專利名稱：：一種木塑復(fù)合制品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種木塑復(fù)合制品及其制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來，由于全球環(huán)境保護(hù)而要求確保森林資源和木材成本的高漲，以及為了應(yīng)付對木材制品感覺根深蒂固的潛在需要，已著手研制能代替木材應(yīng)用在家具和日用品上的復(fù)合制品以及使用復(fù)合制品制得的合成木板，以便得到與天然木材相近的表面性質(zhì)。例如，CN1032694C中公開了一種反應(yīng)型木粉聚氨酯泡沫制品的合成方法，該方法包括在催化劑存在下，在90-125℃下使木粉與聚醚反應(yīng)，制成木粉聚醚，然后將木粉聚醚與多異氰酸酯發(fā)泡得到反應(yīng)型木粉聚氨酯泡沫制品，其中，所述聚醚可以是山梨糖醇系聚醚，所用木粉為顆粒直徑為74-175微米的白松、紅松、楊木、椴木、桐木的鋸末、刨花、木屑，木粉與聚醚的重量比為1:2-9。CN1128053C公開了一種塑木型材成型工藝及設(shè)備，其特征在于，該型材的原料配方包括30-80重量份聚乙烯、20-70重量份植物纖維粉末、0.1-0.5重量份硬樹脂、0.1-2.0重量份聚乙烯蠟、0.1-0.5重量份抗氧劑以及1-5重量份增強(qiáng)改性劑，其工藝流程包括將上述配方按所有原料計(jì)量后，首先把植物纖維粉末放入高速混合機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌升溫，用動態(tài)干燥工藝將植物纖維粉末中的水分脫除，終點(diǎn)溫度范圍為90-100℃，然后加入聚乙烯樹脂及其它組分，繼續(xù)攪拌，進(jìn)行二次升溫至100-120℃，然后將物料排入低速混合機(jī)中，冷卻至40℃以下，然后用料筒螺帶式攪拌在整個生產(chǎn)過程中不間斷的上下翻動物料使物料不分層，然后使物料再次干燥，干燥好的物料進(jìn)入錐形雙螺桿擠出機(jī)塑化、從模具擠出成型，然后冷卻定型，當(dāng)型材達(dá)到預(yù)定長度后，自動切割。上述木塑復(fù)合制品是通過木粉與塑料(即合成樹脂)復(fù)合得到的制品，為了達(dá)到環(huán)保的目的，目前生產(chǎn)的木塑復(fù)合制品的木粉含量通常高達(dá)60重量％以上，從而導(dǎo)致制品的力學(xué)強(qiáng)度如沖擊韌性、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度較差，大大限制了制品的應(yīng)用范圍。因此如何提高木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度，減輕木塑復(fù)合制品單位面積的重量，對于擴(kuò)大木塑復(fù)合制品的使用范圍、延長使用壽命以及對于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源均具有極其重要的作用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的木塑復(fù)合制品力學(xué)強(qiáng)度較差的缺點(diǎn)，提供一種力學(xué)強(qiáng)度較好的木塑復(fù)合制品及其制備方法。本發(fā)明提供了一種木塑復(fù)合制品，該復(fù)合制品含有木粉和熱塑性樹脂的混合物，其特征在于，該復(fù)合制品還含有增強(qiáng)纖維。本發(fā)明還提供了一種木塑復(fù)合制品的制備方法，該方法包括將含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物熔融后擠出成型，其特征在于，該方法還包括在擠出成型前將含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物與增強(qiáng)纖維接觸，并使該增強(qiáng)纖維與含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物一起擠出成型。由于含有增強(qiáng)纖維，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度大大提高，例如，拉伸屈服強(qiáng)度不低于1100兆帕，抗彎強(qiáng)度不低于75兆帕，較現(xiàn)有技術(shù)中木塑復(fù)合制品有大幅度提高。另外，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品具有優(yōu)異的防腐性能、防水防潮性能、耐溫性能、阻燃性能和較長的使用壽命。例如，本發(fā)明實(shí)施例1的木塑復(fù)合制品的沖擊韌性為800千焦/平方米，拉伸屈服強(qiáng)度為1350兆帕，抗彎強(qiáng)度為95兆帕，熱變形溫度高達(dá)115°C;而對比例1的木塑復(fù)合制品的沖擊韌性為200千焦/平方米，拉伸屈服強(qiáng)度僅為25兆帕，抗彎強(qiáng)度為30兆帕，熱變形溫度僅為9(TC。本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品可以用于各種需要較高力學(xué)強(qiáng)度和較低重量的應(yīng)用中，例如，可以用作高速公路的護(hù)欄，或者用作軍用彈藥箱。