带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法
【专利摘要】一种带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法，使用由一台木塑复合材料挤出机挤出木塑复合材料，一台带有特殊干燥装置的塑料挤出机干燥并挤出有高强度、熔融时粘度大、冷却时有大收缩率的回收利用的PET废塑料，一套挤出模具，将两种材料同时挤入一套模具成型，利用在加工型材冷却过程回收利用的PET废塑料比木塑复合材料收缩率大的原理形成预应力筋，使得型材成形后，该预应力筋具有类似混凝土中预应力钢筋的效能，大幅度增加了木塑复合材料的结构效能，可以单独作为结构材料使用，节省原料和施工成本，回收利用的方式方法与普通木塑复合材料相同，还可在不需要单独配置干燥工序的条件下，对回收利用的PET废塑料直接利用。
【专利说明】带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法。
【背景技术】
[0002]木塑复合材料是一种由植物纤维和废塑料为主要原料的新型材料。作为一种新 型、环保、低碳具有典型循环经济特色的新型材料，在国内正处于蓬勃发展期。由于大量使 用农作物秸杆和农林三杂等植物纤维原料，整个产业享有“在无山水处造林”的美誉。作为 近5-6年刚刚发展起来的新材料，受现有加工工艺和原材料限制，制成材料的耐候性能和 装饰性能较为优异和突出，但抗冲击性能和强度，仅仅只有使用的同类全塑料制品的四分 之一，与同形状木材(松木)相比，也只有三分之一，使得木塑符合材料如果单独作为结构 材料使用，必须要大幅度加大材料的体积，单从材料成本计算，就无法实际应用。所以现有 的木塑复合材料的应用中，结构部分需要采用钢构件进行增强，增加了施工和应用成本。预 应力结构材料在建筑和各类材料中得到了广泛应用，在钢筋混凝土中，对受拉材料中的钢 筋施加预应力，可以提高构造本身的刚性，减少震动和弹性变形，改善材料的弹性强度，使 原本的抗性更强。
【发明内容】
[0003]本发明克服了现有木塑复合材料不能在节省成本的情况下单独作为结构材料使 用的不足，利用共挤方法，在木塑复合材料加工中嵌挤入另一有高强度、熔融时有高粘度的 回收利用的PET废塑料，利用在加工型材冷却过程该材料比木塑复合材料的收缩率大的原 理自然形成预应力筋，使得型材成形后，该预应力筋形成类似混凝土中预应力钢筋的效能， 大幅度增加了木塑复合材料的结构效能，使得增强的木塑复合材料可以单独作为结构材料 使用，节省原料和施工成本，回收利用的方式方法与普通木塑复合材料相同，还可在不需要 单独配置干燥工序的条件下，对回收利用的PET废塑料直接利用。
[0004]解决其技术的方案
[0005]本发明解决其技术的方案是:
[0006]I使用由一台木塑复合材料挤出机挤出木塑复合材料，一台带有特殊干燥装置的 塑料挤出机干燥并挤出有高强度、熔融时粘度大、冷却时有大收缩率的回收利用的PET废 塑料，一套挤出模具，即可制造出有预应力筋的木塑复合材料型材，设置该技术方案的有益 效果是:木塑复合材料挤出机挤出木塑复合材料，有特殊干燥装置的塑料挤出机干燥并挤 出有高强度、熔融时粘度大、冷却时有大收缩率的回收利用的PET废塑料，将两种材料同时 挤入一套模具成型，即可以以较低的材料成本，简化的工艺，获得带有预应力筋的高强度 的，可单独作为结构材料使用的木塑复合材料型材。
[0007]2使用一台带有特殊干燥装置的塑料挤出机，该特殊干燥装置设置在塑料挤出机 的加料口上方，干燥装置主体为桶斗状，外层为保温层，内部由两个球形给料器分隔成上、 中、下三个储料仓部分，球形给料器上有一弧形凹坑，球形给料器由设置主体外的电机带动链条链轮转动，主体上部为进料口和湿气排出口，外部有一热风机，热风机通过风管连通在 下储料仓下部，下储料仓另有风管连通中储料仓，中储料仓另有风管连通上储料仓，上储料 仓内设置有料位感应器与自动上料机电器控制部分连接，设置该技术方案的有益效果是: 该特殊干燥装置设置在塑料挤出机的加料口上方，原料可以通过自重力自然垂落进入加料 口，干燥装置主体为桶斗状，外层为保温层，保持干燥用热量不耗散，内部由两个球形给料 器分隔成上、中、下三个储料仓部分，避免原料密压堆积，使干燥能有序分级进行，保持干燥 的均匀，球形给料器上有一弧形凹坑，使只有落入凹坑的料才能进入下一储料仓，用于等量 合理给料，球形给料器由设置主体外的电机带动链条链轮转动，是给料的的动力，主体上部 为进料口和湿气排出口，用于进料和湿气排出，外部有一热风机，是干燥的热源，热风机通 过风管连通在下储料仓下部，下储料仓另有风管连通中储料仓，中储料仓另有风管连通上 储料仓，使热风得以合理循环充分利用，上储料仓内设置有料位感应器与自动上料机电器 控制部分连接，使干燥装置内的料量始终处于合理水平，方便地对回收利用的PET废料直 接利用，简化了生产工艺。