【木塑復(fù)合材料配方】木塑復(fù)合材料生產(chǎn)線 木塑復(fù)合材料板材應(yīng)用
木塑復(fù)合材料怎么樣
木塑復(fù)合材料英文縮寫(xiě)“WPC”,這是近年來(lái)才興起的一種新型復(fù)合材料。這種材料是用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和PS等材料代替樹(shù)脂膠粘劑,與一半以上的木粉、秸稈等植物纖維混合,再經(jīng)過(guò)擠壓、模壓、注射成型等工藝加工而成。木塑復(fù)合材料主要用于家居裝修、建材等行業(yè)。目前非常受歡迎。
木塑復(fù)合材料特點(diǎn)
1、加工性能良好
木塑復(fù)合材料里含有塑料和纖維,有同木材類(lèi)似的加工性能,可使用木工器具進(jìn)行加工。且握釘力也優(yōu)于木材,可以進(jìn)行各種加工。
2、強(qiáng)度性能出色
木塑復(fù)合材料里包含了塑料,非常有彈性,而且與纖維混合后,材料表面的硬度也非常大,強(qiáng)度非常高。
3、耐水、耐腐蝕
木塑材料可耐強(qiáng)酸堿、耐磨、耐水、耐腐蝕、不易蟲(chóng)蛀、不長(zhǎng)細(xì)菌,使用壽命非常長(zhǎng),一般可達(dá)到50年以上。
4、可調(diào)性出色
木塑材料可根據(jù)需求通過(guò)助劑改變材料的密度、強(qiáng)度等特性。其尺寸和形狀也可根據(jù)需求調(diào)整定制,可塑性非常強(qiáng)大。
5、綠色環(huán)保
木塑材料主要是高密度聚乙烯和木質(zhì)纖維,原料來(lái)源非常廣泛,可對(duì)廢舊塑料和木料進(jìn)行100%回收利用,成本低廉,完全無(wú)污染。
總結(jié):
木塑復(fù)合材料內(nèi)包含了塑料和木質(zhì)纖維,這決定了其具有塑料和木料的很多特征。
木塑復(fù)合材料配方
1.聚合物用于木塑復(fù)合材料加工中的塑料可以是熱固性塑料和熱塑性塑料,熱固性塑料如環(huán)氧樹(shù)脂,熱塑性塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及聚氧乙烯(PVC)。由于木纖維熱穩(wěn)定較差,只有加工溫度在200℃以下的熱塑性塑料才被廣泛使用,尤其是聚乙烯。塑料聚合物的選擇主要依據(jù)有:聚合物的固有特性、產(chǎn)品需要、原料可得性、成本及對(duì)其熟知的程度。如:聚丙烯主要用于汽車(chē)制品和日用生活品等,聚氯乙烯主要用于建筑門(mén)窗、鋪蓋板等。此外,塑料的熔體流動(dòng)速率(MFI)對(duì)復(fù)合材料性能也有一定影響,在相同加工工藝條件下,樹(shù)脂的MFI較高,木粉的總體浸潤(rùn)性較好,木粉的的分布也越均勻,而木粉的浸潤(rùn)性和分布影響復(fù)合材料的機(jī)械性能,尤其是沖擊強(qiáng)度。
2.添加劑由于木粉具有較強(qiáng)的吸水性,且極性很強(qiáng),而熱塑性塑料多數(shù)為非極性的,具有疏水性,所以?xún)烧咧g的相容性較差,界面的粘結(jié)力很小,常需使用適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣?lái)改性聚合物和木粉的表面,以提高木粉與樹(shù)脂之間的界面親和能力。而且,高填充量木粉在熔融的熱塑性塑料中分散效果差,常以某種聚集狀態(tài)的形式存在,使得熔體流動(dòng)性差,擠出成型加工困難,需加入表面處理劑來(lái)改善流動(dòng)性以利于擠出成型。同時(shí),塑料基體也需要加入各種助劑來(lái)改善其加工性能及其成品的使用性能,提高木粉和聚合物之間的結(jié)合力和復(fù)合材料的機(jī)械性能。常用的添加劑包括如下幾類(lèi):