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品，盡管少量的增強(qiáng)纖維即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，但優(yōu)選情況下，以木塑復(fù)合制品的總量為基準(zhǔn)，所述木粉的含量為50_70重量％，所述熱塑性樹脂的重量為25-45重量％;所述增強(qiáng)纖維的重量為0.5-10重量％，優(yōu)選為0.5-5重量％。根據(jù)本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品，所述增強(qiáng)纖維可以以單根纖維簇的方式分布在木塑復(fù)合制品的一個位置，也可以以單絲纖維的方式各自分布在木塑復(fù)合制品的各個位置，為了進(jìn)一步提高本發(fā)明所述木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度，優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述增強(qiáng)纖維包括多根纖維簇。所述多根纖維簇可以以各種方式排列，例如可以以各自平行的方式并行排列，還可以以縱橫交錯成網(wǎng)狀的方式交叉排列。所述并行排列的方式可以是與木塑復(fù)合制品的長度方向成各個角度的方向，例如，所述多根纖維簇的長度方向與所述木塑復(fù)合制品的長度方向一致的方向，或者其長度方向與所述木塑復(fù)合制品的長度方向垂直的方向。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，只需將所述增強(qiáng)纖維以其長度方向與所述木塑復(fù)合制品的長度方向一致的方式設(shè)置即可有效提高木塑復(fù)合制品的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，而且與上述網(wǎng)狀形式相比還可以節(jié)約增強(qiáng)纖維的用量，并從制備角度考慮更易于實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明優(yōu)選所述多根纖維簇并行排列，并且所述多根纖維簇的排列方式使該多根纖維簇的長度方向與木塑復(fù)合制品的長度方向一致。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述多根纖維簇各自位于木粉和熱塑性樹脂的混合物的中間。也即只有觀察橫截面才能看到增強(qiáng)纖維。為了更有效地提高木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度和使木塑復(fù)合制品同一橫截面各個位置的力學(xué)強(qiáng)度一致，本發(fā)明優(yōu)選每0.05-0.2平方米橫截面的木塑復(fù)合制品具有3-12根纖維簇，優(yōu)選為5-10根纖維簇，并且所述多根纖維簇中，相鄰兩根纖維簇的距離為2-5厘米。為了進(jìn)一步提高本發(fā)明木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度和減輕該木塑復(fù)合制品的重量，進(jìn)一步優(yōu)選每根纖維簇中包括200-1000根單絲纖維。本發(fā)明還優(yōu)選所述未拉伸的增強(qiáng)纖維的單絲纖維的長度為2-1000厘米，纖度為0.5-3旦。更優(yōu)選所述增強(qiáng)纖維的單絲纖維的長度與木塑復(fù)合制品的長度的比為0.002-1:1，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1-1:1，這樣可以進(jìn)一步提高所述木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度。盡管只要所述木塑復(fù)合制品中含有增強(qiáng)纖維即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，但優(yōu)選情況下，所述增強(qiáng)纖維為經(jīng)過預(yù)拉伸的增強(qiáng)纖維，預(yù)拉伸力使預(yù)拉伸后的增強(qiáng)纖維的長度為未拉伸的增強(qiáng)纖維長度的1.05-1.1倍。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明所述條件下，所述預(yù)拉伸的拉力大小可以為5-30兆帕，預(yù)拉伸的時間可以為0.1-2秒，優(yōu)選0.2-0.5秒，在上述預(yù)拉伸條件下即可使預(yù)拉伸后的增強(qiáng)纖維的長度為未拉伸的增強(qiáng)纖維長度的0.05-0.1倍。通過上述預(yù)拉伸，可以使未拉伸的增強(qiáng)纖維具有預(yù)應(yīng)力；通過控制所述預(yù)拉伸與所述接觸的時間間隔為0.2-0.5秒，可以實(shí)現(xiàn)具有預(yù)應(yīng)力的增強(qiáng)纖維與木粉和熱塑性樹脂的復(fù)合；通過控制所述預(yù)拉伸的拉力大小和時間可以控制未拉伸的增強(qiáng)纖維中預(yù)應(yīng)力的大小。