工作时，由于回收利用的PET废塑料含有的水分加工时会引起材 料降解，必须干燥到水分含量0.5%以下才能进入挤出机挤出成型，当自动加料机将未经过 干燥工序的回收利用的PET废塑料加入上储料仓时，热风机即开始工作，热风通过管道，对 由设置主体外的电机带动链条链轮转动带动的、由球形给料器给进中储料仓和下储料仓的 原料进行干燥，剩余热风通过上储料仓，将干燥产生的湿气通过上部的湿气排出口排出，给 料速度通过对电机的速度控制进行调节。
[0008]3使用一套挤出模具,木塑复合材料挤出机挤出的木塑复合材料和塑料挤出机挤 出的回收利用的PET废塑料同时进入一套模具，木塑复合材料是成型时的主体材料，回收 利用的PET废塑料是成型时形成预应力筋的材料，根据不同的材料截面和应用需求，使挤 出的型材含有单个或多个，各种形状或大小的预应力筋，预应力筋在成型后的截面积占型 材截面积的5% _50%，制成有预应力筋的木塑复合材料型材。设置该技术方案的效果是: 使用一套挤出模具，木塑复合材料挤出机挤出的木塑复合材料和塑料挤出机挤出的回收利 用的PET废塑料同时进入一套模具，使成型后的型材同时包含两种材料，木塑复合材料是 成型时的主体材料，回收利用的PET废塑料形成预应力筋的材料,根据不同的材料截面和 应用需求，使挤出的型材含有单个或多个，各种形状或大小的预应力筋，预应力筋在成型后 的截面积占型材截面积的5% _50%，可以在有效地满足不同需求的前提下控制原料成本， 制成的有预应力筋的木塑复合材料型材是高强度的可单独作为结构材料使用的木塑复合 材料型材。工作时，当两种原料经熔融塑化后被挤向模具，在模具内定型冷却，由于木塑复 合材料由于原料中添加了 50%左右的植物纤维，材料定型冷却时收缩率低，在成型时，是型 材的主体材料,回收利用的PET废塑料收缩率大，但冷却时被主体材料包覆阻止收缩，形成 较高预应力，回收利用的PET废塑料熔融时粘度大，可以让两种材料的结合界面有效结合， 使预应力在成型后的型材中得以传递。
[0009]本发明的有益效果是:以较低的材料成本，获得高强度的可单独作为结构材料使 用的木塑复合材料型材，节省原料和施工成本，回收利用的方式方法与普通木塑复合材料 相同，不需要单独配置干燥工序的条件下，对回收利用的PET废塑料直接利用。
【专利附图】
【附图说明】[0010]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0011]附图1为带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法示意图
[0012]附图2为干燥装置的构造图。
[0013]附图3为挤出模具与带有预应力筋的木塑复合材料型材的示意图。
[0014]附图1中1.带有预应力筋的木塑复合材料型材，2.挤出模具，3.木塑复合材料挤 出机，4.干燥装置，5.塑料挤出机。
[0015]附图2中，4-1.装置主体，4-2.热风机，4-3.风管1，4_4.风管2，4_5.保温层，4-6.风管3，4-7.料位感应器，4-8.湿气排出口，4-9.上储料仓，4-10.进料口，4-11.上球形给 料器弧形凹坑，4-12.上球形给料器，4-13.链条链轮，4-14.中储料仓，4-15.电机，4-16.下 球形给料器弧形凹坑，4-17.下球形给料器，4-18.下储料仓，5-1.塑料挤出机下料口。
[0016]附图3中，2.挤出模具，1.带有预应力筋的木塑复合材料型材，1-1.木塑复合材 料，1-2.预应力筋。
【具体实施方式】
[0017]在图1中，木塑复合材料挤出机(3)连接挤出模具(2)，干燥装置(4)装置在塑料 挤出机(5)上，塑料挤出机(5)连接挤出模具(2)。木塑复合材料原料由木塑复合材料挤出 机(3)挤出进入挤出模具(2)，回收利用的PET废塑料通过干燥装置(4)干燥后由塑料挤出 机(5)挤出进入挤出模具(2)，在挤出模具(2)中冷却定型为带有预应力筋的木塑复合材料 型材⑴。
