專利名稱：改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，即利用改變材料表層的性能而達(dá)到改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料熱膨脹性能和彎曲性能的方法，屬于木塑復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合材料已經(jīng)逐漸成為重要的功能性材料。隨著熱塑性樹脂基復(fù)合材料技術(shù)的不斷成熟及其可回收利用的優(yōu)勢(shì)，以塑料為基體纖維為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家熱塑性樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)占到樹脂基復(fù)合材料總量的30%以上。熱塑性樹脂基復(fù)合材料經(jīng)常被作為獨(dú)立的功能性材料應(yīng)用于建筑之中。作為一種新型綠色復(fù)合材料，芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料廣泛的應(yīng)用可以大大提高材料的使用率和提高復(fù)合材料的性能。芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料表層由純塑料或者熱塑性樹脂基復(fù)合材料構(gòu)成，表層的性能是影響芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料性能的主要影響因素。例如，純的高密度聚乙烯和聚丙烯作為表層的芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料較單一的木塑復(fù)合材料的吸水厚度膨脹率低。然而以具有較低的模量和較大的熱膨脹系數(shù)的熱塑性樹脂作為表層的芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料，其表層對(duì)芯層的模量和熱穩(wěn)定性有負(fù)面的影響。隨著近年來(lái)降低芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)研究的開展，尋找一種合適的方法使得芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的性能達(dá)到最佳已成為研究的一個(gè)主要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，其目的是采用無(wú)機(jī)增強(qiáng)材料增強(qiáng)其表層，使得芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的性能達(dá)到最佳。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，包括如下工藝步驟，
一、取芯層、表層的原材料，其中芯層表層的質(zhì)量百分比是，芯層表層=11;所述的 芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，木粉低密度聚乙烯高密度聚乙烯潤(rùn)滑劑偶聯(lián)劑
=50 30 10 6 :4或50 10 30 6 4 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維高密度聚乙烯=30-100 0-90 或 0-30 :70-100 ；
所述的取芯層、表層的原材料還可以是，芯層表層的質(zhì)量百分比是，芯層表層=1 1 ；其中芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，高密度聚乙烯低密度聚乙烯木粉偶聯(lián)劑滑石粉=33 2 55 5 5 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維高密度聚乙烯=0-30 :70-100 ；
二、塑化造粒，將芯層、表層的原材料分別放入A雙螺桿擠出機(jī)、B雙螺桿擠出機(jī)，以轉(zhuǎn)速40 r/ min、溫度為150°C _175°C分別進(jìn)行塑化造粒；
三、試樣制備，采用共擠出工藝制備由滑石粉/玻璃纖維增強(qiáng)表層的芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料；共擠出系統(tǒng)有A、B兩臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)；芯層所需原料顆粒加入A雙螺桿擠出機(jī)，表層所需原料顆粒加入B雙螺桿擠出機(jī)，原料在成型模具內(nèi)匯合后一次成型；共擠出時(shí)，A雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口溫度控制為155°C，出料口溫度控制在由170 °〇到130 °C ,擠出速度以轉(zhuǎn)速90 r/ min、溫度為155°C _180°C進(jìn)行塑化造粒；成型模具內(nèi)的溫度控制155°C ； B雙螺桿擠出機(jī)針對(duì)不同的表層配比，將溫度控制在150-165°C ;共擠出時(shí)，表層厚度控制在
0.8-1.6 mm;
四、模具成型，塑化造粒后經(jīng)A、B雙螺桿擠出機(jī)擠出，進(jìn)入成型模具匯合并一次成型；成型模具的截面尺寸為13 X 50 mm ;
五、真空減壓、冷卻；
減壓真空器尺寸保持為需制備的試樣尺寸，試樣擠出后通過2 m的水霧冷淋槽進(jìn)行冷卻。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):通過增強(qiáng)表層性能的辦法，降低了芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹性能，同時(shí)提高了復(fù)合材料的彎曲的性能。具有操作方法簡(jiǎn)單可行，效果好，可廣泛應(yīng)用于芯表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的改性等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，包括如下工藝步驟，
一、取芯層、表層的原材料，其中芯層:表層的質(zhì)量百分比是，芯層:表層=1:1 ;其中芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，木粉:低密度聚乙烯:高密度聚乙烯:潤(rùn)滑劑:偶聯(lián)劑=50:30:10:6:4或50:10:30:6:4 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維:高密度聚乙烯=30-100:0-90 或 0-30:70-100 ；
或取芯層、表層的原材料， 其中芯層:表層的質(zhì)量百分比是，芯層:表層=1:1;其中芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，高密度聚乙烯:低密度聚乙烯:木粉:偶聯(lián)劑:滑石粉=33:2:55:5:5 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維:高密度聚乙烯=0-30 =70-100 ；
