一種仿木紋共擠塑木型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種仿木紋共擠塑木型材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑木，也稱作木塑，就是以植物纖維為主原料，與塑料經(jīng)加熱混合并冷卻成型的一 種新型復(fù)合材料，它既保持了實(shí)木材料的自然感，又具有塑料良好的防潮耐水，耐酸堿，抑 真菌，防蟲(chóng)蛀等性能，適用范圍廣泛，幾乎可涵蓋所有原木、塑料、塑鋼、鋁合金及其它類似 復(fù)合型材的使用領(lǐng)域，在建筑室內(nèi)外裝飾、家具行業(yè)應(yīng)用較多，尤其在戶外地板方面得到最 大量的應(yīng)用。塑木材料同時(shí)也解決了塑料、木材行業(yè)廢棄資源的再生利用問(wèn)題，塑木材料的 主要特點(diǎn)為：原料資源化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)保化、成本經(jīng)濟(jì)化、回收再生化。
[0003] 目前市面上各類共擠塑木型材，通常采用單色表面，部分采用木紋輥加熱燙印花 紋，但現(xiàn)有的做法通常獲得的木紋線條不夠自然，而且木紋過(guò)于平面化，不同于戶外實(shí)木型 材有一定的高低起伏變化性，與實(shí)木型材相比，在顏色的深淺層次變化與自然紋理效果方 面，還有較大差距，導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差。另一方面，普通的塑木型材存在一些有待改進(jìn)的弱點(diǎn)， 褪色、表面粉化是塑木型材的在經(jīng)過(guò)若干年使用后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，這與塑木型材中植 物纖維的高添加量有關(guān)；但是僅僅通過(guò)簡(jiǎn)單地降低植物纖維的添加，同時(shí)提高塑料與助劑 的添加量，必然帶來(lái)成本的巨大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種仿木紋共擠塑木型材，所述塑木型材包括 面層和基材，面層中塑料與功能助劑的添加量高于基材，有利于降低成本；面層采用主色、 副色進(jìn)行顏色調(diào)節(jié)，可以更好地塑造面層顏色深淺與層次變化的效果，用戶體驗(yàn)提升；本發(fā) 明還提供了一種仿木紋共擠塑木型材的制備方法，采用共擠的方法在塑木基材表面包覆面 層，只對(duì)面層進(jìn)行性能強(qiáng)化；制備的塑木型材不僅價(jià)格低廉，具有優(yōu)良的耐水防腐和耐老化 性能，還具備了擬真和自然的仿真木材紋理、顏色層次和質(zhì)感，有利于用戶體驗(yàn)的提升。
[0005] 第一方面，本發(fā)明提供了一種仿木紋共擠塑木型材，包括面層和基材，所述面層包 括主色組分和副色組分；按重量份計(jì)，所述主色組分包括以下組分：沙林樹(shù)脂15~30,超 高分子量聚乙烯（UHMWPE) 5~20,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,無(wú)機(jī)填料5~15,植物纖 維粉5~20,潤(rùn)滑劑1~3,相容劑1~2,抗氧劑0. 5~2,光穩(wěn)定劑0. 5~2,第一無(wú)機(jī)礦 物顏料1~6 ;所述副色組分包括以下組分：沙林樹(shù)脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,無(wú)機(jī)填料5~15,植物纖維粉3~20,潤(rùn)滑劑1~ 3,相容劑1~2,抗氧劑0. 4~2,光穩(wěn)定劑0. 4~2,第二無(wú)機(jī)礦物顏料8~20 ;
[0006] 按重量份計(jì)，所述基材包括以下組分：聚乙烯再生料（PE再生料）25~35,植物纖 維粉50~70,無(wú)機(jī)填料10~20,潤(rùn)滑劑1. 5~3,抗氧劑0. 1~0. 5,第三無(wú)機(jī)礦物顏料 0~4〇
