CN110003558B - 改进型木塑复合材料的制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型木塑复合材料的制备方法，包括高密度聚乙烯的融化、染色、混合、成型等步骤，木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯50～70％；尼龙塑料粉10～20％；木质纤维粉20～30％。通过将上述各组分混合均匀，制得木塑复合材料。本发明的改进型木塑复合材料采用高密度聚乙烯为主要原料，再加以尼龙塑料和木质纤维粉混合，加入木质纤维粉，使得其完全被高密度聚乙烯熔融液包覆，使得木质纤维粉吸湿性大大减少，分散性、耐氧化性和阻燃性大大提高，进而提高了木塑复合材料的强度；而尼龙塑料的加入，进一步提高了其强度，通过该木塑复合材料制造出来的产品耐氧化性、抗折、抗弯等性能极好，能够满足使用需求。

Description

改进型木塑复合材料的制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及一种改进型木塑复合材料的制备方法和应用。

背景技术

木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。

如专利号为201310417130.0的中国发明专利所示，其公开了一种PVC发泡木塑复合材料及其制造方法，该木塑复合材料由如下重量份的原料制成：PVC树脂粉20-70份、木粉1-55份、碳酸钙粉5-40份、碳酸氢钠0.1-0.5份、偶氮化合物或肼衍生物或氨基脲化合物或亚硝基化合物0.3-0.6份、发泡调节剂2-10份、复合稳定剂1.5-6份、润滑剂0.7-2.1份、大豆油0.5-1.2份、抗冲改性剂2.5-5.5份、加工助剂0.5-3份。

目前的木塑复合材料与上述复合材料相似，大都是以PVC塑料为主要原料，再加以轻质碳酸钙以及少量的木粉混合制成。

制备过程是先将轻质碳酸钙粉与PVC的混合，然后再加入木粉。然而，上述木塑复合材料的组成成分较多，制备过程比较繁琐；同时混合后的上述木塑复合材料经挤压机挤出制成产品后，由于碳酸钙粉的存在，会出现PVC塑料的粘接度和融合度降低、产品的韧性降低、木粉与轻质碳酸钙粉不融合、产品会出现空隙等一系列问题，进而导致成品容易氧化褪色、强度不高、易折断等缺陷，难以满足用户需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进型木塑复合材料的制备方法和应用，该改进型木塑复合材料具有抗折、强度高、耐氧化、能够循环利用、环保、可塑性强等诸多优点，可广泛应用于制作循环利用的家具、板材、3D打印材料等领域，至少能够解决上述问题之一。

根据本发明的一个方面，提供了一种改进型木塑复合材料的制备方法，木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯50～70％；

尼龙塑料粉10～20％；

染色剂0～6％；

木质纤维粉20～30％；

上述木塑复合材料的制备方法包括以下步骤：

S1、高密度聚乙烯的融化：将高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用；

S2、染色：将染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色；

S3、混合：将木质纤维粉、尼龙塑料粉加入高速混合机，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液；

S4、成型：将混合液经挤塑机挤出成条状，备用。

其中，高密度聚乙烯(英文名称：High Density Polyethylene，简称HDPE)，其融化成液态所需温度为130～200℃，可塑性强，胶合性强；高密度聚乙烯为热塑性塑料，属于环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。

尼龙塑料粉(即聚酰胺，英文名称：Polyamide，简称PA)，其融化成液态所需温度为220～400℃，韧性极强；尼龙为热塑性塑料，属于环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。本发明的尼龙塑料粉可以为市售的尼龙66塑料粉末。

染色剂可以为色精，可以根据需要对塑料液进行染色，以满足不同的使用需求。

木质纤维粉：可以为市售的竹木粉等木质纤维粉，其在持续高温且干燥有氧、无明火的情况下的燃烧温度为260～380℃，木质纤维粉具有吸胶性强、韧性好等优点。

本发明的改进型木塑复合材料采用高密度聚乙烯为主要原料，再加以尼龙塑料和木质纤维粉混合，加入木质纤维粉，使得其完全被高密度聚乙烯熔融液包覆，使得木质纤维粉吸湿性大大减少，分散性、耐氧化性和阻燃性大大提高，进而提高了木塑复合材料的强度；而尼龙塑料的加入，进一步提高了其强度，通过该木塑复合材料制造出来的产品耐氧化性、抗折、抗弯等性能极好，能够满足使用需求。