a)偶聯(lián)劑能使塑料與木粉表面之間產(chǎn)生強(qiáng)的界面結(jié)合;同時(shí)能降低木粉的吸水性,提高木粉與塑料的相容性及分散性,所以復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯提高。常用的偶聯(lián)劑主要有:異氰酸鹽、過(guò)氧化異丙苯、鋁酸酯、酞酸酯類(lèi)、硅烷偶聯(lián)劑、馬來(lái)酸酐改性聚丙劑(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶聯(lián)劑的添加量為木粉添加量的1wt%~8wt%,如硅烷偶聯(lián)劑可以提高塑料與木粉的粘結(jié)力,改善木粉的分散性,減少吸水性,而用堿性處理木粉只能改善木粉的分散性,不能改善木粉的吸水性及其與塑料的粘結(jié)性。需注意的是馬來(lái)酸鹽偶聯(lián)劑與硬脂酸鹽潤(rùn)滑劑會(huì)發(fā)生相斥的反應(yīng),一起使用時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量降低。
b)增塑劑對(duì)于一些玻璃化溫度和熔融流動(dòng)粘度較高的樹(shù)脂如硬度PVC,與木粉進(jìn)行復(fù)合時(shí)加工困難,常常需要添加增塑劑來(lái)改善其加工性能。增塑劑分子結(jié)構(gòu)中含有極性和非極性?xún)煞N基因,在高溫剪切作用下,它能進(jìn)入聚合物分子鏈中,通過(guò)極性基因互相吸引形成均勻穩(wěn)定體系,而它較長(zhǎng)的非極性分子的插入減弱了聚合物分子的相互吸引,從而使加工容易進(jìn)行。在木塑復(fù)合材料中常要加入的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯(DOS)等。如在PVC木粉復(fù)合材料中,加入增塑劑DOP可以降低加工溫度,減少木粉分解和發(fā)煙,改善隨著增劑DOP含量的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度下降而斷裂伸長(zhǎng)率增加。
c)潤(rùn)滑劑木塑復(fù)合材料常常需要加入潤(rùn)滑劑來(lái)改善熔體的流動(dòng)性和擠出制品的表面質(zhì)量,所使用的潤(rùn)滑劑分為內(nèi)潤(rùn)滑劑和外潤(rùn)滑劑。內(nèi)潤(rùn)滑劑的選擇與所用的基體樹(shù)脂有關(guān),它必須與樹(shù)脂在高溫下具有很好的相容性,并產(chǎn)生一定的增塑作用,降低樹(shù)脂內(nèi)分子間的內(nèi)聚能,削弱分子間的相互摩擦,以達(dá)到降低樹(shù)脂熔融粘度、改善熔融流動(dòng)性的目的。外潤(rùn)滑劑在塑料成型加工中實(shí)際上起了樹(shù)脂與木粉之間界面潤(rùn)滑的作用,其主要功能是促進(jìn)樹(shù)脂粒子的滑動(dòng)。通常一種潤(rùn)滑劑往往兼?zhèn)鋬?nèi)、外兩種潤(rùn)滑性能。潤(rùn)滑劑對(duì)模具、料筒、螺桿的使用壽命,擠出機(jī)的生產(chǎn)能力,生產(chǎn)過(guò)程中的能耗,制品表面的光潔度及型材的低溫沖擊性能都有一定的影響。常用的潤(rùn)滑劑有:硬膽酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟等。
d)著色劑在木塑復(fù)合材料使用過(guò)程中,木粉中的可溶劑物質(zhì)易遷移到產(chǎn)品表面,使產(chǎn)品脫色,并最終變成灰色,不同產(chǎn)品在一定使用環(huán)境下,還會(huì)產(chǎn)生黑斑或銹斑。所以,著色劑在木塑復(fù)合材料生產(chǎn)中也有著較為廣泛的應(yīng)用。它能使制品有均勻穩(wěn)定的顏色,且脫色慢。