[0018]在图2中，保温层(4-5)包覆在装置主体(4-1)外层，上球形给料器(4-12)，与 下球形给料器(4-17)将装置主体(4-1)分隔成上储料仓(4-9)、中储料仓(4-14)和下储 料仓(4-18)，上球形给料器(4-12)加工有上球形给料器弧形凹坑(4-11)，下球形给料器 (4-17)加工有下球形给料器弧形凹坑(4-16)，电机(4-15)通过链条链轮(4-13)连接上球 形给料器(4-12)与下球形给料器(4-17)，进料口(4-10)和湿气排出口(4-8)安装在装置 主体(4-1)的上方，料位感应器(4-7)装置在上储料仓(4-9)内侧，热风机(4-2)通过风管 1(4-3)连通下储料仓(4-18)，风管2 (4-4)连通中储料仓(4_14)和下储料仓(4_18)，风管 3(4-6)连通上储料仓(4-9)和中储料仓(4-14)，安装好的整体装置在塑料挤出机下料口 (5-1)上方。回收利用的PET废塑料通过进料口(4-10)首先进入上储料仓(4-9)，并由料位 感应器(4-7)控制进料量，保温层(4-5)包覆在装置主体(4-1)外层保障干燥热量不流失， 电机(4-15)通过链条链轮(4-13)带动上球形给料器(4-12)与下球形给料器(4-17)，回 收利用的PET废塑料通过上球形给料器弧形凹坑(4-11)和下球形给料器弧形凹坑(4-16) 逐步从上储料仓(4-9)进入中储料仓(4-14)再进入下储料仓(4-18),在此过程中，由热风 机(4-2)提供的热风通过风管I (4-3)、风管2 (4-4)和风管3(4-6)对下储料仓(4_18)、中 储料仓(4-14)和上储料仓(4-9)中的回收利用的PET废塑料逐级干燥，产生的湿气由湿气 排出口(4-8)排出，干燥好的回收利用的PET废塑料落入塑料挤出机下料口(5-1)。
[0019]在图3中，木塑复合材料(1-1)和预应力筋(1-2)在挤出模具⑵中冷却成型为 带有预应力筋的木塑复合材料型材(I)。
【权利要求】
1.带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法，使用由一台木塑复合材料挤出机挤出 木塑复合材料，一台带有特殊干燥装置的塑料挤出机干燥并挤出有高强度、熔融时粘度大、 冷却时有大收缩率的回收利用的PET废塑料，一套挤出模具，即可制造出有预应力筋的木 塑复合材料型材，其特征在于:木塑复合材料挤出机挤出木塑复合材料，有特殊干燥装置的 塑料挤出机干燥并挤出有高强度、熔融时粘度大、冷却时有大收缩率的回收利用的PET废 塑料，将两种材料同时挤入一套模具成型，获得带有预应力筋的高强度的，可单独作为结构 材料使用的木塑复合材料型材。
2.根据权利要求1所述的带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法，其特征在于: 使用一台带有特殊干燥装置的塑料挤出机，该特殊干燥装置设置在塑料挤出机的加料口上 方，干燥装置主体为桶斗状，外层为保温层，内部由两个球形给料器分隔成上、中、下三个储 料仓部分，球形给料器上有一弧形凹坑，球形给料器由设置主体外的电机带动链条链轮转 动，主体上部为进料口和湿气排出口，外部有一热风机，热风机通过风管连通在下储料仓下 部，下储料仓另有风管连通中储料仓，中储料仓另有风管连通上储料仓，上储料仓内设置有 料位感应器与自动上料机电器控制部分连接。
3.根据权利要求1所述的带有预应力筋的木塑复合材料型材制造方法，其特征在于: 使用一套挤出模具，木塑复合材料挤出机挤出的木塑复合材料和塑料挤出机挤出的回收利 用的PET废塑料同时进入一套模具，木塑复合材料是成型时的主体材料，回收利用的PET 废塑料是成型时形成预应力筋的材料，根据不同的材料截面和应用需求，使挤出的型材含 有单个或多个，各种形状或大小的预应力筋，预应力筋在成型后的截面积占型材截面积的 5% _50%，制成有预应力筋的木塑复合材料型材。
【文档编号】B29C47/12GK103522511SQ201310407536
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】许黎明 申请人:许黎明