由于一方面基于目前的測試手段還不容易測試預(yù)應(yīng)力的大小和未拉伸的增強(qiáng)纖維拉伸后的長度變化，另一方面，只要使增強(qiáng)纖維以拉緊狀態(tài)從而具有預(yù)應(yīng)力與含有木粉和熱塑性樹脂的混合物進(jìn)行復(fù)合即可極大地提高所得木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度，因而本發(fā)明不對所得木塑復(fù)合制品中的增強(qiáng)纖維的預(yù)應(yīng)力大小及長度變化進(jìn)行定量表征，只是在制備過程中使增強(qiáng)纖維以拉緊狀態(tài)與含有木粉和熱塑性樹脂的混合物進(jìn)行復(fù)合。一般地，在未拉伸的增強(qiáng)纖維強(qiáng)度范圍內(nèi)，預(yù)拉伸的拉力越大且時間越長，則未拉伸的增強(qiáng)纖維中的預(yù)應(yīng)力也越大，未拉伸的增強(qiáng)纖維拉伸后的長度變化也越大。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述未拉伸的增強(qiáng)纖維的拉伸屈服強(qiáng)度為2.7吉帕，拉伸模量為70-120吉帕。當(dāng)本發(fā)明的木塑復(fù)合制品采用擠出成型的方法制備時，為了能夠獲得本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的木塑復(fù)合制品，本發(fā)明優(yōu)選所述增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)比木粉和熱塑性樹脂的混合物的熔點(diǎn)高至少50°C，優(yōu)選高220-350"C。根據(jù)本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品，所述增強(qiáng)纖維可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各種增強(qiáng)纖維，例如，可以為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維中的一種或幾種。上述增強(qiáng)纖維可以以單絲纖維的簡單組合使用，也可以以多根單絲纖維通過各種方式例如編織方式形成的相應(yīng)纖維帶例如市售的各種玻璃纖維帶、碳纖維帶和芳綸纖維帶中的一種或幾種的形式使用。而且實(shí)驗(yàn)證明以上述纖維帶形式使用獲得的木塑復(fù)合制品強(qiáng)度更高，綜合力學(xué)性能更好。根據(jù)本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品，所述木粉可以是本領(lǐng)域常規(guī)使用的木粉，例如，所述木粉可以是各種纖維素質(zhì)碎料，常用的如顆粒直徑為20-300微米的白松、紅松、楊木、椴木、桐木的鋸末、碎屑、竹屑、農(nóng)作物秸稈粉、稻麥殼粉、豆類、玉米淀粉、棉花果殼、堅(jiān)果硬殼、椰殼中的一種或幾種。所述木粉可以用各種方法得到，例如用各種廢棄木料粉碎后得到。優(yōu)選木粉的含水率低于5重量％?？梢杂酶鞣N方法將木粉的含水率降低至5重量％以下，例如，可以通過氣干法。所述熱塑性樹脂可以是本領(lǐng)域常用的各種熱塑性樹脂，例如，可以為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、苯己烯-丙烯晴-丁二烯共聚物(ABS)、聚丙烯腈(AS)、尼龍中的一種或幾種，優(yōu)選所述熱塑性樹脂的重均分子量為50000-500000。所述熱塑性樹脂優(yōu)選為顆粒直徑為20-300微米的熱塑性樹脂顆粒。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品還可以含有本領(lǐng)域常規(guī)使用的一種或幾種加工助劑，如鹽類添加劑、植物粉末以及其它添加劑。所述鹽類添加劑包括垸基磺酸鹽、有機(jī)酸鐵鹽、聚羥基丁酸鹽、硬脂酸鹽類、碳酸鈣、碳酸氫鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和貝殼粉中的一種或幾種。所述硬脂酸鹽包括Ca、Mg、Zn、Ba、Ce及Fe的硬脂酸鹽。鹽類添加劑可以提高由本發(fā)明提供的制品制得的制品的尺寸穩(wěn)定性和降低制品間以及制品與加工機(jī)器之間的摩擦力，避免制品或形成制品的混合物局部過熱碳化，同時還能使制品增白。所述鹽類添加劑可以單獨(dú)使用或兩種或者兩種以上配合使用，優(yōu)選為兩種以上配合使用。以混合物的總量為基準(zhǔn)，鹽類添加劑的含量為0-10重量％。所述其它添加劑包括抗氧劑、光/熱穩(wěn)定劑、光氧化劑、防霧劑、阻燃劑、抗靜電劑、偶聯(lián)劑、消泡劑、著色劑、潤滑劑中的一種或幾種。這些添加劑的種類、含量和作用已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。