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木塑复合材料的各种常识
日期: 2015-10-29
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一、木塑复合材料是以PP/PE/PVC/PS/ABS等通用树脂为基材与木粉、竹粉、农林抛弃物辅以相应助剂经挤出、注塑、模压等成型工艺生产出型材、板材、片材等成品使用于装修,园林景象,包装以替代木材的产物就叫木塑复合材料。
二、为什么要鼎力开展木塑复合材料
1、 轮回经济:木塑材料可以轮回运用,即便用多年后可以破碎再挤出应用,契合国度轮回经济政策。
2、 环保:木塑材料自身是环保的(由于运用的塑料,植物纤维,助剂都是环保的),而应用废旧塑料和植物纤维,减轻废塑料和植物纤维(燃烧对环境的影响);契合环保的政策。
3、 节能:运用木塑材料替代木材、塑料、钢铁,可削减动力耗费,到达节能的结果。木塑材料自身隔热保温,使用在修建上,可以明显节能。契合国度节能要求。
4、 处理三农问题:运用各类植物纤维,削减环境污染,节能,添加农业收入,契合国度三农政策。
5、 节能减排:运用木塑材料,削减木材的运用,削减丛林的砍伐,使丛林接收二氧化碳,使二氧化碳排放削减。契合国度节能减排政策。
三、木塑成品的成型工艺及设备、配方。木塑复合材料的成型办法首要有模压成型、挤出成型、打针成型等办法。其中挤出成型产量大、出产延续、效率高,合适各类异型材、板材的出产。因而受到很多企业的喜爱。
A、概念
木塑挤出成型指热塑性塑料(首要是收受接管塑料)与木质纤维材料在挤出机中经过加热、加压,使受热熔化的塑料和木质纤维资料夹杂、塑化,最终延续经过口模成型的办法。
B、木塑挤出成品的出产流程
a,废旧塑料分类—破碎摧毁—合格—入库—不合格—分类收受接管
b,纤维—干燥—混料(按比例)—造粒—出产挤出—成品检测
c,不合格产物—破碎—分类收受接管 注:如是一步法出产不必制粒,混料直接挤出成品!
C、木塑挤出成型引见
到当前为止,木塑设备有单螺杆、锥形双螺杆和一步法设备。前者,成品的功能首要靠工艺配方来调整,调整面窄;成品质量遭到必然的影响。一步法设备是经过设备构造功能和工艺、配方来处理的。
1、单螺杆挤出机
单螺杆挤出机的保送效果首要是靠夹杂料与螺杆与机筒之间的摩擦力差。其优缺陷如下: 长处:构造简略、设备造价低、挤出节制轻易 缺陷:排气结果差、混炼结果差、挤出产物压力动摇大、产量低
2、异向锥形双螺杆挤出机
与“配混”型设备比,异向锥形双螺杆挤出机被称之为低速、低能耗“型材”型设备,易于加工热敏性木塑复合材料;但因为螺杆是全体式的,很难知足分歧工艺配方的要求,混炼结果比平行双螺杆挤出机差,易磨损和断裂。
3、异向平行双螺杆挤出机
可以直接加工木粉或木纤维,但对木粉的含水量有必然的要求,设备易磨损。
D、木塑挤出成型所面对的问题 设备要素:
主机:
a、旧有设备的革新;
b、设备的损耗;
c、排水汽的问题;
d、挤出量的分歧e、剪切力的分歧
模具方面:
a、配方基料的分歧;
b、口模流道设计应与挤出PVC型材有所区别;
c、定型设计时需思索成品的缩短及刚性;
d、需将水箱和定型模分隔;
e、研制高速模具势在必行
辅机方面:
a、无需牵引;
b、后续加工赶不及在线出产;
c、后续加工设备准确度不高
配方要素:
a基料的选择;
b填充纤维的影响;
c 助剂的运用;
d原材料的处置
四、木塑成品为何要采用发泡技能及如何做好木塑发泡
木塑复合材料兼有木材和塑料的双重特征:力学性好、优越的二次加工性、不怕虫蛀、不生霉菌、不吸收水分、使用寿命长且可反复应用。但相关于基体塑料,其韧性、冲击强度和弯曲强度等力学功能仍会有所降低,且作为木材替代品,其密度过大,使用范畴受到限制。经过气体核将十分小的泡孔引入到木塑复合材料中,构成的微发泡木塑复合材料,除具有上述木塑复合材料的长处外,因材料内部存在优越的泡孔构造可以钝化裂纹尖端,阻止裂纹的扩展,然后可有用的克服普通木塑复合材料脆性大、延展性和抗冲击功能低的缺陷,而且降低了材料的密度,不仅节流原料,并且隔音、隔热功能也较好,补偿了未发泡木塑复合材料功能缺乏的问题。
a、概念
微发泡木塑复合材料是以热塑性塑料为基体,木屑或植物纤维作为首要填充料,出产的一种外表结皮、芯层发泡的低发泡成品。
它的表层必需构成硬皮,以一种可节制发泡工艺,当熔体从口模挤出时,发泡熔体外表遭到限制强列的冷却,资料外表构成硬皮,截面不再增大,发泡只在材料芯部进行。
b、微发泡木塑复合材料配方简介(以PVC为主)
要取得形状优越的泡孔必需添加恰当发泡剂和相关助剂,以加强木粉和塑料之间的相容性和取得较大的孔隙率,并经过调理配方,取得恰当的熔体强度、黏度和弹性!