在一些实施方式中，改进型木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯50～60％、尼龙塑料粉10～15％和木质纤维粉20～25％，染色剂3～6％。

在一些实施方式中，改进型木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯60％、尼龙塑料粉10％和木质纤维粉25％，染色剂5％。

在一些实施方式中，在步骤S4之后还包括步骤S5：

S5、研磨：将S4制得的条状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉粒状的木塑复合材料。

在一些实施方式中，在步骤S1中，高速混合机的加热温度为150～180℃。

在一些实施方式中，在步骤S3中，木质纤维粉与尼龙塑料粉的添加顺序为：先加入木质纤维粉，搅拌均匀后，再加入尼龙塑料粉。

在本发明的改进型木塑复合材料制作过程中，是先将高密度聚乙烯经150～180℃温度下持续融化成流动状态的液体，然后置入染色剂进行染色，再将木质纤维粉置入聚乙烯塑料液中混合均匀，最后将尼龙塑料粉粉末加入。本发明的木塑复合材料的制备过程简单，原料少。

由于制备过程的温度一直保持在150～180℃，其能将高密度聚乙烯融化，但该温度并未达到尼龙塑料的熔点，因此，加入的尼龙塑料粉不会融化，而是被软化融合在聚乙烯与木质纤维粉的混合液中，三者混合均匀后，再通过挤塑机挤出成条状或者颗粒状后，用研磨机等专用设备按所需规格加工制成粉末状，再将其应用于实际应用中。

将木质纤维粉加入熔融塑料液中后，其会被塑料液包裹住，给木质纤维粉提供了无氧环境，木质纤维粉在这种无氧环境不容易燃烧或者变脆，既保证了木质纤维粉的原态，又可以增强木塑复合材料的强度。

根据本发明的另一方面，还提供了一种应用上述木塑复合材料制备的木塑复合板材，木塑复合板材以上述制备方法制备的粉末状木塑复合材料为原料进行制备，木塑复合板材包括以重量百分比计的下列组分：

碳化木质纤维粉，含水率为0.1％至10％之间，占总量的50％至90％；

粉末状木塑复合材料，占总量的10％至60％；

防火阻燃粉，占总量1％至10％。

其中，碳化木质纤维粉取至速生木材，桉木、杨木、松木、竹木中的一种或者多种；木材取材包括废弃的边角料、枝桠材、刨花、木糠。

防火阻燃粉成分为磷酸盐阻燃粉、亚磷酸铝阻燃粉、氧化铝粉、热固性塑料阻燃粉末其中一种或多种。

根据本发明的再一方面，还提供了上述木塑复合板材的生产、回收工艺，上述木塑复合板材的生产、回收工艺依次包括：

(1)碳化木质纤维粉制备，将木质原料经清洗、去皮、除杂质、烘干后，用专用机械切片；将切好的细料送入真空抽压碳化罐，经过1至100小时的碳化处理，使细料含水率控制在0.1％至10％之间；碳化处理后的细料进入磨粉机研磨形成碳化木质纤维粉；

(2)混料，将制备好的碳化木质纤维粉与粉末状木塑复合材料、以及阻燃防火粉，按照权利要求9中的配比混合，置入混料罐进行密封搅拌，直至混料均匀；

(3)分料，将混料均匀平铺于若干层的成型容器内；

(4)热压成型，将经过分料的成型容器依次累叠入热压机中，热压机加温至塑料粉热熔温度100℃至320℃，并以最高3800吨的压力挤压5至40分钟；

(5)冷压成型，经过热压后混料中的粉末状木塑复合材料熔解并与碳化木质纤维粉、防火阻燃粉胶粘在一起，并且在成型容器内形成坯板，之后盛容坯板的成型容器在5至20秒内置入冷压机以大于热压成型热压机采用压力1/4的压力对坯板进行冷压成型；

(6)冷压定型，对冷压成型后的坯板进行冷压定型；

(7)脱容器，分离坯板和成型容器；

(8)后处理，对坯板按照规格锯边，然后进行磨砂、抛光处理后即为碳化实木高密度纤维复合板；

(9)处置回收的木塑复合板材，将回收的木塑复合板材经清洗、除杂、晾干后，进行粉碎处理，研磨成粉末颗粒，然后依据前述步骤(3)至(8)的生产工艺流程，制作成木塑复合板材。

