根據國家“九五”發展計劃和二0一0年“以塑代木、以塑代鋼、節約資源、保護環境”的遠景目標規劃,北京化工大學塑料機械及塑料工程研究所與上海宸得塑膠制品合作公司經過多年的攻關與研究,成功地研制出PVC/木粉復合新材料及其制品生產技術。 其特點是在PVC塑料原料中添加30-50%的木質纖維填料(木粉)和各種加工助劑如穩定劑、改性劑、潤滑劑、發泡劑等,利用高速混合機混合后,經專用造粒擠出機制備成不同規格及等級的木塑顆粒,最后使用成型擠出機、模具及不同工藝生產各種形狀的PVC木塑復合微發泡裝飾型材。其關鍵技術是保證木質粉料較高填充量,以達到制品有較低的生產成本和較高的使用性能,同時由于對木粉進行了表面處理,使其能被PVC 樹脂很好地潤濕,達到最佳結合界面。該項目符合國家新上項目要以節材、節能、安全作為發展重點,滿足市場需要,填補國內空白要求的精神,符合“以塑代木”、“以塑代鋼”的長期技術國策。
PVC/木粉復合材料發展很快,以其高韌性、成本低等優勢正逐步取代傳統的木質品。但聚氯乙烯與木粉復合后,其延展性和耐沖擊性降低,材料脆性大,密度也比傳統木質品高出近2倍,這些因素限制了它的廣泛使用。為了消除上述缺點,通常采用添加沖擊改性劑的方法提高其沖擊性能,但這種方式對改善制品的延展性和降低密度幾乎無效。近幾年,研發方向轉向微發泡成型技術,經發泡后的PVC/木粉復合材料由于存在良好的泡孔結構,可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴張,從而顯著提高材料的抗沖擊性能和延展性,而且大大降低了制品的密度。擠出微發泡法以其成本低、效率高、耗時短和易于實現工業化等優點,成為成型發泡塑料的主要方法。
二、PVC/木粉復合微發泡新型材料的特性
PVC/木粉復合擠出微發泡制品,兼有木材和塑料的優良特性。制品達到了真正仿木的效果。生產成本也低于木制品,它的出現將給木制品行業帶來了一場革命,特別是在資源緊缺、原料價格飛漲的今天,它給塑料加工行業帶來了新的生機。其特點如下:
1、具有防水性
木材本身的吸水性高達8-10%,但木粉經過表面處理后,表面形成一層高分子膜,同時木粉也被高分子材料緊密包覆,經檢測結果表明本材料的吸水率小于2%,具有一定的防水性能。
2、具有阻燃性
這與材料中聚氯乙烯的分子結構有關,因為PVC分子結構中,氯元素的含量高達56%,而氯元素本身具有離火自熄功能,通常本材料的氧指數高達35以上。
3、防霉性能好
因為木粉經過表面處理,同時被高分子材料包覆,缺少霉菌滋生的環境。同時木粉在處理過程中,表面吸附了防霉劑,也提高了產品的防霉性能。
4、木質感強
因為在本材料中木粉含量可達30-50%,同時通過微發泡,制品密度可控制在0.6-1.0g/cm之間,與木材的密度非常接近,內部組織較為疏松,具有天然木質感。可調配各種顏色及形狀,免除色差煩惱。
5、實用性強
具備實木所有的安全性能:可釘、可刨、可上漆(可選擇免漆)。尤其適宜規模化、工廠化快速裝修,快捷方便。
6、耐腐蝕性能:
木粉本身的耐腐蝕性較差,但被高分子材料包覆后,由于聚氯乙烯本身具有很好的酸堿惰性,因此本材料具有很好的耐腐蝕性。
7、電絕緣性能好。
三、應用前景
隨著人們生活水平的提高及安居工程的發展普及,家居裝修的市場越來越大,對裝飾裝修材料的需求逐步加大,質量要求越來越高。木塑復合裝飾型材作為高檔次的裝飾裝修材料,具有極大的市場潛力。作為一種新型的木材替代品,它可以廣泛應用于建筑裝飾和包裝等領域,如邊角線、刨花板條、窗簾、門斗、地板、籬笆、踢腳板、美術板、百葉窗、鏡框、相框、窗框、玩具及普通家具用品、室內門等,絕大多數的室內外裝飾建材均可用PVC木塑材料來制造。特別值得指出的是,用原木加工制作裝飾材料除了帶來消防隱患外,還容易霉變和蟲蛀,帶來安全隱患。而PVC木塑徹底拋棄原木的缺點,改進了原木的不足,保留了原木特有的木質感。相比于木材,木塑材料具有防水、防火功能,從而可用于廚房、盥洗室等的裝飾。同時PVC木塑材料可根據不同木種和顏色生產出不同等級、不同規格、不同顏色的制品。由于生產過程采用擠出成型,可實現自動連續生產,長度任意裁定,這是原木所不能及的。木塑制品現已引起國際
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