[0001] 本发明涉及一种木塑包覆实木复合材料及其制 备方法。

背景技术

[0002] 木塑复合材料采用塑料和木材加工剩余物、 桔秆等木质纤维材料为主要原料进 行生产， 具有防水防潮、 防腐防蛀、 硬度大、 不幵裂、 隔热保温、 美观耐用、 绿色环保等突出优点， 然而存在韧性低、 易蠕变等缺点， 限制了其在承重结构 材料等领域的应用。 速生人工林木材是可持续发展的材料， 其弹性模量大、 强 重比高、 抗冲击性能优异， 然而存在易吸湿变形、 易腐朽虫蛀以及表面硬度低 等缺点。 将木塑复合材料与人工林木材的优势相结合， 扬长避短， 制备木塑实 木复合材料， 可有效提高材料的综合性能。 然而， 木塑复合材料的极性低， 难 以与极性高的实木材料形成良好的界面结合。 申请号为 201310494898的发明专 利公幵了一种木塑实木复合门窗， 采用了木塑实木复合型材， 但是未涉及木塑 复合材料与实木材料相结合的牢固性以及型材 端头的封闭问题。 技术问题

[0003] 本发明是要解决现有技术木塑复合材料与实木 材料相结合的牢固性差以及型材 端头未封闭的问题， 进而解决木塑复合材料易蠕变、 韧性低以及实木材料易腐 朽、 易吸湿变形、 易幵裂的问题， 从而提供一种木塑包覆实木复合材料及其制 备方法。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明一种木塑包覆实木复合材料是由木塑复 合材料包覆实木芯制成； 所述实 木芯的侧表面设置有凹槽。

[0005] 本发明一种木塑包覆实木复合材料的制备方法 是按以下步骤完成的：

[0006] 一、 在实木的侧表面加工凹槽， 得到实木芯；

[0007] 二、 通过共挤出成型法将木塑复合材料包覆于步骤 一得到的实木芯表面上且木 塑复合材料充填入实木芯侧表面的凹槽中， 得到木塑包覆实木复合型材；

[0008] 三、 采用木塑复合材料对步骤二得到的木塑包覆实 木复合型材的两个端面进行 密封， 得到木塑包覆实木复合材料。

发明的有益效果

有益效果

[0009] 1、 本发明所制成的木塑包覆实木复合材料综合了 木塑复合材料与实木材料的 性能优势， 同吋克服了各自的缺点， 不易变形、 力学强度高、 抗冲击性能好、 防腐防水、 隔热保温、 美观耐用、 绿色环保， 可用于门窗、 家具的制造， 以及 承重结构材料等高性能材料。

[0010] 2、 木塑复合材料与木材的相容性较低， 因此难以形成较强的木材 /木塑复合材 料界面结合。 本发明在实木芯材料表面加工出凹槽， 以便在共挤出过程中使木 塑复合材料熔体在压力的作用下紧密地填充于 凹槽中， 冷却固化后形成强有力 的机械结合， 同吋由于接触面积的增大加强了总表面摩擦力 ， 从而实现木塑复 合材料与实木材料的有效结合。 本发明的木塑包覆实木复合材料， 木塑复合材 料与实木材料的结合牢固， 在长期使用过程中以及环境温度变化等情况下 不易 产生分离， 结构和材性稳定。

[0011] 3、 当木塑包覆实木复合材料型材暴露于环境中吋 ， 如果实木芯暴露， 由于木 材易吸湿吸水膨胀和干燥后收缩， 可能造成木塑复合材料与实木材料结合的破 坏。 本发明采用胶接或者熔焊的方法， 将木塑复合材料片材紧密结合在型材的 端头上并实现密封， 使实木芯与外界隔绝， 不接触水汽、 污物等， 以充分发挥 木塑复合材料的防水防潮、 防腐防蛀等功能。

