專利名稱：一種低密度木塑復合刨花板及其制造方法
一種低密度木塑復合刨花板及其制造方法技術領域
本發明屬于復合材料領域，更具體涉及一種低密度木塑復合刨花板及其制造方法。
背景技術：
刨花板產品大部分都采用脲醛樹脂膠，因而存在甲醛釋放，而且市場上刨花板產品密度均在0. 5g. cm-3以上，同時防水性能及尺寸穩定性不理想。木塑復合材料是利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等與一定數量的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合而成的新型木質材料，再經擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝，生產出的板材或型材。木塑復合材料因具有木材和塑料的雙重優點，而被廣泛應用于室內裝修及戶外使用。
公開號為“1513918 A”的發明公開了一種木塑復合材料及其制備方法和應用，該復合材料包含有回收塑料、木質纖維以及樹脂相容劑等組分，其制備方法涉及由木質纖維改性塑料而得到的復合材料。該復合材料有較高的強度及韌性，并且其成型加工性也得到很大改善。但其生產成本較高。
公開號為“102020862A”的發明公開了一種低密度木塑復合材料及其制造方法，該復合材料采用了 EPS與木纖維復合，選用的是MDF生產中未施膠過的纖維，原料的生產復雜，同時采用木纖維與EPS混合后均進行了施膠，在一定程度上都增加了生產的成本。發明內容
本發明的目的在于提供一種低密度木塑復合刨花板及其制造方法。本發明原料成本低，制造工藝簡單且易控制，產品穩定性好、密度低并具有一定的強度。
本發明是通過如下技術方案實施的一種低密度木塑復合材料的配方及其質量份數為可發性聚苯乙烯5 200份、木質刨花200 600份(表層刨花50 100份、芯層刨花150 500份)、偶聯劑1. 5 5份、膠粘劑 4 10份。
所述的可發性聚苯乙烯為可發性聚苯乙烯粒子，其粒徑為0. 2 2. 0mm。
所述的木質刨花為刨花板生產中所使用的木質刨花。
所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種。
所述的膠粘劑為二苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的一種。
該復合材料可進一步添加質量份數為3 30份的阻燃劑。
所述阻燃劑為磷酸氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 十溴二苯乙烷中的一種或幾種。
該低密度木塑復合材料的制造方法的具體步驟為1)將木質刨花干燥至含水率為2 5%，再經過刨花分選設備分成表層刨花、芯層刨花兩部分；2)將芯層刨花用量的0.5 1. 5%的偶聯劑與芯層刨花混合均勻；3)將表層刨花用量的4^10%的膠粘劑對表層刨花進行施膠處理；4)將步驟2)得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯粒子按比例混合均勻；5)將步驟3)得到的物料鋪裝于板坯上下表面，板坯中心層采用步驟4)所得的物料組坯，再進行預壓，最后熱壓得到低密度木塑復合刨花板；所述的預壓的壓力為0. 6^1. 4MPa, 時間2 10 min ；熱壓過程中單位壓力0. 8 2. 5MPa，溫度為14(T230°C，熱壓時間為每毫米板厚 20s 60s。
如要生產阻燃型低密度木塑復合材料，在步驟3)和4)中加入配比量的阻燃劑。
本發明的顯著優點在于(1)本發明所制得的木塑復合刨花板密度低，強度好、防水性能好，尺寸穩定性好，各項性能優于普通刨花板產品。可廣泛用作家具材料、包裝材料和墻體材料使用。
(2)本發明制得的低密度木塑復合刨花板，以厚度為15mm的復合刨花板產品為例，密度在0. 35 0. 50g · cnT3，含水率2 10%，2h吸水厚度膨脹率彡4%，靜曲強度彡12MPa, 內結合強度> 0. 25 MPa,導熱系數0. 03、. 05ff/m. K。該低密度木塑復合刨花板可代替刨花板、MDF等廣泛使用于家具材料、包裝材料和墻體材料，具有節約木材資源的重要意義。
(3)本發明還可以通過如下措施完善①制造方法中所用原料為EPS，可選用本身阻燃型的EPS粒子并在成型過程中施加一定量的阻燃劑，以達到產品的阻燃要求，以更安全地用于室內；②將所制得的低密度木塑復合刨花板，可以將其雙面進行飾面處理，以提高其裝飾效果，可直接使用。
具體實施方式
一種低密度木塑復合材料的配方及其質量份數為可發性聚苯乙烯5 200份、表層刨花50 100份、芯層刨花150 500份、偶聯劑1. 5 5份、膠粘劑4 10份。
所述的可發性聚苯乙烯為可發性聚苯乙烯粒子，其粒徑為0. 2^2. 0mm。
所述的木質刨花為刨花板生產中所使用的木質刨花。
所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑等液態偶聯劑中的任意一種。
所述的膠粘劑為二苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的任意一種。
該復合材料可進一步添加質量份數為3 30份的阻燃劑。
所述阻燃劑為磷酸氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 十溴二苯乙烷中的任意一種或幾種。
該低密度木塑復合刨花板的制造方法的具體步驟為1)將木質刨花干燥至含水率為2 5%，再經過刨花分選設備分成表層刨花、芯層刨花兩部分；2)將芯層刨花用量的0.5 1. 5%的偶聯劑與芯層刨花混合均勻；3)將表層刨花用量的4^10%的膠粘劑對表層刨花進行施膠處理；4)將步驟2)得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯粒子按比例混合均勻；5)將步驟3)得到的物料鋪裝于板坯上下表面，板坯中心層采用步驟4)所得的物料組坯，再進行預壓，最后熱壓得到低密度木塑復合刨花板。
所述的預壓的壓力為0. 6^1. 4MPa,時間2 10 min ；熱壓過程中單位壓力 0. 8 2. 5MPa，溫度為14(T230°C，熱壓時間為每毫米板厚20s 60s。
