熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材及其應用的製作方法

2023-06-10 08:18:51

專利名稱：熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱可塑性塑料為基料的組合物，本發明還涉及該組合物的應用。
在建築、工業和生活等領域，廣泛採用各種構件，過去，這些構件有很多是採用木材製成，但是，隨著森林的大量採伐，木材資源迅速減少，同時，為了人類生存的未來，保護樹木是維持自然環境生態平衡的重要措施，因此，研究代替木材的材質，深受業者重視，開發利用熱可塑性塑料已有較大進展，其中如聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯腈——丁二烯——苯乙烯共聚物(ABS)等，廣泛應用於建築業的異型材、家具、箱、櫃、汽車等交通工具構件，其代替木材的功能已取得了卓越的成效；但是，上述這些塑料，由於原料價格比較昂貴，致使製品成本較高，同時其相應的某些物理性能在實用中尚難滿足各種需求，從而限制其使用範圍；為此，業者開發有熱可塑性塑料為基料添加廉價輔料的複合材料，由於輔料價格低廉，因而可雙降低製品的成本，但是，由於這些輔料的使用比例受到較嚴格限制，因而其降低成本的效果仍不明顯，同時，該複合材的物理性能也較難控制，因而使用仍受到限制。
本發明的目的是要提供一種熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材，它能較大幅度降低材料的價格，並能良好地控制材料性能滿足各種不同需求，用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出或共擠成型型材，可降低價格，提高經濟效益，並可保持良好性能。
為達到上述目的，熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材包含有90～40％(重量)的熱可塑性塑料，10～60％(重量)的木(竹)粉，木(竹)粉的粒度60～120。
熱可塑性塑料可為硬質複合發泡或非發泡聚氯乙烯(PVC)、複合發泡或非發泡聚苯乙烯(PS)、丙烯腈——丁二烯——苯乙烯共聚物(ABS)。
為達上述目的，型材可採用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出成型。也可用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材和熱可塑性塑料共擠成型。
內外層共擠可呈全包覆狀態或部分包覆狀態；內層的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材可共擠呈中空狀。
本發明由於在熱可塑性塑料基材上加入木(竹)粉，而木(竹)粉則是一種廢棄資源的充分利用，不僅其供應充足，而且價格也比較低廉，因而應用該複合材製成的製品成本可以降低，當木(竹)粉佔總總量60％(重量)時，其成本幾乎可降低一倍，不僅具有較高經濟效益，而且更有利於市場競爭，同時，可利用複合材中的木(竹)粉含量，以控制複合材的性能，如提高剛性，減少溫度對材料變形的影響，降低熱膨脹係數等，藉以改善構件對各種環境條件，負荷條件的適應性，擴大複合材的使用範圍，而由此對節省木材資源，改善環境條件將有積極的幫助。用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出型材，可大幅度降低成本用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材共擠型材，其表層則以熱可塑性塑料共擠包覆，其效果是同上述理由可大幅降低型材的成本，同時又能保持構件表面平整、光滑、美觀。
下面結合實施例及其附圖對本發明作進一步詳細說明。