对附图的简要说明

附图说明

[0012] 图 1为本发明的木塑包覆实木复合材料的凹槽为� �尾槽的横截面示意图； 图 2为 本发明的木塑包覆实木复合材料的凹槽为方形 槽的横截面示意图； 图 3为本发明 的设置有一个凹口的木塑包覆实木复合材料的 横截面示意图； 图 4为本发明的设 置有多个凹口的木塑包覆实木复合材料的横截 面示意图； 图 5为实施例三得到的 木塑包覆实木复合材料的横截面示意图。 本发明的实施方式

[0013] 具体实施方式一： 本实施方式一种木塑包覆实木复合材料是由木 塑复合材料包 覆实木芯制成； 所述实木芯的侧表面设置有凹槽。

[0014] 具体实施方式二： 本实施方式与具体实施方式一不同的是： 所述实木芯是在实 木的侧表面加工凹槽得到的， 其中实木为锯切实木、 刨光实木、 指接材、 集成 材、 单板层积材、 重组木、 重组竹、 改性木材、 胶压木或压缩木。 其他与具体 实施方式一相同。

[0015] 具体实施方式三： 本实施方式与具体实施方式一或二不同的是： 所述凹槽为燕 尾槽或方形槽。 其他与具体实施方式一或二相同。

[0016] 具体实施方式四： 本实施方式与具体实施方式一至三不同的是： 所述木塑复合 材料按质量份数由 15~55份热塑性塑料、 45~85份木质纤维材料、 0.1~9份界面相 容齐 ij、 0.1~6份润滑齐 ij、 0~5份着色剂、 0.1~3份抗老化剂、 0~7份热稳定剂、 0~20 份阻燃剂和 0~20份矿物质填料组成。 其他与具体实施方式一至三相同。

[0017] 具体实施方式五： 本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的 是： 所述的热 塑性塑料是聚丙烯、 聚乙烯、 聚苯乙烯、 丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物和聚氯乙 烯中一种或几种的混合物， 或者热塑性塑料是聚丙烯、 聚乙烯、 聚苯乙烯中的 一种或几种的混合物的马来酸酐接枝改性产物 ， 热塑性塑料为原生料、 再生料 或者原生料与再生料的混合物； 所述木质纤维材料为木纤维粉、 竹纤维粉、 麻 纤维粉和桔秆纤维粉中的一种或其中几种的混 合物； 所述界面相容剂为铝酸酯 偶联剂、 钛酸酯偶联剂、 马来酸酐接枝聚烯烃和异氰酸酯中的一种或其 中几种 的混合物； 所述润滑剂为聚乙烯蜡、 聚丙烯蜡、 石蜡、 硬脂酸、 硬脂酸锌和硬 脂酸钙中的一种或其中几种的混合物； 所述着色剂为氧化铁、 二氧化钛、 炭黑

、 酞青蓝和酞青绿中的一种或其中几种的混合物 ； 所述抗老化剂为紫外线吸收 剂 UV-9、 紫外线吸收剂 UV-P、 紫外线吸收剂 UV-326、 紫外线吸收剂 UV327、 紫 外线吸收剂 UV328、 紫外线吸收剂 UV329、 紫外线吸收剂 UV531、 抗氧剂四 [β-(3 ,5-二叔丁基 -4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、 β-(3,5-二叔丁基 -4-羟基苯基)丙酸正 十八烷醇酯、 抗氧剂 2,6-二叔丁基 -4-甲基苯酚、 抗氧剂 2,2'-亚甲基-双 （4-甲基 -6 -叔丁基苯酚） 、 抗氧剂三 （2,4-二叔丁基苯基） 亚磷酸酯和 4,4'-硫代双 (6-叔丁 基 -3-甲基苯酚） 中的一种或其中几种的混合物； 所述热稳定剂是二月桂酸二丁 基锡、 二月桂酸二辛基锡、 马来酸二烷基锡、 双 （马来酸单丁酯） 二丁基锡、 马来酸二辛基锡、 二辛基锡双 （巯基乙酸异丁酯） 、 二辛基锡双 （巯基乙酸异 辛酯） 或钙锌热稳定剂； 所述阻燃剂为聚磷酸铵、 硼酸或偏硼酸、 八硼酸钠、 硼酸锌和可膨胀石墨中的一种或其中几种的混 合物； 所述矿物质填料为碳酸钙 粉、 硅酸钙粉、 滑石粉和粉煤灰中的一种或其中几种的混合物 。 其他与具体实 施方式一至四之一相同。

