[发明专利]用于产生木纤维-塑料复合产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维和塑料材料的复合产品的方法，所述复合产品用作塑料制造中的原料或用于形成塑料制造中的原料，或用作其他形式的中间体产品或用作成品。

背景技术

基于纤维素的材料与塑料的组合最初在25年前开发。用于该方法的物料经预混并填塞送入。最近已经开发出专用机器，其总体上基于包括挤出和注塑在内的传统塑料制造技术。所用的塑料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)，并且所用的填料包括木粉、亚麻、黄麻和其他基于纤维素的纤维填料。添加至塑料的基于纤维素的材料越多，价格往往越低，并且木-塑料“原”材料的硬度往往越高。由这些木-塑料制得的复合产品通常可以如木材那样钉牢、涂刷和以其他方式处理，同时可保持塑料在抗真菌和耐腐蚀方面的许多益处。

将低堆积密度的天然或木纤维导入(尤其以计量或度量的方式，这对于实现组合物中合乎需要的纤维体积分数是重要的)挤出机或注塑机或其他塑料加工机械存在诸多困难。由于此类纤维的固有高体积/低质量性质、此类纤维中缺少自由流动特征、以及纤维束集或缠绕，不易实现直接进入塑料加工机械入口或孔中的受控送料。虽然存在一些纤维进料器，但是它们可能是昂贵的和/或在木纤维及其他天然纤维的宽范围纤维进料比范围内均匀计量方面是不可靠或不精确的。另外，需要在这种进料/使用前预干燥高体积-低质量的纤维，因为此类纤维吸湿并且保留或再吸收通常不合乎需要的或要求在塑料加工之前基本上予以去除的高含量水。

国际专利申请PCT/NZ2005/000140公开了用于生产包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维的(如本文中定义的)粒料或颗粒的方法，所述粒料或颗粒用作塑料制造中的原料，该方法包括在干或湿气流中传送通过机械或热机械或化学-热机械或化学机械地分解木质纤维素材料所产生的纤维或天然纤维，并在如此传送纤维的同时，施加包含一种或多种聚合物、单体、或低聚物的液体制剂至所述纤维，使纤维形成固体产物，并且分解该固体产物以产生用作塑料制造中原料的木-塑料复合粒料或颗粒。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于产生包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维和塑料材料的复合产品的改良或至少替代性工艺或方法，所述复合产品用作塑料制造中的原料或用于形成塑料制造中的原料，或用作其他形式的中间体产品或用作成品。

发明内容

就广义而言，在一个方面，本发明包括一种用于生产包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维的产品的方法，所述产品用作塑料制造中的原料或用于形成塑料制造中的原料，该方法包括将包含一种或多种热固性聚合物和一种或多种热塑性聚合物、单体、或低聚物的液体制剂施加至通过机械或热机械或化学-热机械或化学机械地分解木质纤维素材料所产生的疏松或分开的纤维或纤维束，或施加至天然纤维，所述制剂为液体或颗粒形式，并且使纤维固结成固体产物。

包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维和塑料材料的所得复合材料产品可以例如以粒料或颗粒形式用作塑料制造中的原料或用于形成塑料制造中的原料，或以其他形式用作中间体产品。也已经出人意料地发现相对于以相同方式但仅用热固性粘合剂或仅用热塑性粘合剂所形成的复合材料产品，通过本发明方法的这个方面的实施方式所形成的固体产物可以具有优越的力学性能，例如抗拉强度和/或硬度，从而所述产品可以用作成品，如板材(panel)或用作例如中密度纤维板模塑品(medium density fibreboard moulding)的复合材料替代物。

就广义而言，在另一个方面，本发明包括一种用于生产包含木质纤维素材料的纤维或天然纤维的(如本文中定义的)粒料或颗粒的方法，所述粒料或颗粒用作塑料制造中的原料，该方法包括：

在干或湿气流中，传送通过机械或热机械或化学-热机械或化学机械地分解木质纤维素材料所产生的疏松或分开的纤维或纤维束或传送天然纤维，并且在如此传送纤维的同时，施加包含脲甲醛(UF)和一种或多种热塑性聚合物、单体、或低聚物的液体粘合剂制剂或者少量脲甲醛至所述纤维，使纤维固结为固体产物，并且

分解该固体产物以产生所述粒料或颗粒。

在这个实施方式中，固体产物可以单独包含以干重计每100份纤维少于6份、优选地0.2至5份脲甲醛。在一些形式中，粒料或颗粒优选地单独包含以干重计每100份纤维4或5份脲甲醛。