例如用于形成本發(fā)明提供的制品的混合物中還可以含有抗氧劑和/或光/熱穩(wěn)定劑，以防止和抑制淀粉與聚乙烯醇共混體系在加工過程中或使用過程中由于光、熱、氧、微生物等因素引起過早降解，從而有效地控制和延緩高聚物自氧化速度，或有效抑制或減緩紫外線的老化作用等?？寡鮿┛梢赃x自四(3-(3',5'-二叔丁基-4'-羥基苯基)丙酸季戊四醇酯(簡稱抗氧劑1010)、硫代二丙酸二硬脂酸酯(簡稱抗氧劑DSTP)、亞磷酸酯類、復(fù)合抗氧劑PKY、雙酚A中的一種或幾種。光/熱穩(wěn)定劑可以選自UV-系列光/熱穩(wěn)定劑、炭黑、有機(jī)錫類光/熱穩(wěn)定劑、亞磷酸三壬基苯酯(TNPP)、環(huán)氧大豆油中的一種或幾種。其中，UV-系列光/熱穩(wěn)定劑可以是oc-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(簡稱UV-531)。所述有機(jī)錫類光/熱穩(wěn)定劑可以選自二月桂酸二丁基錫、二硫代乙醇異辛酯二甲酯基亞乙基錫(簡稱酯基錫)、酯基錫RWS-784、雙(硫代甘醇酸異辛酯)二正辛基錫(簡稱京錫8831)、二馬來酸二丁基錫、硫代甘醇異辛酯二丁基錫中的一種或幾種。所述潤滑油可以選自液體石蠟、石油醚中的一種或幾種。潤滑油用于降低物料與料筒內(nèi)部之間的摩擦，有利于脫模。上述各種添加劑的種類和用量的選擇已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，以混合物的總量為基準(zhǔn)，上述其它添加劑的含量優(yōu)選為0-10重量％。根據(jù)本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品的制備方法，所述接觸的方式優(yōu)選使所述增強(qiáng)纖維以其長度方向與所述木塑復(fù)合制品的長度方向一致。所述將含有木粉和熱塑性樹脂的混合物熔融以及使增強(qiáng)纖維與該熔融后的含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物一起擠出成型的步驟可以在單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比可以為20-64，螺桿轉(zhuǎn)速可以為150-1200轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別可以為90-155。C、115-165。C、120-175°C、130-185°C、110-180°C、120-185°C，各區(qū)段的真空度可以為0.02-0.09兆帕。此處的真空度是指絕對壓力與大氣壓力的差值的絕對值(絕對壓力小于大氣壓力)。在雙螺桿擠出機(jī)的一個或兩個區(qū)段中設(shè)置有真空口，以控制擠出機(jī)中的真空度。所述冷卻成型可以是常規(guī)的水冷、油冷或空冷的方式。為了實(shí)現(xiàn)使增強(qiáng)纖維與該熔融后的含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物一起擠出成型，本發(fā)明優(yōu)選所述雙螺桿擠出機(jī)中的擠出模具上還分布有用于將未拉伸的增強(qiáng)纖維導(dǎo)入到雙螺桿擠出機(jī)中的導(dǎo)入孔，并且所述導(dǎo)入孔與能夠?qū)?dǎo)入的未拉伸的增強(qiáng)纖維施加均勻的拉力以對未拉伸的增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)拉伸的預(yù)拉伸裝置連接。通過這樣設(shè)置的雙螺桿擠出機(jī)，可以將未拉伸的增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，得到具有預(yù)應(yīng)力的增強(qiáng)纖維，并即時將增強(qiáng)纖維與熔融后的含有木粉和熱塑性樹脂粉的混合物接觸并一起擠出成型。上述雙螺桿擠出機(jī)可以在現(xiàn)有的雙螺桿擠出機(jī)的擠出模具上增加導(dǎo)入孔并使導(dǎo)入孔與預(yù)拉伸裝置連接來實(shí)現(xiàn)。所述導(dǎo)入孔的個數(shù)優(yōu)選與木塑復(fù)合制品中預(yù)期含有的增強(qiáng)纖維的纖維簇數(shù)一致，例如，可以為4-12個。可以通過各個導(dǎo)入孔之間的距離來控制上述木塑復(fù)合制品的多根纖維簇之間的距離，因此，本發(fā)明優(yōu)選相鄰兩個導(dǎo)入孔之間的距離為2-5厘米。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，本發(fā)明的木塑復(fù)合制品的制備方法包括如下具體步驟(1)將木粉和熱塑性樹脂以及選擇性加入的各種加工助劑送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融并混合均勻，得到熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物；所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為20-64，螺桿轉(zhuǎn)速為50-1200轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別為90-155°C、115-165。