專利名稱：相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材的生產(chǎn)方法，具體地說，是一種利用相變儲(chǔ)能材料和木聚合復(fù)合材料共混制得具有在一定范圍內(nèi)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控的聚合木板材。
背景技術(shù)：
相變材料在其物相變化過程中，可以從環(huán)境中吸收熱(冷)量或向環(huán)境中放出熱量，從而達(dá)到能量?jī)?chǔ)存和釋放及調(diào)節(jié)能量需求和供給匹配的目的。固液相變材料在體系發(fā)生變化時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹或收縮，材料融化時(shí)會(huì)發(fā)生泄露，所以相變材料應(yīng)用時(shí)需要做定形處理。微膠囊封裝技術(shù)是比較好的方法將載體基質(zhì)按照一定的工藝制成微膠囊，再把固液相變材料灌注于其中，這樣微觀上仍是發(fā)生固液相變，但宏觀上材料仍保持原有形狀。聚合木復(fù)合材料是將熱塑性塑料和廢棄木質(zhì)纖維材料，包括鋸末、木材枝杈、糠殼、稻殼、花生殼、農(nóng)作物秸桿等以一定的比例，添加特殊的加工助劑，經(jīng)一定的成型方法制成各種制品。由于聚合木復(fù)合材料兼?zhèn)渌芰虾湍静牡闹饕獌?yōu)點(diǎn)，可廣泛替代塑料和木材產(chǎn)品。產(chǎn)品可完全回收，是具有高附加值的新型綠色環(huán)保材料。但是目前聚合木材料較成熟的生產(chǎn)工藝為擠出成型，多層多工位模壓復(fù)合成型鮮有研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明將木質(zhì)纖維材料通過添加聚合物材料、相容劑、潤(rùn)滑劑、分散劑、交聯(lián)劑、抗氧劑、阻燃劑、相變材料等，利用混合塑煉過程中各種原料的協(xié)同效應(yīng)和物理化學(xué)反應(yīng)，形成各組分之間良好的界面粘結(jié)性和相容性；大體積組分如木纖維材料和相變材料的均勻分散，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料體系增強(qiáng)、增韌，制品物理機(jī)械性能提高的目的。
本發(fā)明中的聚合物材料為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和ABS材料，可以采用新料或再生材料。木質(zhì)纖維材料為20-200目的木材纖維或植物纖維粉如鋸木、刨花、稻殼、農(nóng)作物秸桿等。
產(chǎn)品的主要工藝過程為將木質(zhì)纖維材料、聚合物材料及相容劑、潤(rùn)滑劑、分散劑、交聯(lián)劑、抗氧劑、阻燃劑等添加劑通過混合塑煉，排除復(fù)合物中的水分與其他低分子揮發(fā)物，作為中間材料。根據(jù)比例加入微膠囊相變材料混合制成具有相變儲(chǔ)熱調(diào)溫功能的復(fù)合材料。然后采用冷鋪料、熱壓塑化、冷壓定型、頂出脫模等工序，最終制得相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木復(fù)合板材產(chǎn)品。
產(chǎn)品的具體配比(重量百分比)為將40-70％的木質(zhì)纖維類材料、30-60％的聚合物材料、0.5-3.0％潤(rùn)滑劑、4.0-8.0％相容劑、0.1-0.5％交聯(lián)劑、0.5-1.0％分散劑、0.1-0.5％抗氧劑的原料，在100-150℃條件下高速混合塑煉20-50分鐘，作為中間材料；將50-80％中間材料與20-50％的微膠囊相變材料高速混合3-15分鐘，然后將此物料加入到專門研制的模壓設(shè)備進(jìn)行成型，在熱壓130-200℃、5-15Mpa壓力的條件下，根據(jù)板材厚度確定熱壓時(shí)間15-60分鐘，冷壓定型后頂出脫模，制得具有相變儲(chǔ)熱調(diào)溫功能的聚合木復(fù)合板材。
該種聚合木板材產(chǎn)品寬度可達(dá)1220mm，厚度可達(dá)6～50mm，調(diào)溫相變點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)16-26℃。產(chǎn)品靜曲強(qiáng)度可達(dá)10-25Mpa，彎曲彈性模量1.0-3.0Gpa，密度0.9-1.5g/cm3，吸水厚度膨脹率≤1.0％，可用于建筑內(nèi)墻體裝飾板、吊頂板和地板及其它相關(guān)產(chǎn)品對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)熱調(diào)溫的功能，達(dá)到建筑節(jié)能降耗的目的。新型板材實(shí)現(xiàn)了“零甲醛”，不怕水浸泡、抗磨抗腐蝕，抗老化，質(zhì)感更貼近天然材料?？梢韵笕魏文静囊粯舆M(jìn)行鋸、切、鉆等加工，具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)其表面還可以進(jìn)行轉(zhuǎn)印、油漆、印刷、貼面、耐磨等美觀和功能性處理。


圖1是微膠囊相變材料DSC曲線圖；圖2是常溫升溫對(duì)比圖；圖3是冷凍后升溫對(duì)比圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施方案進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限制。
