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生态木竹纤维复合装饰板材成型工艺

发布人:yuecaiyin发布时间:2016/6/6浏览次数:1718次

生态木竹纤维复合装饰板材成型工艺
天然植物纤维 (Natural V egetable Fibers,NVF ) 是自然界最丰富的天然高分 子材料  ,如木材 、竹材 、稻草 、麦桔 、谷糠 、花生壳 、甘蔗渣 、椰子壳 、亚 麻 、
苎麻等 ,自然界 中每年生 长的纤维素 (以天然植物 纤维的形式存在 ) 总量 多达千亿 吨,远 远超 过 了地球 上现有的石油 总储量 。此外 ,还有 大量 的农 业加工 废弃
物等天然纤 维资源 ,一些热 带地 区尤为丰 富 ,每 年从农业废弃物 中提取 的木质纤维 可达 2.5 x 10 t  。可再生资源的研究 已列 入国际上 24 个前沿领域之
一, 各国都投入 大量资金对 其进行研 究与开 发。根 据美国能源部 (D OE ) “植物及粮食基可再生资源技术路基金项 目 :国家林 业局 948 项 目 “木质天然纤维增 强复合材料关键技 术引进” (2011 —4 一l1)。线图” 的规划,到 2020 年 ,来 自植物可再生资源的基本化学 结 构 材 料 将 增 加 到 20% ,到 2050 年 要 达 到5 0 %  -5]。 如何充分利用天然植物纤维 的潜力 ,发挥其独特 的功能 和特性 ,开发新 的应 用领域 ,是引人 注 目的热点  。天然植 物纤维具 有众多 优点 ,如价格 低廉 、密度小 、具有 较高的 弹性模 量等 ,最为重要 的是它的生物降解性和可再生性,这是其它任何增强材料
无法比拟的,具有广阔的发展前景 。因此 ,天然纤维 复合材 料 (natural fiber reinforcedplastics 简称 N FRP ) 是 国内外 近年蓬勃 兴起 的一 类新型绿色复合材料。我国有不少学者开展了这一方面研究,取得了一些阶段成果,但均未实现产业化。本文所研发的植物纤维 复合 板材是 利用热塑性树脂 ,与植物纤维粉末、重质碳酸钙粉等?昆合,经挤出生态木竹纤维复合装饰板材成型工艺延压、模压成型工艺,同时结合开炼、捏合等橡胶加工工艺而生 产出的板材。主要用 于建材 、家具 、物 流包装等行业 。具有工艺 简单 ,成本较 低 ,产 品性能优良的优势 ,有广阔的市场前景 。
1  成型 工艺
1.1 原材料及配比生产原料主要 有 :木质纤 维粉 (木、竹 小径材 和枝桠材 、加工 剩余 物 以及农作物秸 秆等 )、重质 碳酸钙 、热塑性树脂 (聚氯乙烯 、聚丙烯 、聚 乙烯 等) 、发泡剂 、辅料 以及矿石颜料 。植物纤维多层复合板 材采用三层夹 芯结构 ,中间为纤维微发泡支撑层 ,厚 度为 8 ~20 m m ,支撑层为可再生热塑性树 脂 25% ~35% (wt)、木质纤维粉 55%~65% (wt)、发泡 剂 5% ~10% (w1)、辅 料 8% ~12% (wt);上下两层为同质透心柔性植物纤维复合卷材增强层 ,厚度为 l ~2 m m ,增强层为 可再 生热 塑性树脂 25% ~35% (wt)、木质纤维粉 25% ~35% (wt)、石灰石粉 30% -40% (w1)、矿石颜料 l% ~3% (wt)。
1.2 植物纤维粉制备及纤维界面处理
(1) 将林区采伐后的小径材 、枝桠材运至车间 ;
(2) 输送至刨片机打成长度 20 ~30 mm 的刨花;
(3) 将刨 花通过管道输送至干燥 窑 ,干燥 至含水率低于 8%;
(4) 将干燥的刨花输送至打粉机研磨成纤维粉末 ;
(5) 由于纤维粉末与树脂 、石灰石 为非 同性材料 ,界面相容性差 ,仅仅通 过聚酯难 以将 其 充分捏 合  ,将增强层纤维粉末通过洗涤 、偶联剂浸渍处理 、洗涤 、干燥等工序进行纤维表面处理 ”  ;
(6) 将表 面处理后的纤维粉末输送 至干燥窑 ,干燥至含水率低于 8% 一
1.3 微发泡植物纤维复合素板 (支撑层) 成 型
(1) 木质纤维粉末颗粒大小为 0.I54 ~0.180 lnin,可再生树 脂选用 PVC ,按照 比例混炼;输送 至高速搅拌机 ,搅拌 20 ~30 m in 至混合均匀 ;
(2) 将混 合物料注 入锥形 双螺杆 挤 出机 ,使其塑化及微发泡;温度:100 ~l20 ℃,时间 :15 ~20 m in;
(3) 输送 至 双滚 延 压机 开 炼延 压 成 厚 度 为 9 ~22 lllll l 板材 ,时间 :l ~5 r a in;
(4 ) 输送至冷压机冷却定型,时间 :20 ~30 r a in ;
(5) 输送至纵横切割机 ,制成规 格为 l 220 mf fl×2 440 lnll l x9 ~22 m ill成品。
1.4 同质透心卷材 (增强层 ) 成型
(1) 将增强层 原料按可再生热 塑性 树脂、木质纤维粉末 、石灰石粉 、辅料配方输送 至另一高速搅拌机 ,搅拌 2O ~30 m in 至混合均匀;
(2) 加入 预设矿物颜料再 次搅 拌 ,注入锥 形双螺杆挤 出机,使其充分塑化 ,温度:100 ~120 ℃ ;时 间:
15 ~2 0 m in :
(3) 输 送 至 双滚 延 压机 开 炼 延压 成 厚 度 为 l ~2 m m 板材 ,时间:1 ~5 m in;
(4) 输送至冷压机冷却成 型;
(5) 输送至纵横切 割机 ,制成规格为 l 220 m m ×2 440 mm ×1 ~2 mm 成品  。
1.5 植物纤维多层复合板材成型
(1) 将微发泡植物纤维复合素板和同质透心卷材输送至热压机 ,上下两层为同质透心卷材 ,进行热压 ;
(2) 输送至冷压机冷却成 型;

(3) 输送至纵横切割机 ,制成规格为 1 220 m m X2 440 m m 成品。

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