所述步驟3)中膠粘劑的用量，若為二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)可用；Γ5份， 而脲醛樹脂膠(UF膠)或者酚醛樹脂膠(PF膠)的用量可用4、份。
所述步驟4)的熱壓過程中，當低密度木塑復合材料的厚度在30mm以內時，熱壓時間為每毫米板厚20iT60S。當厚度大于30mm以上時，熱壓時間應更長。
本發明下面結合實施來予以闡明。
實施例1①用木質刨花干燥至含水率為4%，并取表層刨花60份、芯層刨花300份；②將3份硅烷偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯30份均勻混合，粒徑為0. 3mm ；④將2. 5份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③ 得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間:3min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 2MPa、時間6min、溫度為170°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例2①用木質刨花干燥至含水率為3%，并取表層刨花70份、芯層刨花350份；②將3. 5份鈦酸酯偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯30份均勻混合，粒徑為0. 5mm ；④將3份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③ 得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間:3min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 2MPa、時間6min、溫度為180°C的條件下熱壓得到厚度為12mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例3①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花80份、芯層刨花300份；②將3份鋁酸酯偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯30份均勻混合，粒徑為1. 5mm ；④將2. 5份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③ 得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間aiiin ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 2MPa、時間6min、溫度為200°C的條件下熱壓得到厚度為15mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例4①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花80份、芯層刨花500份；②將5份硅烷偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯150份均勻混合，粒徑為1. 4mm ；④將3份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間 7min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 2MPa、時間7min、溫度為190°C的條件下熱壓得到厚度為15mm厚的低密度木塑復合刨花板。5
實施例5①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花100份、芯層刨花350份；②將3. 5份鈦酸酯偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯35份均勻混合，粒徑為1. 2mm ；④將8份的酚醛樹脂膠通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間Smin ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 3MPa、時間6min、溫度為180°C的條件下熱壓得到厚度為20mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例6①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花60份、芯層刨花300份；②將3份硅烷偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯30份均勻混合，粒徑為0. 8mm ；④將2. 5份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠)通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③ 得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間5min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 3MPa、時間IOmiru溫度為180°C的條件下熱壓得到厚度為20mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例7①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花100份、芯層刨花400份；②將4份鋁酸酯偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯40份均勻混合，粒徑為1. 3mm ；④將8份的脲醛樹脂膠通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟③得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間6min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 4MPa、時間15min、溫度為210°C的條件下熱壓得到厚度為25mm厚的低密度木塑復合刨花板。