[0018] 具体实施方式六： 本实施方式一种木塑包覆实木复合材料的制备 方法是按以下 步骤完成的：

[0019] 一、 在实木的侧表面加工凹槽， 得到实木芯；

[0020] 二、 通过共挤出成型法将木塑复合材料包覆于步骤 一得到的实木芯表面上且木 塑复合材料充填入实木芯侧表面的凹槽中， 得到木塑包覆实木复合型材；

[0021] 三、 采用木塑复合材料对步骤二得到的木塑包覆实 木复合型材进行密封， 得到 木塑包覆实木复合材料。

[0022] 具体实施方式七： 本实施方式与具体实施方式六不同的是： 步骤一中所述实木 为锯切实木、 刨光实木、 指接材、 集成材、 单板层积材、 重组木、 重组竹、 改 性木材、 胶压木或压缩木。 其他与具体实施方式六相同。

[0023] 具体实施方式八： 本实施方式与具体实施方式六或七不同的是： 步骤二中所述 木塑复合材料按质量份数由 15~55份热塑性塑料、 45~85份木质纤维材料、 0.1~9 份界面相容剂、 0.1~6份润滑剂、 0~5份着色剂、 0.1~3份抗老化剂、 0~7份热稳定 齐 ij、 0~20份阻燃剂和 0~20份矿物质填料组成。 其他与具体实施方式六或七相同

[0024] 具体实施方式九： 本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的 是： 步骤二中 所述木塑包覆实木复合型材垂直于挤出方向的 横截面为矩形、 多边形、 圆形、 半圆形和椭圆形中的一种或其中几种的组合。 其他与具体实施方式六至八之一 相同。

[0025] 具体实施方式十： 本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的 是： 步骤二中 所述木塑包覆实木复合型材垂直于挤出方向的 横截面设置有凹口， 其数目为一 个或多个。 其他与具体实施方式六至九之一相同。

[0026] 具体实施方式十一： 本实施方式与具体实施方式十不同的是： 步骤二中所述木 塑包覆实木复合型材的侧面设置有由木塑复合 材料组成的腔室或凸起， 其数目 为一个或多个。 其他与具体实施方式十相同。

[0027] 具体实施方式十二： 本实施方式与具体实施方式六至十一之一不同 的是： 步骤 三中所述对步骤二得到的木塑包覆实木复合型 材的两个端面进行密封的方法分 为两种： ①采用胶接方法将木塑复合材料片材设置在木 塑包覆实木复合型材的两 个端面上进行密封， 其中胶接用胶黏剂为丙烯酸酯树脂、 丙烯酸-聚氨酯、 环氧 树脂或聚氨酯胶黏剂； ②将木塑复合材料熔体热压于木塑包覆实木复 合型材的两 个端面上密封后冷却定型。 其他与具体实施方式六至十一之一相同。