圖1是本發明實施例1流程圖。
圖2是本發明實施例2流程圖。
圖3是本發明實施例3流程圖。
圖4是用本發明擠出型材的剖面圖。
圖5是用本發明共擠型材的剖面圖(一)。
圖6是用本發明共擠型材的剖面圖(二)。
圖7是用本發明共擠型材的剖面圖(三)。
本發明熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材含有熱可塑性塑料和木(竹)粉，其中熱可塑性塑料包括PVC、PS、ABS，呈粉狀，其聚合度S600-1000(KV55-68)。而PS、ABS為粒狀，其中木粉或竹粉是屬於植物纖維類，其粒度(mesh)60～120，熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材含有90～40％(重量)的熱可塑性塑料，10～60％(重量)的木(竹)粉，木(竹)粉的粒度60～120；木(竹)粉的含量對複合材的影響較大，當木(竹)粉含量增加時，其最積極的效果是使複合材的成本下降，成本下降和含量增加值成正比，同時隨著木(竹)粉含量增加，複合材的剛性提高，溫度對複合材變形影響減小，複合材熱膨脹係數降低，但在木(竹)粉含量增加的同時，也帶來一些負面影響，如複合材脆性增加，材質表面粗糙增加。
下面對以熱可塑性塑料為基材的複合材製備方法分別作詳細說明實施例1，基材為PVC，加木(竹)粉和適量發泡劑，其流程(如圖1)是供料1——將上述原料分別自送料裝置輸入；混合2——輸入的原料進入高速攪拌機進行攪拌，相應的加熱溫度為100～120℃，經攪拌混合均勻的原料自高速攪拌機送出；造粒3——攪拌機送出的均勻混合料輸入雙螺杆造粒機，藉螺杆副擠壓，隨擠壓過程，原料加熱溫度自140℃±10℃逐漸升至180℃±10℃，擠壓至最後藉切割器切割送出；成品4——切割後的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材在溫度40℃以下冷卻呈顆粒狀成品。
實施例2，基材為PS，加木(竹)粉，其流程(如圖2)是供料1』——將上述原料分別自送裝置輸入；混合2』——輸入的原料進入常速攪拌機進行攪拌，相應的加熱溫度為80℃±20℃，經攪拌混合均勻的原料自常速攪拌機送出；造粒3』——攪拌機送出的均勻混合料輸入單(或雙)螺杆造粒機，藉螺杆副擠壓，隨擠壓過程，原料加熱溫度為160℃～220℃，擠壓至最後藉切割器切割送出；成品4』——切割後的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材在溫度40℃以下冷卻呈顆粒狀成品。
實施例3，基材為ABS，加木(竹)粉，其流程(如圖3)是供料1」——將上述原料分別自送料裝置輸入；混合2」——輸入的原料進入常速攪拌機進行攪拌，相應的加熱溫度為80℃±20℃，經攪拌混合均勻的原料自常速攪拌機送出；造粒3」——攪拌機送出的均勻混合料輸入單(或雙)螺杆造粒機，藉螺杆副擠壓，隨擠壓過程，原料加熱溫度為160℃～220℃，擠壓至最後藉切割器切割送出，成品4」——切割後的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材在溫度40℃以下冷卻呈顆粒狀成品。
上述製成的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材可在建築、家具、箱櫃、汽車等交通工具中，製作各類構件時，用作主料或輔料，既有代替木材的好處，又有降低成本的效果。
參照圖4，當用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出成型時，其擠出過程是熱可塑性料與木(竹)粉複合材自進料裝置進入輸送裝置，在擠壓輸送過程中加熱，加熱溫度為140-200℃，料自輸送裝置進入模頭並分流進入模具成型，成型的型材5在低溫0-25℃下冷卻定型，其剖面形狀如圖4。
參照圖5、6、7，當用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材共擠型材時，其外層6可用熱可塑性塑料，以求型材的表面和常見的熱可塑料性塑料製品相同，具有平整、光滑、美觀的特點，其內層7則可用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材，以求降低製件成本，或藉以改善構件的性能，如提高剛性等。型材的共擠壓過程是二種原料分別自進料裝置進入各自的輸送裝置，並在擠壓輸送的過程中分別加熱，相應加熱溫度140-200℃，料自輸送裝置進入同一模頭，並自模頭分配進入模具成型，成型的共擠型材在低溫0℃～25℃下冷卻定型。
共擠型材可由外層6全部包覆內層7(如圖5)，也可由外層6部分包覆內層7(如圖6、7)，共擠型材也可在內層7形成中空狀，如圖5中想像線71內呈中空。
擠出型材或共擠型材的截面可依實際需要製成長方形、圓形或其他形狀。
權利要求
1.一種熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材，其特徵在於熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材含有90-40％(重量)的熱可塑性塑料，10-60％(重量)的木(竹)粉，木(竹)粉的粒度60-120。
2.根據權利要求1所述的複合材，其特徵是熱可塑性塑料可為硬質複合發泡或非發泡聚氯乙烯(PVC)，其聚合度S600-1000(KV55-68)。
3.根據權利要求1所述的複合材，其特徵是熱可塑性塑料可為複合發泡或非發泡聚苯乙烯(PS)。
4.根據權利要求1所述的複合材，其特徵是熱可塑性塑料可為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。
5.一種權利要求1所述的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出型材，其特徵是型材採用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材擠出成型。
6.根據權利要求5所述的用複合材擠出型材，其特徵是型材採用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材和熱可塑性塑料共擠成型。
7.根據權利要求6所述的用複合材擠出型材，其特徵是內、外層共擠可呈全包覆狀態或部分包覆狀態。
8.根據權利要求6所述的用複合材擠出型材，其特徵是內層的熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材可共擠呈中空狀態。
全文摘要
本發明公開了一種熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材及其應用,熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材含有90－40%(重量)的熱可塑塑料,10－60%(重量)的木(竹)粉,木(竹)粉的粒度60－120,熱可塑性塑料可為硬質複合發泡非發泡聚氯乙烯(PVC)、複合發泡或非發泡聚苯乙烯(PS)、或丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS),並可用熱可塑性塑料與木(竹)粉複合材和熱可塑性塑料擠出或共擠型材,複合材價格低廉,並具有良好特性。
文檔編號B29C47/06GK1345654SQ0012537
公開日2002年4月24日 申請日期2000年9月26日 優先權日2000年9月26日
發明者鄭振發 申請人:鄭振發