[发明专利]用于制备复合材料的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备根据独立权利要求的前序部分的复合材料的方法和装置。

背景技术

除了传统的森林工业产品已开发有新种类的木质产品，可例举的这样的新产品如所提及的不同种类的木质复合物产品(woodcompositeproducts)，其中，木质材料已经与塑料基材料结合。时下，木质复合物通过利用如挤压成型或注射成型在例如建筑和家具行业中得到使用。

进一步地，在森林工业的领域，利用不同种类的成网方法(webformationmethods)和装置是公知的，例如纸和纤维素网的制备和干燥。如今，如通过湿法成网以形成网也是公知的，其中，通过将原材料制成悬浮液，并形成均匀的层从网前箱(headbox)或类似的引至成网段(webformingsection)，例如线上(onawire)。这些方法也可以用于复合材料的制备。然后，混合物可以包括天然纤维、塑料粉末或纤维。然后通常通过对其进行机械加压和/或采用例如干燥滚筒(dryingtrundles)和/或所谓的扬克式缸(Yankeecylinder)加热干燥它以除去网中的水。

而且，通过例如挤压法(extrusionmethod)将它们熔融混合来制备木塑混合物和天然纤维塑料混合物(wood-andnaturalfiberbasedplasticmixtures)是公知的。在这种情况下，在高温下将例如塑料、干燥的木材或天然纤维材料以及相容性改善剂混合在一起，其中，塑料为熔融状态。当干燥时，干燥的木材和天然纤维材料将形成强的氢键合并交缠(hornified)，这就是为什么这些键在“干法”中不会被打开以及纤维化(fibrillized)的原因。因此，纤维表面的反应性表面区域所剩较少，并且相容剂的效果保持较低，在进一步的处理中，产品容易再凝聚。

具体地，在专利US2012/0090800中，公开了复合中间体及其制备方法和所述复合中间体的新用途。问题的解决方案是基于由天然纤维和塑料形成的网状复合中间体。在其内容中，所述复合中间体是由基本均匀的液体混合物通过湿法成网制成，该液体混合物中含有天然纤维、直径小于～1000μm的塑料颗粒以及改善天然纤维和塑料颗粒之间的相容性的试剂。根据该出版物，液体从所述湿法成网得到的湿网中除去，以将复合材料制备成例如中间体，从而便于将中间体存储在辊上，或者在所述中间体被粉碎之后，通过使用所述中间体制备终端产品。

网均匀的相容性，意味着改善的天然纤维和塑料颗粒之间的相容性，从而防止在天然纤维之间过量形成氢键，以为所述复合中间体提供强的且均匀的结构。所述相容性改善剂以及小的塑料颗粒可均匀地通过湿法成网在天然纤维网的间隙中获得，于是偶联剂为活性的，并且在进一步的中间体的处理例如当在终端产品的制备中使用更高的温度中，天然纤维和塑料颗粒之间的粘附效果很好。事实上，已经发现一部分送入处理中的塑料粉末在处理过程中从网上松脱，并且散落在地板上或者进入造纸机设备中，从而造成停机。另外，还存在质量问题需要昂贵的清洗程序以及降低制造能力。

然而，在实际的处理中，上述提及的湿法成网对一些组合物和条件并不合适，例如当纤维素网含有塑料或其它需要的化学物质时，该纤维素织物太脆弱以至于不能承受其自身的重量，基于此，其不能通过源自造纸机的传统的已知方法进行干燥，例如用与湿法成网的传统制造过程相关的机械的和/或加热的干燥设备。纤维素成网脆弱的原因可能为例如在混合物中的纤维素的量太小，根据纤维素的质量和研磨程度其限量例如可能为约20-40％。另一个原因也可能是使用的纤维素纤维的反应性太小，这可能是由于在例如剥离、疏水化或其他的化学改性下，纤维素纤维的OH基团被封端从而它们与纤维素成键的能力终止或者弱化。塑料纤维自身不能通过化学键形成织物，粘胶纤维或其它所谓的“人造”纤维素也有类似的情况。

另外，从专利JP2002187115获知了一种方法，该方法基于再生塑料、再生纺织品和木粉并将上述提及的物质混合。在该方法中，向由之前所列成分组成的混合物中加入2-40％的水以获得多孔制品。在该文本中，将由水引起的多孔性作为优点以使得所得终端产品更轻，然而，结果导致终端产品具有差的机械性能。该文中使用再生纺织品材料的目的在于作为结构的粘合部分，因为上述的混合物并不能获得内部的化学网状结构以粘合复合材料。