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木塑复合材料制备与制品成型 木塑复合材料研究之五 2008年11月 一 木塑复合材料的三大成型方法 1 螺杆挤出成型 挤出设备 锥双 单螺杆 产品代表 板材 型材 吹塑产品 2 螺杆注塑成型 注塑机产品代表 各种零配件3 模压法成型 专用模压设备 热挤冷压成型各种产品 大型板材产品 二 木塑复合材料加工的难点 1 木质材料羟基大量存大 产生强极性和强吸水性具有很高表面积 因而与低表面能的塑料相容性很差 2 木质材料的添加量越高 在熔融的热塑性塑料中分散效果越差 3 木质材料的添加量越高 在熔体中混合分散后其熔体流动性越差 4 木质材料结构蓬松 加料时易出现架桥和抱杆现象 进而易产生挤出波动现象 5 木质材料中所带有的小分子挥发物质和水分 极易给制品带来缺陷 而前处理又不易清除它们 因而挤出设备上的排气装置极为重要 不仅要有排气口 而要推广多阶排气 可以说 排气效果越好 制品质量也越好 三 挤出木塑复合材料设备上的对策 1 螺杆构型上的设计 木塑复合材料挤出过程中 螺杆的构型起着十分重要的作用 合理的螺杆结构能降低螺杆与木纤维的磨擦 产生适当的剪切和分散混合 使含有大量木质材料的物料体系能很好的均匀塑化 具体要求是 对木纤维 树脂 助剂等能在设备中能实现良好的分散和浸润 有良好的混炼功能 但剪切力不能过高 一定要控制剪切速率 有精确灵敏的温度控制系统 以实现对整个加热熔融过程的有效 稳定的控制和调节 有良好的排气系统 脱水脱挥 使制品无气泡和表面缺陷 有良好的冷却系统 特别是生产厚壁制品更不可缺少 设备的塑化部件的材质热处理要好 使螺杆机筒等有足够的耐磨性和使用寿命 2 模具设计和冷却定型 除了保证流道设计的圆滑过渡与合理的流量分配 木塑复合材料对建压能力与温度控制精度有更高的要求 要使木塑产品获得好的纤维取向 仿木纹 和制品质量就要确保机头有足够的建压能力 从10千巴提高到30千巴 和长的定型段 甚至在压缩段和定型段采用双锥度结构 木塑制品导热性差 且多为异形材 冷却定形困难 多采用水冷定型 冷却流道合理设计 保证高效冷却 宽幅门板和发泡宽幅木塑板材如1220 25 模具设计为双阶形式 四 注塑木塑复合材料加工成型的发展 1 趋势 注塑木塑复合材料目前仅占木塑总量的3 但这二年来其增长率却达70 注塑成型开始运用于木塑的产品仅仅是室外景观 扶手和柱的帽端 慢慢地扩大为三类 a 家电 五金工业件如电视机外壳 插座 底座b 异形家具部件如装饰条 腿 支架等c 独特的音响效果 如音箱等 2 注塑木塑的难点 干燥度 木质材料如木粉 木纤维 草纤维的高吸水性 加上注塑机不设排气孔 因而为保证产品质量 其吸水率 1 木粉的细度 由于蓬松的木粉流动性差 故一般木塑中原料如木粉细度可达30 40目 而注塑木塑不能小于80目 一般使用80 100目的木粉 木质材料所占比例 一般挤出木塑 木粉的含量达40 60 比例 而注塑木塑中木粉所占份数要小一些 目前仅占20 30 2 注塑木塑的难点 树脂 挤出木塑 树脂类多种 注塑木塑种类较少 主要是PVC PE和PP 熔融指数 一般用熔体流动速率 MFR 来表示 由于注塑螺杆短 螺杆行程少 所以对树脂的MFR要求也高 一般地挤出 MFR5 8即可 而对木塑注塑一般要达到8 10以上才可 尤其是对木塑复合材料 MFR越高 对木粉总体浸润性就越好 因而木粉的分布越均匀 制品的冲击强度就越高 2 注塑木塑的难点 助剂 注塑木塑对于助剂使用尤为重要 a 木粉的改善剂 包括偶联剂和渗透助剂即要求木质材料一方面实行包覆改性 一方面要使用高分子材料对木质材料进行渗透改性 b 润滑剂 在注塑木塑的配方中要格外重视润滑剂 一般内 外润滑剂要复合使用 外润滑剂用量 0 5 1 5份 内润滑剂要加到4 8份 推荐 内润滑剂硬脂酸锌1份 聚乙烯腊4 6份 2 注塑木塑的难点 工艺 一般使用二步法 先造粒 再注塑 这样质量波动小 易控制 而对配