[0007] 根據(jù)美國(guó)菲利普石油公司的劃分方法，分子量在150萬(wàn)以上的聚乙烯稱為"超高 分子量聚乙烯（UHMWPE) "。
[0008] 所述高密度聚乙烯（HDPE)為主鏈中平均每1000個(gè)碳原子僅含幾個(gè)支鏈，密度通 常為0. 946~0. 976g/cm3的聚乙烯。
[0009] 所述沙林樹(shù)脂（Surlyn)是杜邦公司利用獨(dú)特的生產(chǎn)工藝聚合而成，是乙烯-(甲 基）丙烯酸鋅鹽、鈉鹽、鋰鹽等離子鍵聚合體。
[0010] 所述仿木紋共擠塑木型材在面層中的塑料與功能助劑的添加量高于基材，這樣既 不明顯提高成本，又解決了產(chǎn)品表面長(zhǎng)期戶外老化后出現(xiàn)褪色與粉化的問(wèn)題，制備的塑木 型材的耐水防腐和耐老化性能增強(qiáng)，而且更加經(jīng)久耐用；另一方面，所述面層包括主色組分 和副色組分，使塑木共擠型材的表面顏色呈現(xiàn)一定程度的深淺層次變化，這兩種面層組分 按照某種樹(shù)種實(shí)木的顏色深淺層次變化進(jìn)行配方設(shè)定，且分為主、次，更好的塑造出顏色深 淺與層次的變化效果，使面層具備擬真和自然的仿真木材紋理、顏色層次和質(zhì)感，有利于用 戶體驗(yàn)的提升。
[0011] 優(yōu)選地，所述面層還包括第三色組分，按重量份計(jì)，所述第三色組分包括以下組 分：沙林樹(shù)脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30， 無(wú)機(jī)填料5~15,植物纖維粉3~20,潤(rùn)滑劑1~3,相容劑1~2,抗氧劑0. 4~2,光穩(wěn)定 劑0. 4~2,第四無(wú)機(jī)礦物顏料8~20。
[0012] 更優(yōu)選地，按重量份計(jì)，所述第三色組分包括以下組分：沙林樹(shù)脂5~10,超高分 子量聚乙烯30,高密度聚乙烯5~10,無(wú)機(jī)填料5~10,植物纖維粉3~10,潤(rùn)滑劑1. 5~ 2. 5,相容劑1~1. 5,抗氧劑0. 4~0. 8,光穩(wěn)定劑0. 4~0. 8,第四無(wú)機(jī)礦物顏料8~20。
[0013] 第三色組分的添加，可以增強(qiáng)塑木型材的顏色調(diào)控能力，使得塑木型材的木紋以 及顏色的深淺與層次效果更加逼真，木質(zhì)感更強(qiáng)，用戶體驗(yàn)大大提升。
[0014] 優(yōu)選地，按重量份計(jì)，所述主色組分包括以下組分：沙林樹(shù)脂15~30,超高分子量 聚乙烯5~10,高密度聚乙烯30,無(wú)機(jī)填料5~10,植物纖維粉5~12,潤(rùn)滑劑1. 5~3， 相容劑1~2,抗氧劑0. 5~1，光穩(wěn)定劑0. 5~1，第一無(wú)機(jī)礦物顏料2~6 ;所述副色組 分包括以下組分：超高分子量聚乙烯30,沙林樹(shù)脂5~10,高密度聚乙烯5~10,無(wú)機(jī)填料 5~10,植物纖維粉3~10,潤(rùn)滑劑1. 5~2. 5,相容劑1~1. 5,抗氧劑0. 4~0. 8,光穩(wěn)定 劑0. 4~0. 8,第二無(wú)機(jī)礦物顏料8~20 ;
[0015] 按重量份計(jì)，所述基材包括以下組分：聚乙烯再生料25~35,植物纖維粉50~ 70,無(wú)機(jī)填料10~20,潤(rùn)滑劑2~3,抗氧劑0. 1~0. 3,第三無(wú)機(jī)礦物顏料0~4。
[0016] 優(yōu)選地，所述面層和基材中的植物纖維粉包括木粉、稻殼粉、竹粉和秸桿粉中的至 少一種。
[0017] 優(yōu)選地，所述面層和基材中的無(wú)機(jī)填料包括滑石粉、碳酸鈣、粉煤灰、陶土、云母 粉、石棉粉、蒙脫土等，或者任意兩者的混合物。
[0018] 所述面層和基材中的無(wú)機(jī)填料價(jià)格低廉，不僅可以強(qiáng)化塑木型材的耐水防腐和耐 老化性能，又不會(huì)明顯提高成本。