e)發(fā)泡劑木塑復(fù)合材料具有很多優(yōu)點(diǎn),但由于樹(shù)脂與木粉的復(fù)合,使其延展性和耐沖擊性降低,材料脆,密度也比傳統(tǒng)木制品大近2倍,限制了它的廣泛使用。而經(jīng)發(fā)泡后的木塑復(fù)合材料由于存在良好的泡孔結(jié)構(gòu),可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴(kuò)張,從而顯著提高了材料的抗沖擊性能和延展性,且大大降低了制品的密度。發(fā)泡劑種類(lèi)很多,常用的主要有兩種:吸熱型發(fā)泡劑(如碳酸氫鈉NaHCO3)和放熱型發(fā)泡劑(偶氮二甲酰胺AC),其熱分解行為不同,對(duì)聚合物熔體的粘彈性和發(fā)泡形態(tài)有著不同的影響,因而要根據(jù)制品的使用要求選擇適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑。f)紫外線穩(wěn)定劑及其它紫外線穩(wěn)定劑的應(yīng)用也隨著人們對(duì)木塑復(fù)合材料質(zhì)量和耐用性要求的提高得到迅速發(fā)展。它能使復(fù)合材料中聚合物不發(fā)生降解或力學(xué)性能下降。常用的有受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑。另外,為了使復(fù)合材料能保持良好的外觀和完美的性能,常常需要加入防菌劑,防菌劑的選擇要考慮木粉的種類(lèi)、添加量、復(fù)合材料使用環(huán)境中的菌類(lèi)、產(chǎn)品的含水量等多種因素。如硼酸鋅可以防腐但不能防藻類(lèi)。
木塑復(fù)合材料的生產(chǎn)和使用不會(huì)向周?chē)h(huán)境散發(fā)危害人類(lèi)健康的揮發(fā)物,木質(zhì)塑料制品本身還可回收二次利用,因此木塑制品是一種全新的綠色環(huán)保制品,能夠生態(tài)自潔凈,有著廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
木塑復(fù)合材料應(yīng)用
木塑復(fù)合材料具有熱塑性塑料的加工性,即易成型,又有類(lèi)似木材的二次加工性,即可切割、粘接、涂漆、不怕蟲(chóng)蛀、耐老化、吸水性小、能重復(fù)使用和回收再利用等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)行業(yè),目前,木塑復(fù)合材料成型的典型制品有如下幾種:
(1)建筑產(chǎn)品
木塑復(fù)合材料具有一定的力學(xué)強(qiáng)度,并且防潮、防腐、防霉。木塑材料可以按照要求做成各種顏色,表面也可制成木紋和其它各種裝飾圖案,成為裝飾材料。正是上述特點(diǎn)使得木塑復(fù)合材料在建筑工程中的用途廣泛。例如木塑門(mén)窗、扶梯、百葉窗、地板等。
(2)鐵路軌枕憎。
木塑復(fù)合材料制造鐵路軌枕目前用量不大,但卻是一個(gè)上升較快的應(yīng)用領(lǐng)域。如何進(jìn)一步降低木質(zhì)塑料制品的成本已成為木塑鐵路軌枕是否能推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
(3)汽車(chē)配件
近年來(lái),木塑板材以其合理的價(jià)位和合適的性能,在汽車(chē)內(nèi)裝飾材料方面應(yīng)用增多,如汽車(chē)的門(mén)板、座椅、承重地板等哺1。一家美國(guó)大公司采用德國(guó)工藝生產(chǎn)的木塑材料做汽車(chē)的門(mén)板,達(dá)到四星級(jí)碰撞水平。其它如儀器底板、擱架、承重地板和駕駛室背板等都已進(jìn)行了測(cè)試。
(4)物流業(yè)忉
托盤(pán)是目前物流業(yè)中重要的工具,其種類(lèi)有塑料托盤(pán)、木質(zhì)品托盤(pán)、金屬托盤(pán)、紙托盤(pán)等。目前托盤(pán)應(yīng)用較為廣泛,而木托盤(pán)由于出口檢疫問(wèn)題而大大減少了其市場(chǎng)占有率。新型木塑托盤(pán),可以降低材料的成本,而且耐腐蝕性能優(yōu)于木材,因此有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
(5)其它方面
花箱、浴缸、農(nóng)用大棚支架及用桶、釣魚(yú)用舢板、水產(chǎn)箱、教學(xué)用品、槍托、球拍、滑雪板、高爾夫球棒、座椅、靠背、活動(dòng)架、衣柜、水上游樂(lè)劃艇、欄桿及扶手、舞臺(tái)用品以及各種模型等。