1、偶联剂
氨基硅烷处置过的木纤维具有很强的碱性和供电才能,而PVC经氨基硅烷处置后具有更强的酸性,使PVC与木粉在界面处发作化学反响,然后成为PVC/木粉复合资料的优越偶联剂。 用铝酸酯偶联剂和丙烯酸丁酯偶联剂处置木粉可明显进步PVC/木粉发泡资料的力学功能,还有助于木粉在树脂中的分散,加强树脂与木粉之间的粘合力。
2、发泡剂
当前所用的化学发泡剂首要有放热型发泡剂AC(偶氮二甲酰胺)和吸热型发泡剂NaHCO3。放热型发泡剂获得的泡孔尺寸较小。用AC /NaHCO3 复合发泡剂发泡功能最优。由于AC在加工过程中分解放热,形成熔体部分过热,黏度降低, 使分化生成的气体易逸出, 难以饱和。运用AC 和NaHCO3复合发泡剂则可以改善这一状况。AC用量为015 % ~1 %时最佳。 HDPE/木粉复合材料中的闲暇率与挤出机头温度、螺杆转速以及木粉中的水分有很大关系。当螺杆转速为120r/min、木粉中的水分节制在12%、挤出机机头温度为170℃时不运用化学发泡剂也能出产出高闲暇率的发泡复合材料。
3、助发泡剂
要取得泡孔比拟平均的发泡资料,首先发泡剂的分化温度与树脂的熔融温度接近,其次是发泡剂应在树脂到达适合黏度的温度局限内平均放气;发泡剂AC的分化温度远高于PVC的成型温度,因而,必需把AC的分化温度降到PVC的成型温度邻近,并有较大的发气量。
4、光滑剂
添加过量的光滑剂可以增加物料活动性、改善成品外表光泽,也影响发泡气体在熔体中的夹杂与散布,然后影响泡孔构造。光滑剂太少,物料活动性差,发泡后易拉伤成品外表;过多则物料活动性过大,挤出压力过小,晦气于泡孔成核。PVC /木塑发泡中常用的光滑剂有聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、白腊等,普通用量为1~4份。
5、增塑剂
增塑剂DOP可以降低PVC/木粉复合材料熔融粘度,有利于气体在基体中的分散和泡孔的发展,有助于添加聚合物的弯曲和拉伸性能;假如增塑剂用量过大会招致粘渡过低,加快气体从发泡材料的外表溢出,反而晦气于构成较高的孔隙率,在PVC/木粉复合材料中添加增塑剂DOP有助于降低加工温度,削减木粉分化和发烟,改善PVC与木粉的亲和性以及熔体活动性,最终改善了材料的力功能和加工功能。增塑剂的添加使材料的玻璃化温度和脆化温度降低,且跟着DOP用量的添加,材料的韧性加强,使其在断裂前接收了更多能量,然后使材料的冲击强度简直呈线性增加。然则降低成品热变形温度。
6、冲击改性剂
改性剂CPE (氯化聚乙烯)可增加PVC /木塑复合资料的冲击强度、弯曲强度、紧缩强度。ACR(丙烯酸酯类)用作PVC的抗冲改性剂与CPE比拟,具有优秀的抗冲击结果,加工温度局限宽,出产不变性好,产物外表光泽度和尺寸不变性好, 且合适高速挤出。冲击改性剂的类型和用量对PVC/木塑复合材料发泡的孔隙率及CO2 接收行为有影响。任何类型的冲击改性剂都能加快发泡进程中气体的流失,然后阻止泡孔核的发展,因此对成品高孔隙率的构成晦气。CPE、EVA (乙烯2醋酸乙烯共聚物) 、MBS、ACR是当前常用的几种PVC冲击改性剂。用量凡间在5~9份之间。
