生态木竹纤维复合装饰板材成型工艺

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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