C、120-175°C、130畫185。C、110-180°C、120隱185。C，各區(qū)段的真空度為0.02-0.09兆帕;(2)通過雙螺桿擠出機(jī)的擠出模具中的導(dǎo)入孔將未拉伸的增強(qiáng)纖維喂入雙螺桿擠出機(jī)中，并通過與導(dǎo)入孔連接的預(yù)拉伸裝置對未拉伸的增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，以使未拉伸的增強(qiáng)纖維具有預(yù)應(yīng)力，得到增強(qiáng)纖維，同時將上述(1)得到的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物擠出并與上述增強(qiáng)纖維接觸；(3)將上述(2)得到的與增強(qiáng)纖維接觸的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物冷卻成型，得到本發(fā)明所述木塑復(fù)合制品。根據(jù)上述方法，上述(2)的拉伸與擠出同時進(jìn)行，本發(fā)明所述預(yù)拉伸的時間為熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物與增強(qiáng)纖維接觸開始至與增強(qiáng)纖維接觸的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物冷卻成型即固化的時間段，一般為0.1-2秒，優(yōu)選0.2-0.5秒。為了便于上述預(yù)拉伸，所述未拉伸的增強(qiáng)纖維優(yōu)選為長度至少為木塑復(fù)合制品長度的1.5倍以上的未拉伸的增強(qiáng)纖維巻軸。下面的方法將對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品及其制備方法。(1)將100重量份的紅松木粉(平均顆粒直徑為200微米)和60重量份的聚氯乙烯(重均分子量為360000，平均顆粒直徑為200微米)和5重量份的加工助劑(其中硬酯酸、聚乙烯蠟均為2重量份，硅酸酯和石蠟均為0.5重量份)送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融并造粒，得到熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物；所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比L:D二50:1，螺桿直徑為<D72毫米。調(diào)整螺桿的轉(zhuǎn)速，使其從100轉(zhuǎn)/分鐘逐步提升到200轉(zhuǎn)/分鐘、300轉(zhuǎn)/分鐘、400轉(zhuǎn)/分鐘、500轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘、900轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別控制在150°C、165°C、165°C、175°C、165。C和175°C;各區(qū)段的真空度保持為0.05兆帕；(2)通過雙螺桿擠出機(jī)中的擠出模具上分布的8個導(dǎo)入孔(相鄰兩個導(dǎo)入孔之間的距離為2厘米)將碳纖維(拉伸屈服強(qiáng)度為60兆帕，拉伸模量為8吉帕，單絲纖維的長度>10米，纖度為0.8旦，熔點(diǎn)為>250°0導(dǎo)入雙螺桿擠出機(jī)中，每個導(dǎo)入孔均導(dǎo)入1束碳纖維，每束碳纖維含有30根單絲纖維，并通過與導(dǎo)入孔連接的預(yù)拉伸裝置對上述碳纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，預(yù)拉伸的拉力為200牛，同時將上述(1)得到的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物擠出并與上述增強(qiáng)纖維接觸；(3)將上述(2)得到的與增強(qiáng)纖維接觸的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物冷卻成型，得到本發(fā)明所述木塑復(fù)合制品樣品Sl。預(yù)拉伸的時間為0.2秒，木塑復(fù)合制品樣品的寬度15厘米，厚度為0.9厘米，長度為200厘米。在該木塑復(fù)合制品中，木粉的含量為57.1重量％，熱塑性樹脂的含量為34.3重量％，加工助劑的含量為2.9重量Q/^，增強(qiáng)纖維的含量為5.7重量%。實(shí)施例2該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品及其制備方法。(1)將混合均勻的IIO重量份的棉花果殼(平均顆粒直徑為200微米)、50重量份的聚丙烯(重均分子量為360000，平均顆粒直徑為200微米)和4重量份的加工助劑(其中硬酯酸、聚乙烯蠟、硅酸酯和石蠟均為l重量份)送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融并造粒，得到熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物；所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比L:D二50:1，螺桿直徑為072毫米。