[发明专利]利用离聚物面料的木塑复合物及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年12月19日提交的序号为61/139,205的美国临时申请的优先权，其公开内容整体并入此处作为参考。

技术领域

本发明涉及制造挤出木塑复合物的系统和方法，更具体地，涉及利用离聚物面料制造挤出木塑复合物的系统。

背景技术

在过去的25年中，新型材料已经进入塑料产品市场。通常作为木塑复合物(WPC)、纤维-塑料复合物、或塑料复合物(PC)提及的新材料已经被建筑产品市场接纳，应用于例如户外装饰和栏杆、墙板、屋顶和各种其它产品。木塑复合物的市场已经壮大，木塑复合物目前用于汽车应用以及经济结构的建筑产品部门中。

木塑复合物是木材、或其它天然纤维和热塑性材料的共混产品。该产品可以用传统的塑料工艺例如挤出或注塑成型生产。例如，许多建筑产品采用类似于传统塑料工艺的挤出加工来生产。木材和塑料材料在挤出过程前或挤出过程中共混。在建筑产品市场中，木塑复合物通常与木材竞争。目前WPC材料是最常见的木材或天然纤维与聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯(PVC)的化合物。但是，目前可用的WPC有某些缺陷。例如，如果复合物含有过高或过低的塑料对木材的比率，成品可能不具有预期的视觉外观或结构性能特点。这种产品在市场上是较为不理想的。另外，由于热塑性材料和用于制造的其它添加剂成本高，制备WPC可能是昂贵的。

讽刺的是，许多消费者希望WPC看起来与木材类似，但也希望WPC表现为强大的塑料化合物。为了提高性能，生产商通常在WPC配方中加入UV稳定剂、抗氧剂、杀菌剂、颜料、阻燃剂、或其它添加剂。但是，这些添加剂可能增加产品的制造成本，即使某些添加剂只在产品上有限位置有值得关注的好处(例如，在UV稳定剂的情况下，只对暴露在阳光下的产品外部有好处)。为了降低加入产品中的添加剂的用量，通常使用面料包覆。一般而言，面料与芯材料共挤出在芯挤出材料上形成聚合物薄层。可以在面料中加入各种添加剂，从而降低了每线英尺产品中添加剂的总量。但是，这些面料可能从基础WPC上脱落，可能破裂或其它方式的失效，导致外观难看、性能受损以及消费者不满意。

对于某些面料，为了提高粘合性，通常在芯材料和面料之间放置分离的束缚层，但是该束缚层可能存在许多问题。例如，随着时间的推移，由所述束缚层形成的结合可能从面料和芯材料之一或两者上分离，导致产品失效。这可能发生，因为由于材料性能的不同，面料和芯材料可能以不同的比率膨胀和收缩，其可能导致结合失效。另外，水、冰或安装环境条件相关的其它有害物仍然可以穿透面料层，例如，通过分离的面料部分的边缘空隙。此外，利用分离的束缚层的面料产品的制造成本往往很高，因为所述束缚层必须应用到成品面料和芯材料。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种适用作建筑材料的挤出复合物，所述挤出复合物包括具有以基本上均匀混合物形式存在的基础聚合物和天然纤维的芯以及具有离聚物的面料。在一个实施方案中，所述基础聚合物选自由聚丙烯、聚乙烯、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE、及其组合组成的组。在另一个实施方案中，所述天然纤维选自由木屑、木粉、薄木片、锯木屑、亚麻、黄麻、大麻、洋麻、稻壳、蕉麻、及其组合组成的组。在又一个实施方案中，所述面料进一步包括面料聚合物，其中所述离聚物和所述面料聚合物是基本上均匀混合物。在另外又一个实施方案中，所述基础聚合物是第一聚合物，同时所述面料聚合物也是第一聚合物，其可以是HDPE。

在上述方面的另一实施方案中，所述面料进一步包括添加剂。在一个实施方案中，其中所述添加剂包括着色剂、UV稳定剂、抗氧剂、杀菌剂和阻燃剂中的至少一种。在另一个实施方案中，所述着色剂是杂色着色剂。在又一个实施方案中，所述芯包括约1重量％至约100重量％的基础聚合物。在另外又一个实施方案中，所述芯包括约46重量％的基础聚合物。

在上述方面的另一个实施方案中，所述面料包括约1重量％至约100重量％的离聚物、约20重量％至约80重量％的离聚物、或约27.5重量％的离聚物。在另一个实施方案中，所述面料包括约0重量％至约99重量％的面料聚合物、约20重量％至约80重量％的面料聚合物、或约72.5重量％的面料聚合物。在又一个实施方案中，所述面料的厚度为约0.012英寸至0.040英寸、或约0.015英寸至约0.020英寸。在另外又一个实施方案中，所述面料通过共挤出与所述芯的至少一侧直接结合。