本发明采用了碳化实木木粉与木塑复合材料及防火阻燃粉以一定配比混合，经过热压、冷压等多道工序，制作出碳化实木高密度纤维复合板，利用本发明的改进型木塑复合材料制备的木塑复合板材抗弯和抗折强度比市面上的木塑板明显要高，且具有防火、防水、防虫、防腐、阻燃等优点，同时可以用于雕刻、贴面、喷漆等装饰作业，并且不含甲醛，并且能够完全回收再利用。

本发明的改进型木塑复合材料具有强度高、韧性好、循环利用次数多、不易氧化、不易褪色、用途广泛。本发明的木塑复合材料具有抗折、强度高、耐氧化、能够循环利用、环保、可塑性强等诸多优点，可广泛应用于制作循环利用的家具、板材、3D打印材料等领域。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种改进型木塑复合材料，该木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯50～70％；尼龙塑料粉10～20％；染色剂0～6％；木质纤维粉20～30％。

其中，高密度聚乙烯(英文名称：High Density Polyethylene，简称HDPE)，其融化成液态所需温度为130～200℃，可塑性强，胶合性强；高密度聚乙烯为热塑性塑料，属于环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。

尼龙塑料粉(即聚酰胺，英文名称：Polyamide，简称PA)，其融化成液态所需温度为220～400℃，韧性极强；尼龙为热塑性塑料，属于环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。本发明的尼龙塑料粉可以为市售的尼龙6或者尼龙66等塑料粉末。

染色剂可以为市售的色精，可以根据需要对塑料液进行染色，以满足不同的使用需求。

木质纤维粉：可以为市售的竹木粉等木质纤维粉，其在持续高温且干燥有氧、无明火的情况下的燃烧温度为260～380℃，木质纤维粉具有吸胶性强、韧性好等优点。

本实施方式的木塑复合材料采用高密度聚乙烯为主要原料，再加以尼龙塑料和木质纤维粉混合，加入木质纤维粉，使得其完全被高密度聚乙烯熔融液包覆，使得木质纤维粉吸湿性大大减少，分散性、耐氧化性和阻燃性大大提高，进而提高了木塑复合材料的强度；而尼龙塑料的加入，进一步提高了其强度，通过该木塑复合材料制造出来的产品耐氧化性、抗折、抗弯等性能极好，能够满足使用需求。

本发明还提供了一种改进型木塑复合材料的制备方法，包括上述的木塑复合材料，上述木塑复合材料的制备方法包括以下步骤：

S1、高密度聚乙烯的融化：将高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。

在本步骤中，本实施方式的高速混合机采用市面上常用的用于塑料行业中的高速混合机，其适用于粉体/颗粒/助剂/色粉/色母/塑料等物料的混合搅拌。桶体采用圆弧型结构，主要利用特殊叶片结构使物料形成漩涡状的高速搅拌并可加热改性。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在150～180℃。

S2、染色：将染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

本步骤可以根据实际需要进行选择，需要染色则加入染色剂，不需要则不添加。

S3、混合：将木质纤维粉、尼龙塑料粉加入高速混合机，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

本步骤中，木质纤维粉与尼龙塑料粉的添加顺序为：先加入木质纤维粉，搅拌均匀后，再加入尼龙塑料粉。

S4、成型：将混合液经挤塑机挤出成条状或者颗粒状，备用。挤塑机也可以采用市面上常用的单螺旋或者双螺旋塑料挤出机，通过该设备可以将混合液加工成条状或者颗粒状材料。

在步骤S4之后还可以包括步骤S5：

S5、研磨：将S4制得的条状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉粒状的木塑复合材料。

本步骤中，研磨机也可以采用市面上常用的研磨设备，通过该设备可以将颗粒状材料加工成粉末状。

在本发明的木塑复合材料制作过程中，是先将高密度聚乙烯经150～180℃温度下持续融化成流动状态的液体，然后置入染色剂进行染色，再将木质纤维粉置入聚乙烯塑料液中混合均匀，最后将尼龙塑料粉粉末加入。本发明的木塑复合材料的制备过程简单，原料少。

由于制备过程的温度一直保持在150～180℃，其能将高密度聚乙烯融化，但该温度并未达到尼龙塑料的熔点，因此，加入的尼龙塑料粉不会融化，而是被软化融合在聚乙烯与木质纤维粉的混合液中，三者混合均匀后，再通过挤塑机挤出成条片状后，用研磨机等专用设备按所需规格加工制成粉粒状，再将其应用于实际应用中。