調(diào)整螺桿的轉(zhuǎn)速，使其從100轉(zhuǎn)/分鐘逐步提升到200轉(zhuǎn)/分鐘、300轉(zhuǎn)/分鐘、400轉(zhuǎn)/分鐘、500轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘、900轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別控制在150°C、165°C、165°C、175°C、165。C和175°C;各區(qū)段的真空度保持為0.05兆帕；(2)通過雙螺桿擠出機(jī)中的擠出模具上分布的12個導(dǎo)入孔(相鄰兩個導(dǎo)入孔之間的距離為5厘米)將芳綸纖維(拉伸屈服強(qiáng)度>50兆帕，拉伸模量>6吉帕，單絲纖維的長度〉10米，纖度為2.5旦，熔點(diǎn)為〉25(TC)導(dǎo)入雙螺桿擠出機(jī)中，每個導(dǎo)入孔均導(dǎo)入一束芳綸纖維，每束芳綸纖維含有20-50根單絲纖維，并通過與導(dǎo)入孔連接的預(yù)拉伸裝置對上述芳綸纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，預(yù)拉伸的拉力為200牛，同時將上述(1)得到的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物擠出并與上述增強(qiáng)纖維接觸；(3)將上述(2)得到的與增強(qiáng)纖維接觸的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物冷卻成型，得到本發(fā)明所述木塑復(fù)合制品樣品S2。預(yù)拉伸的時間為0.2秒，木塑復(fù)合制品樣品寬為15厘米，厚為0.9厘米，長為200厘米。在該木塑復(fù)合制品中，木粉的含量為61.1重量％，熱塑性樹脂的含量為27.8重量％，加工助劑的含量為2.2重量％，增強(qiáng)纖維的含量為8.9重量％。實(shí)施例3該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品及其制備方法。(1)將100重量份的紅松木粉(平均顆粒直徑為150微米)、60重量份的聚乙烯(重均分子量為500000)和5重量份的加工助劑(其中硬酯酸、聚乙烯蠟、硅酸酯、石蠟各1重量份)送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融并造粒，得到熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物；所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比L:D二50:1，螺桿直徑為072毫米。調(diào)整螺桿的轉(zhuǎn)速，使其從100轉(zhuǎn)/分鐘逐步提升到200轉(zhuǎn)/分鐘、300轉(zhuǎn)/分鐘、400轉(zhuǎn)/分鐘、500轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘、900轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別控制在150°C、165°C、165°C、175°C、165°C和175°C;各區(qū)段的真空度保持為0.05兆帕；(2)通過雙螺桿擠出機(jī)中的擠出模具上分布的4個導(dǎo)入孔(相鄰兩個導(dǎo)入孔之間的距離為3厘米)將玻璃纖維(拉伸屈服強(qiáng)度>30兆帕，拉伸模量〉5吉帕，單絲纖維的長度>10米，纖度為1.5旦，熔點(diǎn)為>250匸)導(dǎo)入雙螺桿擠出機(jī)中，每個導(dǎo)入孔均導(dǎo)入一束玻璃纖維，每束玻璃纖維含有50-80根單絲纖維，并通過與導(dǎo)入孔連接的預(yù)拉伸裝置對上述玻璃纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，預(yù)拉伸的拉力為200牛，同時將上述(1)得到的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物擠出并與上述增強(qiáng)纖維接觸；(3)將上述(2)得到的與增強(qiáng)纖維接觸的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物冷卻成型，得到本發(fā)明所述木塑復(fù)合制品樣品S3。預(yù)拉伸的時間為0.2秒，木塑復(fù)合制品樣品的寬為15厘米，厚為0.9厘米，長為200厘米。在該木塑復(fù)合制品中，木粉的含量為58.8重量。X，熱塑性樹脂的含量為35.4重量％，加工助劑的含量為2.9重量％，增強(qiáng)纖維的含量為2.9重量％。對比例1該對比例用于說明現(xiàn)有技術(shù)的木塑復(fù)合材料及其制備方法。按照實(shí)施例1的方法制備木塑復(fù)合制品，不同的是，不加入增強(qiáng)纖維，而是直接將熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物擠出成型，得到參比木塑復(fù)合制品樣品CS1。