7、其他助剂
除了上述首要助剂外, PVC/木塑发泡成品中还需添加不变剂、防霉剂、着色剂、阻燃剂等,这些助剂对PVC /木塑复合材料的发泡功能影响也不该忽视。各组分对发泡的影响并不是孤立的,如木粉不经外表处置,则增塑剂对复合材料的孔隙率简直没有影响,由于PVC与纤维之间的界面粘合性差,气体可以在发泡进程中经过界面间的通道很快流失。
C、微发泡木塑复合资料挤出成型工艺
1、工艺流程 木质材料→破碎摧毁→挑选→干燥→ 各类添加剂→ 混料(按比例)→造粒→出产挤出→发泡 →定型→冷却→干燥→牵引→切割→ 成品检测→后续加工
注:如一步法挤出,省去造粒,混料之后直接挤出成型。
2、加工进程首要影响要素
(1)成型温度
温度的影响首要是料筒温度和机头温度两个方面,料筒温度对和复合材料的混炼结果有决议性影响,温渡过低,塑料塑化不平均、混和不充沛、混和体在机筒中活动艰苦;温渡过高,塑料轻易发作降解、木粉轻易烧焦、发烟。料筒温度首要对挤出成型有主要影响,温渡过低,机头压力过大,使成品难挤出,其次还轻易构成堵料;温渡过高,来不及构成较高的机头压力,使挤出的成品不密实,且温渡过高,发泡能够在没挤出时已经发泡,无法构成较好的气泡核,影响成品质量。
在充沛塑化的前提下,应采用低温挤出。螺杆和成型模具等设备也应具有低温挤出特征,以包管泡孔有优越的形状和较小的直径。加料段温度应控制在165 ℃以下,紧缩段和均化段在160~180 ℃之间,机头和口模设在160 ℃以下。
(2)螺杆转速
螺杆转速对挤出发泡的影响首要表现在以下几个方面:一是影响挤出压力,转速越高,挤出机内压力越大,然后越有利于成核,成核的泡孔数量也越多,发泡率也就越高。但压力过高时成核的泡孔发展受到按捺,影响泡孔的充沛发展;二是螺杆转速越高,剪切效果越强,剪切效果过强时轻易使泡孔兼并或决裂,影响发泡体质量和低密度泡沫塑料的构成;三是螺杆转速过高或过低,使逗留工夫过短或过长,轻易发作提早发泡或发泡剂分化不充沛等现象,影响构成平均精密的泡孔构造。因而在其它影响要素不变的状况下,螺杆转速存在一个最佳值,普通在12~18 r/min之间。
(3)挤出压力
挤出压力缺乏会形成成品外表粗拙、强度低,而较高的挤出压力不仅能控制机头内的含气熔体不提早发泡,并且使机头口模表里压差大,然后使压降速度高,有利于气泡成核,成核的气泡数目增多,发泡率也随之增大,有利于获得平均精密的泡孔构造。但挤出压力过高对泡孔的发展有影响。要获得适合的机头压力,可以经过调节螺杆转速、机头温度及口模外形来完成。
3、成型设备
锥形双螺杆挤出机具有物料逗留工夫短、逗留工夫散布窄、熔体温度控制结果好的特点,因而削减了PVC /木塑的分化,对其加工十分有利。
D、面对问题
1、如何更有用的改善木粉与塑料基体之间的界面相容性
2、如何增加发泡复合资料中的木粉含量
3、如何增加发泡倍率、改善泡孔构造、开拓质轻功能优的产品
4、开拓应用木粉中的水分进行发泡
5、各类助剂对发泡的影响
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