将木质纤维粉加入熔融塑料液中后，其会被塑料液包裹住，给木质纤维粉提供了无氧环境，木质纤维粉在这种无氧环境不容易燃烧或者变脆，既保证了木质纤维粉的原态，又可以增强木塑复合材料的强度。

本发明还提供了一种应用上述木塑复合材料制备的木塑复合板材，木塑复合板材以上述制备方法制备的粉末状木塑复合材料为原料进行制备，木塑复合板材包括以重量百分比计的下列组分：

碳化木质纤维粉，含水率为0.1％至10％之间，占总量的50％至90％，颗粒大小为5至600目之间；

粉末状木塑复合材料，占总量的10％至60％，颗粒大小为0.5至700目之间；

防火阻燃粉，占总量1％至10％。

碳化木质纤维粉取至速生木材，桉木、杨木、松木、竹木中的一种或者多种；木材取材包括废弃的边角料、枝桠材、刨花、木糠。

防火阻燃粉成分为磷酸盐阻燃粉、亚磷酸铝阻燃粉、氧化铝粉、热固性塑料阻燃粉末其中一种或多种。

上述木塑复合板材的生产、回收工艺，依次包括。

(1)碳化木质纤维粉制备，将木质原料经清洗、去皮、除杂质，用专用机械切片；将切好的细料送入真空抽压碳化罐，经过1至100小时的碳化处理，使细料含水率控制在0.1％至10％之间；碳化处理后的细料进入磨粉机研磨形成碳化木质纤维粉。

(2)混料，将制备好的碳化木质纤维粉与粉末状木塑复合材料、以及阻燃防火粉，按照前述的配比混合，置入混料罐进行密封搅拌，直至混料均匀。

(3)分料，将混料均匀平铺于若干层的成型容器内；根据复合板的规格，最高可以有三十层成型容器。

(4)热压成型，将经过分料的成型容器依次累叠入热压机中，热压机加温至粉末状木塑复合材料热熔温度100℃至320℃，并以最高3800吨的压力挤压5至40分钟，根据坯板规格厚度不同，调整挤压时间。譬如，9mm坯板，热压时间为8分钟；12mm坯板，热压时间为11分钟；18mm坯板，热压时间为18分钟。

(5)冷压成型，经过热压后混料中的粉末状木塑复合材料熔解并与碳化木质纤维粉、阻燃防火粉胶粘在一起，并且在成型容器内形成坯板，之后盛容坯板的成型容器在5至20秒内置入冷压机以大于热压成型热压机采用压力1/4的压力对坯板进行冷压成型；譬如，步骤(4)热压机的压力为1000吨，则冷压机的压力应为1250吨。

(6)冷压定型，对冷压成型后的坯板进行冷压定型。

在步骤(4)、(5)、(6)中，由一台热压机以及若干台冷压机连续排列组成作业流水线，若干块的成型容器被累叠在一起同时热压或冷压，所以在作业时必须对成型容器精确对位对中；所采用的冷压机需要有降温管道***以确保降温效果，同时根据坯板规格厚度的不同，流水线上冷压机的数量至少2台，若流水线长甚至设置8至10台冷压机。

(7)脱容器，分离坯板和成型容器。

(8)后处理，对坯板按照规格锯边，然后进行磨砂、抛光处理后即为碳化实木高密度纤维复合板。

(9)处置回收的木塑复合板材，将回收的木塑复合板材经清洗、除杂、晾干后，进行粉碎处理，研磨成粉末颗粒，然后依据前述步骤(3)至(8)的生产工艺流程，制作成碳化高密度木塑复合板材。

本发明采用了碳化实木木粉与粉末状木塑复合材料及防火阻燃粉以一定配比混合，经过热压、冷压等多道工序，制作出木塑复合板材。本发明采用经过碳化处理的木质纤维粉，高度脱水的碳化原料，已经改善了其与塑料融合的性状，同时由于碳化木本身亲水因子被重组,降低了木材的吸湿性平衡点,俗称“湿线”，不容易受周围环境的影响，从而可以保证产品的品质。利用本发明的改进型木塑复合材料制备的木塑复合板材抗弯和抗折强度比市面上的木塑板明显要高，且具有防火、防水、防虫、防腐、阻燃等优点，同时可以用于雕刻、贴面、喷漆等装饰作业，并且不含甲醛，并且能够完全回收再利用。