實施例8①用木質刨花干燥至含水率為2%，并取表層刨花120份、芯層刨花450份；②將4. 5份鈦酸酯偶聯劑通常壓縮空氣霧化噴灑到芯層刨花表面；③將步驟②得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯40份均勻混合，粒徑為0. 6mm ；④將4份的二苯基甲烷二異氰酸酯膠(MDI膠) 通常壓縮空氣霧化噴灑表層刨花表面；⑤將步驟④得到的物料鋪裝在板坯的表層，將步驟 ③得到的物料鋪裝在板坯的芯層，進行組坯成型；⑥進行預壓，預壓的壓力為0. 8MPa，預壓時間9min ；⑦最后進行熱壓，單位壓力為1. 4MPa、時間13min、溫度為220°C的條件下熱壓得到厚度為25mm厚的低密度木塑復合刨花板。
需要說明的是(1)為了提高阻燃性能，可用阻燃型可發性聚苯乙烯粒子替代； (2)可通過厚度規進一步控制熱壓后產品的厚度；(3)通過以上實施方案所得到的低密度木塑復合刨花板，可用裝飾單板、高壓裝飾板等裝飾材料對其單面或者雙面飾面。(4)為了拓寬原料使用范圍，木質刨花可用竹刨花、秸稈及蔗渣等碎料替代使用。(5)為進一步提高復合刨花板的防水性能，可以在成型之前加入適量的石蠟乳液等防水劑。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。權利要求
1.一種低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述的刨花板包括如下質量份數的原料組分可發性聚苯乙烯5 200份，木質刨花200-600份，偶聯劑1. 5 5份，膠粘劑4 10 份；所述的木質刨花是由50 100份表層刨花和150 500份芯層刨花組成的。
2.根據權利要求1所述的低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述的可發性聚苯乙烯是粒徑為0. 2-2. Omm的可發性聚苯乙烯粒子。
3.根據權利要求1所述的低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述的偶聯劑是硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種。
4.根據權利要求1所述的低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述的膠粘劑是二苯基甲烷二異氰酸酯膠、脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠中的一種。
5.根據權利要求1所述的低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述的刨花板還包括質量份數為3-30份的阻燃劑。
6.根據權利要求5所述的低密度木塑復合刨花板，其特征在于所述阻燃劑是磷酸氫二銨、硼酸鋅、三氧化二銻、聚磷酸鹽、氫氧化鎂、氫氧化鋁、十溴二苯乙烷中的一種或多種的混合物。
7.—種如權利要求1所述的低密度木塑復合刨花板的制造方法，其特征在于所述的制造方法的具體步驟為1)將木質刨花干燥至含水率為2 5%，再經過刨花分選設備分成表層刨花、芯層刨花兩部分；2)將芯層刨花用量的0.5 1. 5%的偶聯劑與芯層刨花混合均勻；3)將表層刨花用量的4-10%的膠粘劑對表層刨花進行施膠處理；4)將步驟2)得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯粒子按配比混合均勻；5)將步驟3)得到的物料鋪裝于板坯上下表面，板坯中心層采用步驟4)所得的物料組坯，再進行預壓，最后熱壓得到所述的低密度木塑復合刨花板。
8.—種如權利要求5所述的低密度木塑復合刨花板的制造方法，其特征在于所述的制造方法的具體步驟為1)將木質刨花干燥至含水率為2 5%，并經過刨花分選設備分成表層刨花、芯層刨花兩部分；2)將芯層刨花用量的0.5 1. 5%的偶聯劑與芯層刨花混合均勻；3)將表層刨花用量的4-10%的膠粘劑對表層刨花進行施膠處理，同時加入配比量的阻燃劑；4)將步驟2)得到的芯層刨花與可發性聚苯乙烯粒子和阻燃劑按配比混合均勻；5)將步驟3)得到的物料鋪裝于板坯上下表面，板坯中心層采用步驟4)所得的物料組坯，再進行預壓，最后熱壓得到所述的低密度木塑復合刨花板。
9.根據權利要求7或8所述的低密度木塑復合刨花板的制造方法，其特征在于所述的預壓的壓力為0. 6-1. 4MPa，時間2_10 min ；熱壓過程中單位壓力是0. 8-2. 5MPa，溫度是 140 - 230°C，熱壓時間是按每毫米板厚20s-60s計算。
全文摘要
本發明公開了一種低密度木塑復合刨花板及其制造方法，其配方是可發性聚苯乙烯5～200份、木質刨花200~600份(表層刨花50～100份、芯層刨花150～500份)、偶聯劑1.5～5份、膠粘劑4～10份。其制造工藝為先將木質刨花干燥至含水率2~5%，并經過分選設備分為表層刨花與芯層刨花兩部分，其中表層刨花進行施膠后作為表層物料，芯層刨花用偶聯劑表面處理后與EPS進行混合作為芯層物料，經過組坯、預壓，熱壓成型得到低密度木塑復合刨花板。產品具有比普通刨花板密度低、物理力學性能優越，特別是防水性好、環保性能好的優點，生產工藝簡單、可在現有的刨花板生產線上生產，廣泛用作家具材料、包裝材料和墻體材料使用。
文檔編號C08K3/32GK102504557SQ20111029483
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月8日 優先權日2011年10月8日
發明者林銘, 陳禮輝, 韓益杰, 饒久平 申請人:福建農林大學