木塑復合材料是將塑料原料與植物纖維以一定比例混合、成型加工而成的材料,具有木材和塑料的優點,有類似木材的外觀和二次加工能力,吸濕性低,耐腐蝕和抗蟲害,維護量少,是室外應用木材、塑料或金屬材料的優良替代品。
木塑復合材料的成型方法主要有擠出成型、注射成型和熱壓成型。擠出成型法由於加工周期短,效率高,應用廣泛。把木粉填充配混加工成結構用型材是目前擠出行業比較活躍的課題。擠出成型工藝有一步擠出成型法和多步擠出成型法。在實際生產中,如果木質材料含水量較高或制品結構復雜時,常用多步擠出成型,但因其工藝步驟多,生產成本高。
近年來,在木塑復合材料和加工技術方面取得的進展主要有:木塑復合材料界面粘合和均勻性的提高;更為美觀的木頭紋理外觀;<更多不易褪色的顏色;為提高剛性和耐久性的共擠包覆技術;為減輕重量和成本以提高最終性能的發泡制品開發。
木塑復合材料用擠出機
美國CincinnatiMilacron公司,作為WPC加工設備的領導者,為WPC加工提供了豐富的擠出機以供選擇,有傳統的錐形雙螺桿擠出機、同向旋轉雙螺桿擠出機和異向旋轉雙螺桿擠出機。該公司最大的錐形雙螺桿擠出機TC96,兩端直徑為96/202,最大產量可以達到1180kg/h,其獨特的壓縮和低剪切性能可以使纖維含量達到70%,而且適於加工的材料非常廣。該公司加工WPC的最大的異向平行雙螺桿擠出機生產線是TP172,新近開發的同向雙螺桿擠出機TimberEx,螺桿和機筒均為積木式,有80、100、125、160四種規格可供選擇,最大機組的WPC產量高達3630kg/h。<奧地利維也納的Cincinnati,最近推出一款新的WPC擠出機A135-37D。該公司聲稱這是他們投入WPC巿場的第一臺異向平行雙螺桿擠出機。該機組有兩級排氣單元,且每級排氣都裝有真空泵和生產凈化用的雙重過濾器,以有效脫除加工中的濕氣,得到高質量的最終產品。適合加工的物料可以是現成的木塑共混物或PVC、PE、PP基的WPC回收料。
德國Krauss-Maffei公司也開發了用於加工WPC的、帶預乾燥器的雙排氣異向旋轉雙螺桿擠出系統,KMD90-36WPC和KMD133-36WPC。當初始含水量為12%,配比為50/50的PVC基WPC擠出時,產量分別為500kg/h和1000kg/h。
美國Maplan公司為WPC生產提供多種單螺桿和雙螺桿擠出機以及下游設備的選擇。該公司的單螺桿擠出機用於加工預先混合好的WPC粒料,產量高達1040kg/h,異向旋轉雙螺桿擠出機特別為直接擠出型材而設計,產量可以達到1270kg/h。該公司還提供兩級行星齒輪擠出機,可以提供非常均勻的制品,樹脂和木粉在第一級中經歷很小的剪切和短停留時間的混合,然后進入第二級,在壓力所用下造粒或擠出型材,產量可以達到2720kg/h。Entek公司制造的加工WPC的E-MaxTM同向旋轉雙螺桿擠出機,尺寸范圍從27-133mm,產量可以達到3400kg/h。該公司提供完整的交鑰匙WPC系統,包括失重加料器、擠出控制系統、產生壓力的熔體泵及其控制、擠出機頭、冷卻、工藝控制等。
Davis-Standard公司開發了一個獨特的WPC在線混合和擠出的雙擠出系統WoodtruderTM。該系統用一臺單螺桿擠出機來熔融樹脂,從側面將熔體加入到一臺異向旋轉雙螺桿擠出機內與乾燥的木粉混合,用真空排除水氣和揮發分,然后通過機頭擠出成型。Farrel公司制造的Ultima混合器,是一個有高分散混合性能的兩級機器,包括兩級連續混合器和一臺單螺桿擠出機。異向旋轉混合時,轉子的速度可以高達1000rpm。