[0028] 采用下述实施例验证本发明效果：

[0029] 实施例一： 一种木塑包覆实木复合材料的制备方法是按以 下步骤完成的： [0030] 一、 在实木的侧表面加工凹槽， 得到实木芯；

[0031] 二、 通过共挤出成型法将木塑复合材料包覆于步骤 一得到的实木芯表面上且木 塑复合材料充填入实木芯侧表面的凹槽中， 得到木塑包覆实木复合型材；

[0032] 三、 采用木塑复合材料对步骤二得到的木塑包覆实 木复合型材进行密封， 自然 冷却， 得到木塑包覆实木复合材料；

[0033] 步骤一中所述实木为樟子松集成材； 所述凹槽为燕尾槽；

[0034] 步骤二中所述木塑复合材料按质量份由 35份热塑性塑料、 65份木质纤维材料、

4份界面相容剂、 3份润滑剂、 2份着色剂、 0.5份抗老化剂、 2份热稳定剂、 15份 阻燃剂和 6份轻质碳酸钙粉组成；

[0035] 步骤二中所述木塑包覆实木复合型材垂直于挤 出方向的横截面为矩形；

[0036] 步骤三中所述对步骤二得到的木塑包覆实木复 合型材进行密封的方法是将木塑 复合材料熔体热压于木塑包覆实木复合型材的 两个端面上密封后冷却定型。

[0037] 实施例二： 本实施例与实施例一不同之处在于： 步骤二中所述木塑包覆实木复 合型材垂直于挤出方向的横截面为半圆形。 其他与实施例一相同。

[0038] 实施例三： 一种木塑包覆实木复合材料的制备方法是按以 下步骤完成的： [0039] 一、 在实木的侧表面加工凹口和凹槽， 得到实木芯；

[0040] 二、 通过共挤出成型法将木塑复合材料包覆于步骤 一得到的实木芯表面上且木 塑复合材料充填入实木芯侧表面的凹槽中， 同吋在模具的约束下由木塑复合材 料包覆实木芯， 形成木塑凹口、 腔室和凸起， 得到木塑包覆实木复合材料；

[0041] 步骤一中所述实木为樟子松集成材； 所述凹槽为燕尾槽；

[0042] 步骤二中所述木塑复合材料按质量份由 35份热塑性塑料、 65份木质纤维材料、 4份界面相容剂、 3份润滑剂、 2份着色剂、 0.5份抗老化剂、 2份热稳定剂、 15份 阻燃剂和 6份轻质碳酸钙粉组成。

[0043] 图 1为本发明的木塑包覆实木复合材料的凹槽为� �尾槽的横截面示意图； 图 2为 本发明的木塑包覆实木复合材料的凹槽为方形 槽的横截面示意图； 图 3为本发明 的设置有一个凹口的木塑包覆实木复合材料的 横截面示意图； 图 4为本发明的设 置有多个凹口的木塑包覆实木复合材料的横截 面示意图； 图 5为实施例三得到的 木塑包覆实木复合材料的横截面示意图。 本发明的木塑包覆实木复合材料具有 木塑复合材料与实木材料的双重优点， 力学强度高、 抗冲击性能好、 不易蠕变 幵裂、 防腐防水、 隔热保温、 美观耐用、 绿色环保， 可用于建筑室内外装饰、 园林景观、 门窗、 家具、 交通运输， 以及承重结构材料等高性能材料。

[0044] 本发明的木塑包覆实木复合材料， 可以是各种截面形状的实芯材料， 用作大跨 度的铺板、 栏杆、 扶手、 柱和梁等， 以及其他对于强度、 刚度、 防水、 防潮、 防腐和无污染等要求高的应用场合， 如吊桥、 栈道、 木结构建筑、 实木门、 户 外家具、 大跨度景观结构等。 本发明的木塑包覆实木复合材料， 木塑材料与实 木材料的结合牢固， 在长期使用过程中以及在环境温度发生剧烈变 化等苛刻条 件下不易破坏， 尺寸稳定性好， 耐久。

[0045] 本发明的木塑包覆实木复合材料， 用于玻璃门窗等木塑实木制品的型材吋， 突 出的优点是防水防潮、 防腐防蛀、 不易变形、 隔热保温、 节能环保、 经久耐用 。 此外， 型材的复杂截面形状主要由木塑复合材料的挤 出成型一次完成， 直接 利用木方而不需要将其切削加工成复杂的截面 形状， 因此大幅度提高了木材的 利用率， 从而降低成本， 节约资源。

[0046] 本发明木塑包覆实木复合材料绿色环保， 废弃后材料可循环利用。