[发明专利]使用再利用毯废料的木材-塑料复合材料及其生产系统和方法

说明书

相关应用的交叉引用

本发明要求于2006年11月22日提交的名称为“Wood-Plastic Composites Using Recycled Carpet Waster and Systems and Methods of Manufacturing”的美国临时专利申请序列号No.60/860,872和于2007年3 月21日提交的名称为“Foamed Wood-Plastic Composites Using Recycled Carpet Waste and Systems and Methods of Manufacturing”的美国临时专利 申请序列号No.60/919,335的优先权，其公开的内容通过引用而全部结合 于此。

技术领域

本发明涉及用于制造挤压复合材料的系统和方法，更具体地，涉及用 于制造木材或天然纤维-塑料的挤压复合材料的系统，其采用再利用毯废料 作为复合材料的成分。

背景技术

在过去的25年中，一种新型材料已经进入塑料产品的市场中。通常 称为木塑料复合材料(WPC)或塑料合成材料(PC)的新型材料已经被允 许进入建筑产品市场，例如用于户外铺板和围栏、墙板、屋顶以及各种其 它产品。木塑料复合材料的市场被扩大，并且WPC目前除了被用在建筑 产品以外，还被用在车辆产品中。

木塑料复合材料是木材或其它天然纤维与热塑材料混合成的产品。该 产品可以通过传统的塑料工艺(诸如挤压或热压铸成型)来生产。例如， 采用类似于传统的塑料工艺的挤压工艺生产许多建筑产品。在挤压工艺之 前或者在挤压工艺的过程中，将木材和塑料材料混合。

在建筑产品市场中，木塑料复合材料通常与木材竞争。这种共享市场 要求WPC要像天然木材一样执行尽可能多的不同应用。目前的WPC材料 最常见的是木材或天然纤维与聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯(PVC)的复合 材料。然而，目前市售的WPC存在某些缺陷。例如，如果复合材料中塑 料与木材的比率太高或太低，成品可能不会具有理想的视觉外观或结构性 能特性。这样的产品在市场上不受欢迎。此外，由于所使用的热塑材料成 本较高，WPC的生产成本较高。

发明内容

本发明特征在于使用再利用毯废料，该毯废料含有聚酰胺(尼龙)、 聚酯、聚丙烯和在制毯时使用的其它材料。可以在不会对挤压产品的物理 特性带来有害影响的情况下完成再利用毯废料的添加。此外，加入再利用 毯废料允许与传统木材-塑料复合材料相同的挤压处理和挤压机下游的处 理。下游的处理包括涂刷、模塑、切割和压花。结合了再利用毯废料的木 材-塑料复合材料也可以发泡并与包覆一起被挤压。此外，再利用毯废料的 使用减少了与制造相关的材料成本，并且有助于改善毯废料的环境影响， 否则其很可能成为废渣填埋。

在一个方面，本发明涉及到一种适合用作建筑材料的挤压复合材料， 复合材料包括：原料聚合物、未分离处理过的毯废料以及充填材料，其 中，原料聚合物、未分离处理过的毯废料以及充填材料形成基本上均匀的 混合物。在以上方面的实施例中，挤压复合材料包括发泡剂。在另一个实 施例中，原料聚合物可以从聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚 乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)以及其组合中选取。在另一个实 施例中，未分离处理过的毯废料包括从羊毛、尼龙、聚酯、聚丙烯、黄 麻、剑麻以及其组合中选取的材料。在另一个实施例中，充填材料可以从 木片、木屑、木头薄片、锯末、亚麻、黄麻、大麻、洋麻、稻壳、马尼拉 麻以及其组合中选取。一些实施例中包括添加剂，其可以从着色剂、润滑 剂、阻燃剂、兼容剂、偶联剂、防霉剂以及其组合中选取。

在以上方面的实施例中，挤压复合材料包括占重量约1％到约60％的 处理过的毯废料。在另一个实施例中，复合材料包括占重量约10％到约 40％的处理过的毯废料。在另一个实施例中，复合材料包括占重量约15％ 到约25％的处理过的毯废料。在另一个实施例中，复合材料的原料聚合物 与充填材料的比率为约40∶60到约60∶40。在一些实施例中比率为约 45∶55。