[0019] 優(yōu)選地，所述第一無(wú)機(jī)礦物顏料、第二無(wú)機(jī)礦物顏料、第三無(wú)機(jī)礦物顏料及第四無(wú) 機(jī)礦物顏料分別獨(dú)立選自鈦白粉、鐵紅、鐵黃、鐵綠、鐵棕、鐵藍(lán)、鐵黑、炭黑、群青、鈦青藍(lán)和 鉻黃中的一種或兩種以上的組合。
[0020] 優(yōu)選地，所述主色組分、副色組分和第三色組分中的光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定 劑。
[0021] 所述受阻胺類光穩(wěn)定劑具有捕獲自由基、分解過(guò)氧化物的能力，其光穩(wěn)定效果是 傳統(tǒng)吸收型光穩(wěn)定劑的2~4倍。受阻胺類光穩(wěn)定劑除了具有光穩(wěn)定作用外，還有抗氧化、 吸收紫外線等多種功能，且與抗氧劑有良好的協(xié)同效應(yīng)；受阻胺類光穩(wěn)定劑不會(huì)使樹(shù)脂著 色，且與PE樹(shù)脂具有良好的相容性,低毒或無(wú)毒。
[0022] 優(yōu)選地，所述仿木紋共擠塑木型材為板狀。
[0023] 優(yōu)選地，所述仿木紋共擠塑木型材的面層包覆在所述基材的上、下、左、右四壁，所 述面層的上表面設(shè)置有仿木紋；所述仿木紋具有高低起伏變化性。
[0024] 第二方面，本發(fā)明提供了一種仿木紋共擠塑木型材的制備方法，包括以下步驟：
[0025] (1)面層混料和造粒：按照面層的組成稱取面層物料加入到高速混合機(jī)中混合； 然后將混合好的面層物料加入到造粒擠出機(jī)中進(jìn)行加熱塑化，然后切粒制得面層粒料；所 述面層包括主色組分和副色組分，根據(jù)對(duì)主色物料和副色物料分別進(jìn)行造粒，分別得到主 色粒料和副色粒料；
[0026] 所述主色組分包括以下組分：沙林樹(shù)脂15~30,超高分子量聚乙烯（UHMWPE)5~ 20,高密度聚乙烯（HDPE)5~30,無(wú)機(jī)填料5~15,植物纖維粉5~20,潤(rùn)滑劑1~3,相容 劑1~2,抗氧劑0. 5~2,光穩(wěn)定劑0. 5~2,第一無(wú)機(jī)礦物顏料1~6 ;所述副色組分包 括以下組分：沙林樹(shù)脂5~20,超高分子量聚乙烯（UHMWPE) 15~30,高密度聚乙烯（HDPE) 5~30,無(wú)機(jī)填料5~15,植物纖維粉3~20,潤(rùn)滑劑1~3,相容劑1~2,抗氧劑0. 4~ 2,光穩(wěn)定劑0. 4~2,第二無(wú)機(jī)礦物顏料8~20 ;
[0027] (2)基材混料和造粒：按重量份數(shù)：聚乙烯再生料（PE再生料）25~35,植物纖維 粉50~70,無(wú)機(jī)填料10~20,潤(rùn)滑劑1. 5~3,抗氧劑0. 1~0. 5,第三無(wú)機(jī)礦物顏料0~ 4，稱取基材物料加入高速混合機(jī)中混合；再將混合好的基材物料加入到造粒擠出機(jī)中進(jìn)行 高溫加熱塑化，但不使用模頭；所得塑化均勻的物料經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎后冷卻后，制得基材粒 料；
[0028] (3)同步擠出：將步驟（1)得到的多種面層粒料經(jīng)過(guò)普通攪拌機(jī)混合均勻后送入 面層擠出機(jī)中，將步驟（2)得到的基材粒料送入基材擠出機(jī)中，所述面層擠出機(jī)和基材擠出 機(jī)都與共擠擠出模具相連接，然后面層材料與基材通過(guò)同一模具同時(shí)擠出制得初步的共擠 型材；
[0029] (4)表面處理：步驟（3)得到的初步的共擠型材經(jīng)擠出后還未冷卻時(shí)，同步經(jīng)過(guò)仿 木紋壓花輥，進(jìn)行冷輥壓花，經(jīng)過(guò)壓花之后的共擠型材經(jīng)冷卻后獲得共擠塑木型材成品。
[0030] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述面層還包括第三