二、塑化造粒，將芯層、表層的原材料分別放入A雙螺桿擠出機(jī)、B雙螺桿擠出機(jī)，以轉(zhuǎn)速40 r/ min、溫度為150°C _175°C分別進(jìn)行塑化造粒；
三、試樣制備，采用共擠出工藝制備由滑石粉/玻璃纖維增強(qiáng)表層的芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料；共擠出系統(tǒng)有A、B兩臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)；芯層所需原料顆粒加入A雙螺桿擠出機(jī)，表層所需原料顆粒加入B雙螺桿擠出機(jī)，原料在成型模具內(nèi)匯合后一次成型；共擠出時(shí)，A雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口溫度控制為155°C，出料口溫度控制在由170°C到130°C，擠出速度以轉(zhuǎn)速90 r/ min、溫度為155°C _180°C進(jìn)行塑化造粒；成型模具內(nèi)的溫度控制155°C ； B雙螺桿擠出機(jī)針對(duì)不同的表層配比，將溫度控制在150-165°C ;共擠出時(shí)，表層厚度控制在
0.8-1.6 mm;
四、模具成型，塑化造粒后經(jīng)A、B雙螺桿擠出機(jī)擠出，進(jìn)入成型模具匯合并一次成型；成型模具的截面尺寸為13 X 50 mm ;
五、真空減壓、冷卻；
減壓真空器尺寸保持為需制備的試樣尺寸，試樣擠出后通過2 m的水霧冷淋槽進(jìn)行冷卻。
實(shí)施例I由玻璃纖維增強(qiáng)表層的芯-表結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合材料芯層類型分為A芯層I和B芯層2 ;表層設(shè)計(jì)為5種厚度(0.8，1.0,1.2，1.4，和1.6 mm), GF分別以O(shè) wt%,10 wt% , 20 wt%和30 wt%和40 wt%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增強(qiáng)不同厚度表層HDPE，具體的各組分配比見表I。表I芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料(GF增強(qiáng)表層)各組分配比:
權(quán)利要求
1.一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟， 一、取芯層、表層的原材料，其中芯層:表層的質(zhì)量百分比是，芯層:表層=1:1;所述的芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，木粉:低密度聚乙烯:高密度聚乙烯:潤(rùn)滑劑:偶聯(lián)劑=50:30:10:6:4或50:10:30:6:4 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維:高密度聚乙烯=30-100:0-90 或 0-30:70-100 ； 二、塑化造粒，將芯層、表層的原材料分別放入A雙螺桿擠出機(jī)、B雙螺桿擠出機(jī)，以轉(zhuǎn)速40 r/ min、溫度為150°C _175°C分別進(jìn)行塑化造粒； 三、試樣制備，采用共擠出工藝制備由滑石粉/玻璃纖維增強(qiáng)表層的芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料；共擠出系統(tǒng)有A、B兩臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)；芯層所需原料顆粒加入A雙螺桿擠出機(jī)，表層所需原料顆粒加入B雙螺桿擠出機(jī)，原料在成型模具內(nèi)匯合后一次成型；共擠出時(shí)，A雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)料口溫度控制為155°C，出料口溫度控制在由170 °〇到130 °C ,擠出速度以轉(zhuǎn)速90 r/ min、溫度為155°C _180°C進(jìn)行塑化造粒；成型模具內(nèi)的溫度控制155°C ； B雙螺桿擠出機(jī)針對(duì)不同的表層配比，將溫度控制在150-165°C ;共擠出時(shí)，表層厚度控制在0.8-1.6 mm; 四、模具成型，塑化造粒后經(jīng)A、B雙螺桿擠出機(jī)擠出，進(jìn)入成型模具匯合并一次成型；成型模具的截面尺寸為13 X 50 mm ; 五、真空減壓、冷卻； 減壓真空器尺寸保持為需制備的試樣尺寸，試樣擠出后通過2 m的水霧冷淋槽進(jìn)行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，其特征是所述的工藝步驟一中的芯層:表層的質(zhì)量百分比是，芯層:表層=1:1 ;其中芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，木粉:低密度聚乙烯:高密度聚乙烯:偶聯(lián)劑:滑石粉=55:33:2:5:5 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，高密度聚乙烯:滑石粉:染色劑=49-98:0-49:2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，其特征是所述的工藝步驟一中的芯層:表層的質(zhì)量百分比是，芯層:表層=1:1;其中芯層材料組份的質(zhì)量百分比是，高密度聚乙烯:低密度聚乙烯:木粉:偶聯(lián)劑:滑石粉=33:2:55:5:5 ;表層材料組份的質(zhì)量百分比是，玻璃纖維:高密度聚乙烯=0-30:70-100o
全文摘要
本發(fā)明是一種改性芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹和彎曲性能的方法，包括如下工藝步驟，一、取芯層、表層的原材料，其中芯層表層質(zhì)量百分比是，芯層表層=11；其中芯層材料組份是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、木粉、偶聯(lián)劑；表層材料組份是玻璃纖維、高密度聚乙烯；二、塑化造粒，將芯層、表層的原材料分別放入A、B雙螺桿擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速40r/min、150℃-175℃分別進(jìn)行塑化造粒；三、試樣制備，四、模具成型；五、真空減壓、冷卻。優(yōu)點(diǎn)通過增強(qiáng)表層性能的辦法，降低了芯-表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)得到，提高了復(fù)合材料的彎曲的性能；操作方法簡(jiǎn)單可行，效果好，可廣泛應(yīng)用于芯表結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的改性等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/34GK103072247SQ20131004177
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者黃潤(rùn)州, 吳清林, 張洋, 徐信武, 韓書廣 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)