纺锤形模舌体46一部分外侧壁与所述锥形结构42内壁紧密相连；所述模口体45内还嵌设有模唇体47，所述模唇体47与所述纺锤形模舌体46和模口体45之间具有包覆层通道48；所述模具头4的输出端4c处设有中空的槽形结构49，所述中空的槽形结构49与所述模口体45相连并对所述模唇体47的位置进行限定；所述模舌体46和所述模唇体47均可根据需要进行更换。需要说明的是，本实施例提供的结构实现的是将主挤出机和辅助挤出机出来的物质汇入成一个整体并进行冷却成型的过程。
请参阅图8，本发明实施例提供了一种具有pet夹芯结构的木塑复合材料制品。所述pet木塑复合材料挤出设备，与实施例5和实施例6中任一具体实施方式不同的是，中空的所述第一锥形体42a与所述模头壳体43相连，在所述第一锥形体42a的端部具有圆环形凸起428，所述圆环形凸起428与所述环形凸部412连接；第一锥形体42a斜面的中部位置与所述模头壳体43的斜面之间具有孔道c；与所述第一锥形体42a相连的是中空的第二锥形体42b，所述第二锥形体42b的斜面较第一锥形体42a的平缓，在所述第二锥形体42b的端部具有圆环形凹陷，在所述第二锥形体42b斜面的中上部位置与所述第一锥形体42a的斜面之间具有孔道d；在所述第二锥形体42b的内部具有所述纺锤形模舌体46；所述第二锥形体42b靠近输出端4c的内壁具有渐宽的斜面，所述纺锤形模舌体46具有长边端和短边端，所述渐宽的斜面与所述纺锤形模舌体46的长边端紧密接触。需要说明的是，孔道c和孔道d即为辅助挤出机的流道。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。