实施例1

一种改进型木塑复合材料，包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯60％；

尼龙塑料粉10％；

竹木纤维粉25％；

染色剂5％。

实施例1中的木塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

以下组分均按重量份计算。

S1、高密度聚乙烯的融化：将60％的高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在150℃左右。

S2、染色：将5％的染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

S3、混合：将25％的木质纤维粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后，再将10％的尼龙塑料粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

S4、成型：将上述混合液经挤塑机挤出成颗粒状，备用。

S5、研磨：将S4制得的颗粒状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉末状的木塑复合材料。

实施例2

一种改进型木塑复合材料，包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯63％；

尼龙塑料粉12％；

竹木纤维粉20％；

染色剂5％。

实施例2中的木塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

以下组分均按重量份计算。

S1、高密度聚乙烯的融化：将63％的高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在157℃左右。

S2、染色：将5％的染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

S3、混合：将20％的木质纤维粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后，再将12％的尼龙塑料粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

S4、成型：将上述混合液经挤塑机挤出成颗粒状，备用。

S5、研磨：将S4制得的颗粒状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉末状的木塑复合材料。

实施例3

一种改进型木塑复合材料，包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯58％；

尼龙塑料粉11％；

竹木纤维粉27％；

染色剂4％。

实施例3中的木塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

以下组分均按重量份计算。

S1、高密度聚乙烯的融化：将58％的高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在170℃左右。

S2、染色：将4％的染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

S3、混合：将27％的木质纤维粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后，再将11％的尼龙塑料粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

S4、成型：将上述混合液经挤塑机挤出成颗粒状，备用。

S5、研磨：将S4制得的颗粒状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉末状的木塑复合材料。

实施例4

一种改进型木塑复合材料，包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯68％；

尼龙塑料粉11％；

竹木纤维粉20％；

染色剂1％。

实施例4中的木塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

以下组分均按重量份计算。

S1、高密度聚乙烯的融化：将68％的高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在180℃左右。

S2、染色：将1％的染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

S3、混合：将20％的木质纤维粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后，再将11％的尼龙塑料粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

S4、成型：将上述混合液经挤塑机挤出成颗粒状，备用。

S5、研磨：将S4制得的颗粒状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉末状的木塑复合材料。

实施例5

一种改进型木塑复合材料，包括以重量百分比计的下列组份：

高密度聚乙烯50％；

尼龙塑料粉17％；

竹木纤维粉29％；

染色剂4％。

实施例4中的木塑复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

以下组分均按重量份计算。

S1、高密度聚乙烯的融化：将50％的高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用。本实施方式的高速混合机的加热温度控制在168℃左右。

S2、染色：将4％的染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色。

S3、混合：将29％的木质纤维粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀后，再将17％的尼龙塑料粉加入到高速混合机中，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液。

S4、成型：将上述混合液经挤塑机挤出成颗粒状，备用。

S5、研磨：将S4制得的颗粒状木塑复合材料利用研磨机进行研磨，得到粉末状的木塑复合材料。

实施例6

本实施例中，利用实施例1～5中的粉末状木塑复合材料为原料制备木塑复合板材，并对制成后的木塑复合板材进行了相应的性能测试。

本实施例中的木塑复合板材的制备采用上述木塑复合板材的生产工艺进行。

本实施例分别对以实施例1～5的木塑复合材料为原料制备的木塑复合板材的抗压性能和抗弯性能进行了相应的实验和测定，测试步骤和测试结果如下：

1、试验材料：

以实施例1～5的木塑复合材料为原料制备的木塑复合板材和市售的木塑复合板材为试件进行测试。试件的主要技术参数见下表1。

表1木塑复合板材主要参数

2、试验方法：

本试验采用AG-IS 250kN电子拉伸试验机对木塑板进行抗压和抗弯等主要力学性能进行试验。抗压和抗弯试验各取6个试件(1个市售木塑板做对照组，5个实施例的木塑复合板材做实验组)。试验前应保证所有试件表面没有可见裂纹、刮痕或者其他可能影响试验结果的缺陷。