本發(fā)明中提及的微膠囊相變材料的相變溫度和相變焓測(cè)定可采用示差掃描量熱儀(DSC)，在N2保護(hù)下，升溫速率5℃/min，測(cè)量溫度范圍為-40℃至200℃，測(cè)得主吸收峰的峰頂對(duì)應(yīng)的溫度即為相變溫度，在峰的起始溫度和終止溫度之間，吸熱峰與基線包圍的面積對(duì)應(yīng)的熱量即為相變焓。其曲線見圖1所示。
原料配比60目的雜木粉55wt％，高密度聚乙烯(HDPE)35wt％，相容劑4.0wt％，常規(guī)潤(rùn)滑劑1.0wt％，交聯(lián)劑0.3wt％，分散劑0.5wt％，常規(guī)抗氧劑0.2wt％，無機(jī)填料4.0wt％a.上述木粉加入高速混合機(jī)中，加熱攪拌至110℃排除木粉中水分，同時(shí)加入分散劑及無機(jī)填料，制成干燥好的木粉原料；
b.在上述木粉原料中繼續(xù)加入高密度聚乙烯、相容劑、潤(rùn)滑劑、交聯(lián)劑、抗氧劑原料高速混合至120℃，對(duì)物料進(jìn)行充分混合均勻，制成聚合木原料；c.在上述聚合木原料中加入20％的微膠囊相變材料(其特性見DSC曲線)高速混合3分鐘即可，制成具有相變儲(chǔ)熱調(diào)溫功能的聚合木原料；d.根據(jù)要成型的板材厚度取上述原料鋪入熱壓機(jī)模具中，在熱壓溫度180℃、12Mpa壓力的條件下，保持40分鐘，模壓成型，待冷壓定型后頂出脫模，制得具有調(diào)溫功能的聚合木復(fù)合板材。
該相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材的相變效果與普通聚合木板材進(jìn)行了對(duì)比，見圖2、圖3所示。
結(jié)果相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材由于內(nèi)含相變材料，在相變溫度附近發(fā)生相變吸收或釋放大量熱量，從而延緩了板材表面的升溫速率，表現(xiàn)在曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)和恒溫過程。
以上描述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)在此公開的方案可進(jìn)行并不偏離本發(fā)明范疇和精神的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.制備相變儲(chǔ)熱聚合木板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，制品由下列工藝步驟完成A、原料的混合塑煉將40-70％的木質(zhì)纖維類材料、30-60％的聚合物材料、0.5-3％潤(rùn)滑劑、4-8％相容劑、0.1-0.5％交聯(lián)劑、0.5-1％分散劑、0.1-0.5％抗氧劑的原料，在100-150℃條件下高速混合塑煉20-50分鐘，作為中間材料；B、成型將50-80％中間材料與20-50％的微膠囊相變材料高速混合3-15分鐘，然后將此物料加入到專門研制的模壓設(shè)備進(jìn)行成型，在130-200℃、5-15Mpa熱壓壓力的條件下，根據(jù)板材厚度確定熱壓時(shí)間15-60分鐘，冷壓定型后頂出脫模，制得具有調(diào)溫功能的聚合木復(fù)合板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備相變儲(chǔ)熱聚合木建筑板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，專門研制的模壓設(shè)備為多層多工位結(jié)構(gòu)，可規(guī)模化生產(chǎn)板材產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備相變儲(chǔ)熱聚合木建筑板材的生產(chǎn)方法，其特征在于，為避免在生產(chǎn)過程中相變材料發(fā)生固液變換時(shí)融化泄露，相變儲(chǔ)能材料采用微膠囊化封裝處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備相變儲(chǔ)熱調(diào)溫聚合木板材的生產(chǎn)方法。是一種將微膠囊包封處理的相變材料和木質(zhì)纖維類材料如木材纖維、植物纖維等及熱塑性聚合物材料等充分混合塑煉，經(jīng)專門研制的模壓設(shè)備可規(guī)?；尚统鱿嘧儍?chǔ)熱聚合木板材，產(chǎn)品寬度可達(dá)1220mm，厚度為6－50mm，調(diào)溫相變點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)16－26℃。這樣制成的復(fù)合材料，可用于建筑內(nèi)墻體裝飾板、吊頂板和地板及其它相關(guān)產(chǎn)品對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)能調(diào)溫的功能，達(dá)到建筑節(jié)能降耗的目的。新型板材實(shí)現(xiàn)了“零甲醛”，不怕水浸泡、抗磨抗腐蝕，抗老化，質(zhì)感更貼近天然材料?？梢韵笕魏文静囊粯舆M(jìn)行鋸、切、鉆等加工，具有良好的機(jī)械性能，同時(shí)其表面還可以進(jìn)行轉(zhuǎn)印、油漆、印刷、貼面、耐磨等美觀和功能性處理。
文檔編號(hào)B29D7/01GK101085550SQ20061008376
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者薛平, 孫國(guó)林, 韓晉民, 丁筠, 張苗 申請(qǐng)人:北京巨龍博方科學(xué)技術(shù)研究院