木塑復(fù)合制品樣品寬為15厘米，厚為0.9厘米，長為200厘米。實(shí)施例4按照實(shí)施例1的方法制備木塑復(fù)合制品，不同的是，不對未拉伸的增強(qiáng)纖維進(jìn)行預(yù)拉伸，而是將未拉伸的增強(qiáng)纖維直接與熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物一起擠出成型，得到木塑復(fù)合制品樣品S4。木塑復(fù)合制品樣品寬為15厘米，厚為0.9厘米，長為200厘米。實(shí)施例5該實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品及其制備方法。(1)將100重量份的木粉、60重量份的熱塑性樹脂和5重量份的加工助劑(其中硬酯酸、聚乙烯蠟、硅酸酯、石蠟各l重量份)送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融并混合造粒，得到熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物；所述雙螺桿擠出機(jī)的長徑比L:D二50:1，螺桿直徑為0>72毫米。調(diào)整螺桿的轉(zhuǎn)速，使其從100轉(zhuǎn)/分鐘逐步提升到200轉(zhuǎn)/分鐘、300轉(zhuǎn)/分鐘、400轉(zhuǎn)/分鐘、500轉(zhuǎn)/分鐘、700轉(zhuǎn)/分鐘、900轉(zhuǎn)/分鐘，各區(qū)段溫度分別控制在150°C、165°C、165°C、175°C、165。C和175。C;各區(qū)段的真空度保持為0.05兆帕；(2)通過雙螺桿擠出機(jī)中的擠出模具上分布的2個導(dǎo)入孔(相鄰兩個導(dǎo)入孔之間的距離為2厘米)將碳纖維(拉伸屈服強(qiáng)度>20兆帕，拉伸模量>6吉帕，單絲纖維的長度〉10米，纖度為1.5旦，熔點(diǎn)為〉250。C)導(dǎo)入雙螺桿擠出機(jī)，每個導(dǎo)入孔均導(dǎo)入一束碳纖維，每束碳纖維含有100根單絲纖維，并通過與導(dǎo)入孔連接的預(yù)拉伸裝置對上述纖維帶進(jìn)行預(yù)拉伸，預(yù)拉伸的拉力為200牛，預(yù)拉伸的時間為0.2秒得到具有預(yù)應(yīng)力的未拉伸的增強(qiáng)纖維帶；(3)將上述(1)得到的熔融的含有木粉和熱塑性樹脂的混合物與上述(2)得到的增強(qiáng)纖維帶一起擠出成型，得到本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品樣品S5。木塑復(fù)合制品樣品寬為15厘米，厚為0.9厘米，長為200厘米。實(shí)施例6-10以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品的性能。按照以下方法分別測試由實(shí)施例l-5制得的木塑復(fù)合制品的性能，結(jié)果如表1所示。木塑復(fù)合制品的沖擊韌性GB/T17657-1999;木塑復(fù)合制品的拉伸屈服強(qiáng)度GB/T1040;木塑復(fù)合制品的抗彎強(qiáng)度GB/T17657-1999;木塑復(fù)合制品的熱變形溫度將上述木塑復(fù)合制品分別在70、80、90、100、110、115T:的烘箱中各放置3小時，觀察木塑復(fù)合制品發(fā)生變形的最低溫度，該溫度則認(rèn)為是木塑復(fù)合制品的抗變形溫度。對比例2按照實(shí)施例6-10所述的方法測試由對比例1得到的木塑復(fù)合制品的相應(yīng)性能，結(jié)果如表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>從上表1可以看出，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品具有優(yōu)異的沖擊韌性、拉伸屈服強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐溫性能。權(quán)利要求1、一種木塑復(fù)合制品，該復(fù)合制品含有木粉和熱塑性樹脂的混合物，其特征在于，該復(fù)合制品還含有增強(qiáng)纖維。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合制品，其中，以木塑復(fù)合制品的總量為基準(zhǔn)，所述木粉的含量為50-70重量％，所述熱塑性樹脂的含量為25-45重量％，所述增強(qiáng)纖維的含量為0.5-10重量％。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述增強(qiáng)纖維沿所述復(fù)合制品的一個方向平行排列。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述增強(qiáng)纖維包括多根纖維簇，所述多根纖維簇并行排列。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述多根纖維簇的排列方式使該多根纖維簇的長度方向與復(fù)合制品的長度方向一致。