[发明专利]一种木塑包覆实木复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木塑包覆实木复合材料及其制备方法，一种木塑包覆实木复合材料，包括实木芯，芯表面具有点状齿轮压痕，实木芯外包裹有连续的纤维网及木塑复合材料层。本发明的木塑包覆实木复合材料，木塑与实木的结合力强，结构更为稳定，局部破坏不会引起大面积剥落，同时可以避免表层木塑复合材料受热时的翘曲和变形，也避免了木塑复合材料在受热后的剥落，如避免在夏季强烈日照之后的自然剥落或人为剥落。

技术领域

本发明属于复合材料制造技术领域，涉及一种木塑复合材料及其制备方法，具体涉及一种木塑包覆实木的复合材料及其制备方法。

背景技术

在林业资源不断减少，优质木材不足以满足使用的前提下，大力发展速生人工林木材，可以一定程度上缓解木材不足的压力，但速生材材质软、易开裂变形、耐水防腐性能差，作为低质木材其直接利用的价值不高。

木塑复合材料以其优异的尺寸稳定性，防水防潮、防腐防蛀和节能环保等特点，近年来被广泛应用。热塑性聚合物复合材料固有的易蠕变特性和高木质纤维含量下木塑的易脆断缺点，使得这类材料的应用局限在室内外装饰和具有防腐防水功能的园林景观材料，而不适于对刚度和韧性要求较高的承重结构材料。力学强度不高、蠕变与脆断共存的缺点，严重制约了木塑在高档门窗、交通工具、绿色建筑等高附加值领域的大规模推广应用。

木塑共挤出成型技术是近年来兴起的分层挤出技术，能有针对性地对复合材料的结构进行优化设计。目前国际上的木塑-木塑和木塑-塑料共挤出复合材料，依然存在木塑复合材料的缺点，木塑-金属共挤材料力学强度高，但具有材料密度大，金属内衬易锈蚀等缺点。

针对木塑和速生材实木这两类材料的不同特点，扬长避短、优势互补，以硬度高、不开裂、防水防腐、环境友好的木塑复合材料为表层，以密度低、拉伸、抗冲击和抗蠕变性能突出的速生人工林木材及其重组材为芯材，通过共挤出成型技术进行复合，能够制备出抗蠕变不脆断、强重比高、性价比高、耐久性优异的复合材料。JP2010110941A公开了一种以塑料包裹木芯材料制备型材的方法，该方法通过负压使塑料渗入木材表面加工出的凹槽内部使木材与塑料结合，形成塑料壳层以保护位于芯层的木材。CN104228236A进一步公开了具有企口和燕尾榫的木芯与木塑复合材料结合制备改进的木塑复合材料的方法。上述方法使木塑复合材料包覆实木芯，能获得具有一定界面结合强度的木塑实木复合材料。但上述两种方法均需要预先在木材表面加工出凹槽，在连续生产中会使流程变得复杂且多根木芯连续进给时容易产生制造缺陷，不仅增加了制造的难度，且由于木材和木塑材料的表面极性差异显著，界面结合较差，一旦出现局部破坏，将从一端到另一端出现大面积的剥落，因此在推广使用中尚有一定的缺陷。

现有的木塑共挤出机组中，实木通入到木塑共挤出模具的中心无法保证一致，导致木塑共挤出后，木塑表层厚度不均匀，无法确保产品质量。

开发出一种实用性更好且易于制造的木塑包覆实木复合材料，对提高木塑材料的应用范围，具有非常实际的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构优异、力学性能更佳的木塑包覆实木复合材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种木塑包覆实木复合材料，包括实木芯，实木芯外包覆有木塑复合材料层，

实木芯表面具有点状齿轮压痕；所述具有点状齿轮压痕的实木芯外还包裹有连续的纤维网，所述纤维网被所述木塑复合材料层包覆和约束；

纤维网由连续的高强纤维在实木芯外编织或缠绕而成；

所述高强纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维中的至少一种；

所述木塑复合材料层通过共挤出方式包覆所述实木芯及所述纤维网。