[发明专利]复合产品以及用于制造所述产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合产品(产物)，其包括涂覆有复合材料的层的热改性的实木(紧密材，实体木材，solid wood)组分(部件，component)，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。

背景技术

未经处理的许多木材种非常容易受到由外部环境导致的影响。暴露于水分和/或土壤一段持续时间的未经处理的木材通过被多种类型的微生物或昆虫的侵袭而变弱。因此处理不太耐久的木材以提高其对水分和真菌侵袭的耐受性是重要的。此外，暴露于紫外线辐射的木材易于变色和劣化。

存在多种不同的提高木材耐受性的处理方法。已经长期使用化学处理木材以提高生物耐久性和强度。可加入许多不同的化学品。这些化学品一般被称为杀真菌剂(杀菌剂)并且它们将提供针对造成木材劣化的生物体的长期耐受性。如果正确地施用，其可延长木料的生产性寿命5-10倍。

另一种已知的改进木材的耐受性的方法是在高温下处理木材以使木材热改性。在热改性期间，木材中存在的某些有机化合物将被除去并且由此降低真菌和腐烂(枯病)在木材上成长的可能性。因此，通过将木材加热到一定温度，可使得木质纤维素纤维对真菌和昆虫是不太引起食欲的(可口的)。热改性还可改进木材对于水分(液体和湿气两者)的性质，即较低的平衡水分含量、较低的水分变形、和改进的气候耐受性。热改性的木材的一个潜在不利方面是由变性过程带来的在弯曲强度和表面硬度两者的强度降低，这可降低材料的有效使用寿命。

因此，还需要进一步保护热改性的木材免受环境影响。目前，最常见的保护实木产品的方式是通过向木材产品的表面施加聚合物涂料。最常用的聚合物涂料是可从五金店和工业生产商获得的常规的漆和涂料。这些涂料可通过手工或在工厂环境中施加，并且一般基于首先施加底基(底漆)涂料和然后施加一个或两个额外的覆盖涂层以在基底的表面上建立保护膜。此类涂料对于变化的气候条件是敏感的，并且随着时间侵蚀、开裂或从基底剥落，导致需要定期的修复维护。另一种已知的方法是在实木产品上或在实木产品周围施加聚氯乙烯(PVC)聚合物的层，该方法描述在WO2007057029A1中。当用聚合物涂覆实木(其或为热改性的木材或为普通实木(窑干木材))时的问题在于基底与聚合物之间的界面连接强度和尺寸变化，即实木和/或涂覆的聚合物层的尺寸随时间以不同的速率变化，这导致在界面处的应力，其可导致性能上的最终劣化，除非木材基底被完全密封(封装)。

对于标准的木材纤维聚合物复合物(WPC)，通常的问题是因基于纤维的材料、热塑性树脂和添加剂的高的重量和热塑性性质带来的蠕变(creep)。蠕变可为重量、热和水分引发的，并且经常限制标准的木材纤维聚合物复合物用在其中需要更长的跨度且需要产品支撑(承担，carry)其自身重量的更复杂的(detailed)且挑战性的应用中，比如在覆面(cladding)或正面(外观)板中。

因此需要改进的包括实木和纤维聚合物复合物涂料的复合产品。

发明内容

本发明的一个目标为提供包括涂覆有具有纤维聚合物层的实木组分的复合物，其具有改进的性质比如降低的对蠕变的倾向和在聚合物涂料与实木组分之间的改进的粘附。

本发明的另一目标为提供以容易和有效的方式制造所述复合物的方法。

这些目标和其它优点通过根据独立权利要求的产品和方法实现。本发明涉及包括热改性的实木组分的复合产品，其中实木组分的至少一面(一侧)涂覆有复合材料的层，该复合材料包括热改性的纤维素材料和聚合物。

复合材料可包括小于50重量％的热改性的纤维素材料、优选20-45重量％且甚至更优选20-30重量％或15-25重量％的热改性的纤维素材料。

热改性的纤维素材料可具有低于1mm，优选低于0.50mm，且甚至更优选低于0.25mm或低于0.1mm的颗粒尺寸(粒度)。优选的是纤维素材料具有小的尺寸，因为实现纤维素材料在复合材料中更均匀的分散和分布。如果热改性的纤维素材料是纤维素纤维的形式，纤维优选具有低于1mm、优选低于0.50mm、且甚至更优选低于0.25mm或低于0.1mm的纤维长度。

热改性的纤维素材料可为粉末的形式。因此，热改性的纤维素材料可包括已经以机械方式处理成粉末的热改性的纤维素纤维。为了能够实现其中纤维素材料均匀分布的复合材料，纤维素材料的尺寸是重要的。已发现，如果纤维素材料为粉末的形式，实现良好的与聚合物的分散和混合是容易的。