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述多根纖維簇各自位于木粉和熱塑性樹脂的混合物的中間。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的木塑復(fù)合制品，其中，每0.05-0.2平方米橫截面的木塑復(fù)合制品具有3-12根纖維簇。8、根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述多根纖維簇中，相鄰兩根纖維簇的距離為2-5厘米。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的木塑復(fù)合制品，其中，每根所述纖維簇中包括200-1000根單絲纖維。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述單絲纖維的長度與復(fù)合制品的長度的比為0.02-1:1。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述單絲纖維的長度為2-1000厘米，纖度為0.5-3旦。12、根據(jù)權(quán)利要求l-4中任意一項(xiàng)所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述增強(qiáng)纖維為經(jīng)過預(yù)拉伸的增強(qiáng)纖維，預(yù)拉伸力使預(yù)拉伸后的增強(qiáng)纖維的長度為未拉伸的增強(qiáng)纖維長度的1.05-1.1倍。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述預(yù)拉伸的拉力大小為5-30兆帕，預(yù)拉伸的時間為0.1-2秒。14、根據(jù)權(quán)利要求12所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述未拉伸的增強(qiáng)纖維的拉伸屈服強(qiáng)度不低于2.7吉帕，拉伸模量為70-120吉帕。15、根據(jù)權(quán)利要求12所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)比所述含有木粉和熱塑性樹脂的混合物的熔點(diǎn)高50-100°C。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維中的一種或幾種。17、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的木塑復(fù)合制品，其中，所述木粉為白松、紅松、楊木、椴木、桐木的鋸末、碎屑、竹屑、農(nóng)作物秸稈粉、稻麥殼粉、豆類、玉米淀粉、棉花果殼、堅(jiān)果硬殼、椰殼中的一種或幾種；所述熱塑性樹脂為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯已烯-丙烯晴-丁二烯共聚物、聚丙烯腈、尼龍中的一種或幾種，所述熱塑性樹脂的重均分子量為50000-500000。18、一種木塑復(fù)合制品的制備方法，該方法包括將含有木粉與熱塑性樹脂粉的混合物熔融后擠出成型，其特征在于，該方法還包括在擠出成型前將木粉與熱塑性樹脂粉的混合物與增強(qiáng)纖維接觸，并使該增強(qiáng)纖維與木粉與熱塑性樹脂粉的混合物一起擠出成型。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，以木塑復(fù)合制品的總量為基準(zhǔn)，所述木粉的用量為50-70重量％，所述熱塑性樹脂的用量為25-45重量%，所述增強(qiáng)纖維的用量為0.5-10重量％。20、根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中，所述增強(qiáng)纖維為經(jīng)過預(yù)拉伸的增強(qiáng)纖維，預(yù)拉伸的拉力大小為5-30兆帕，預(yù)拉伸的時間為0.1-2秒。全文摘要本發(fā)明提供了一種木塑復(fù)合制品，該復(fù)合制品含有木粉和熱塑性樹脂的混合物，其中，該復(fù)合制品還含有增強(qiáng)纖維。本發(fā)明還提供了該木塑復(fù)合制品的制備方法。由于含有增強(qiáng)纖維，本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品的力學(xué)強(qiáng)度大大提高，例如，拉伸屈服強(qiáng)度不低于1100兆帕，抗彎強(qiáng)度不低于75兆帕，較現(xiàn)有技術(shù)中木塑復(fù)合制品有大幅度提高。本發(fā)明提供的木塑復(fù)合制品可以用于各種需要較高力學(xué)強(qiáng)度和較低重量的應(yīng)用中，例如，可以用作高速公路的護(hù)欄，或者用作軍用彈藥箱。文檔編號B27N3/00GK101204824SQ200710178708公開日2008年6月25日申請日期2007年12月4日優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日發(fā)明者李改云,秦特夫,黃洛華申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所