3、试验结果：

测试结果如下表2和表3：

表2：试件1的力学性能

表3：试件2～6的力学性能

由上表1～3可知，市面上的木塑复合板材的抗压强度和抗弯强度都较差，在使用过程中很容易被折断或者被压坏，使用寿命短，无法满足使用需求。而本发明的木塑复合材料的的抗压强度和抗弯强度为市售的木塑复合材料的5～10倍，抗弯性能和抗压性能等力学性能优良，在实际使用过程中不易被折断或者被压坏，使用寿命长。

本发明的木塑复合材料具有强度高、韧性好、循环利用次数多、不易氧化、不易褪色、用途广泛。本发明的木塑复合材料具有抗折、强度高、耐氧化、能够循环利用、环保、可塑性强等诸多优点，可广泛应用于制作循环利用的家具、板材、3D打印材料等领域。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.木塑复合板材，其特征在于，包括以重量百分比计的下列组分：

碳化木质纤维粉，含水率为0.1％至10％之间，占总量的50％至90％；

粉末状木塑复合材料，占总量的10％至60％；

防火阻燃粉，占总量1％至10％；

所述粉末状木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯50～70％、尼龙塑料粉10～20％、染色剂0～6％和木质纤维粉20～30％；

所述粉末状木塑复合材料通过以下步骤制备得到：

S1、高密度聚乙烯的融化：将高密度聚乙烯加入高速混合机热熔成流动状液体，得到熔融塑料液，备用；

S2、染色：将染色剂加入高速混合机中对熔融塑料液进行染色；

S3、混合：将木质纤维粉、尼龙塑料粉加入高速混合机，混合搅拌均匀，得到木塑复合材料混合液；

S4、成型：将混合液经挤塑机挤出成条状或者颗粒状木塑复合材料，备用；

S5、研磨：将步骤S4制得的颗粒状木塑复合材料放入研磨机中进行研磨，得到粉末状木塑复合材料；

在步骤S1中，所述高速混合机的加热温度为150～180℃；

在步骤S3中，所述木质纤维粉与尼龙塑料粉的添加顺序为：先加入木质纤维粉，搅拌均匀后，再加入尼龙塑料粉。

2.根据权利要求1所述的木塑复合板材，其特征在于，所述粉末状木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯50～60％、尼龙塑料粉10～15％和木质纤维粉20～25％，染色剂3～6％。

3.根据权利要求2所述的木塑复合板材，其特征在于，所述粉末状木塑复合材料包括以重量百分比计的下列组份：高密度聚乙烯60％、尼龙塑料粉10％和木质纤维粉25％，染色剂5％。

4.如权利要求1所述的木塑复合板材的生产、回收工艺，其特征在于，所述木塑复合板材的生产、回收工艺依次包括：

(1)碳化木质纤维粉制备：将木质原料经清洗、去皮、除杂质、烘干后，用专用机械切片；将切好的细料送入真空抽压碳化罐，经过1至100小时的碳化处理，使细料含水率控制在0.1％至10％之间；碳化处理后的细料进入磨粉机研磨形成碳化木质纤维粉；

(2)混料：将制备好的碳化木质纤维粉与粉末状木塑复合材料、以及阻燃防火粉，按照权利要求1中的配比混合，置入混料罐进行密封搅拌，直至混料均匀；

(3)分料：将混料均匀平铺于若干层的成型容器内；

(4)热压成型：将经过分料的成型容器依次累叠入热压机中，热压机加温至塑料粉热熔温度100℃至320℃，并以最高3800吨的压力挤压5至40分钟；

(5)冷压成型：经过热压后混料中的粉末状木塑复合材料熔解并与碳化木质纤维粉、防火阻燃粉胶粘在一起，并且在成型容器内形成坯板，之后盛容坯板的成型容器在5至20秒内置入冷压机以大于热压成型热压机采用压力1/4的压力对坯板进行冷压成型；

(6)冷压定型：对冷压成型后的坯板进行冷压定型；

(7)脱容器：分离坯板和成型容器；

(8)后处理：对坯板按照规格锯边，然后进行磨砂、抛光处理后即为碳化实木高密度纤维复合板；

(9)处置回收的木塑复合板材：将回收的木塑复合板材经清洗、除杂、晾干后，进行粉碎处理，研磨成粉末颗粒，然后依据前述步骤(3)至(8)的生产工艺流程，制作成木塑复合板材。