作者:刘志国 吴从喜
木塑复合型材是以特别制备的木屑作为主要填充料、表面结皮、芯层发泡的一种低发泡异型材产品。其密度低,一般600-800kg/m3,相当硬质PVC型材的一半。具有极低的热传导性和良好的隔热、隔音效果;既具有木材的很多优点,如:能刨、能锯、能钻、能钉、粘合性能好等等。还具有木材不具备的一些优点,如:受潮不会腐烂,不变形,防虫蛀,防白蚁,防火性能好,离火能自熄,抗化学腐蚀性强等。产品表面光滑致密, 一般不用上漆,但有很好的着漆性能,用户可以按自己的爱好来改变其颜色。如果在配方中加入色母料,挤出的型材产品表面和断面上出现的木纹,如若天然,非常漂亮。
木塑复合型材还可以根据产品使用的需要,在设计配方时加以调整,以达到各种不同的要求。通常生产厂家为不同性能要求的产品提供不同等级的塑料原料,木塑复合原料的等级划分如表1、图1、图2是比较典型的两种型材截面。

木塑复合型材基本物性
以湖北黄石高新宏源塑胶模具有限公司开发的模具生产的木塑复合型材,其性能检验结果如表2。

注:以上检验报告是采用美国材料实验协会(ASTM)和英国标准(BS)规定的测验方法,由新加坡工业鉴定局鉴定。
木塑复合型材模具结构
木塑复合型材模具和硬质PVC挤出的低发泡模具相比,有着自己的特点。由于它的表层必需形成硬皮,所以它属于发泡类型中的可控制发泡(又称结皮发泡或Celuca发泡)。熔体一离开口模,发泡熔体表面受到强烈的冷却,材料的表面形成硬皮,截面不再增大,发泡只在芯部进行。在开发研制过程中,我们根据木塑材料特性和不同的断面结构,设计出开放型材模具和封闭型模具的结构。如图3、4(以图1的地板和图2的90框为例):

木塑复合型材及其挤出工艺的特点
(1)流动性差。由于木屑的填充量一般为30%~50%(质量百分比),所以流动性差。流动性差,在模具的机头部分就不宜采用尖角,应尽可能采用圆角。在机头部分,型腔必须光滑无死角。机头上物料分隔面积也不宜过小。分隔过小,物料在机头上流动就不顺畅。在这种模具机头上,异型材模具广泛采用的细化料流的方法,必须采取谨慎的态度。
(2)壁厚较厚。由于木屑的填充量大,为了保证型材产品的强度,型材的产品的壁厚较厚,一般取3.0~6.0mm。壁厚,吸收的热量多,就要求定型模给予型材充分的热交换;由于壁厚,负压真空对型材的吸附作用,在定型模后段表现不明显。
(3)压缩比不宜过大。木屑填充量大、由于物料的流动性差,物料的热严重。压缩比过大,物料由于内热作用易分解、易炭化。实验证明:主机的压缩比应在3~5范围以内。
(4)由于型材壁较厚,木屑的填充量大,所以内筋一般也较厚,一般2.5mm~3.5mm。因此在冷却过程中,收缩表现明显,对产品的外形影响较大,而且收缩量与内筋的厚度,长度,牵引速度,都有关系,很难控制,所以,在产品的设计上应尽可能的减少内筋甚至避免内筋。
(5)产品冷却过程中收缩明显。物料出机头后,进入定型模,遇冷收缩明显。定型冷却段,每段之间的尺寸关系需处理好,以免产生堵模或者影响牵引速度,影响生产率。
(6)木塑的温度敏感性强。发泡制品对温度要求一般比较高,机头部分的温度对发泡制品的发泡量影响很大,对制品的颜色也影响很大。不同的机组应摸索出合适的温度,以免一个系列的产品,颜色不一致,不能配套。我们一般使用的温度如表3所示。
冷却水的温度对型材的牵引速度有很大的影响,制品的热量大,冷却水的进口温度应保证五摄氏度以下为宜。
(7)单纯的开放型材,如:地板、踢脚线、装饰线条等等,发泡量容易控制,整体发泡容易平衡,单纯的腔室的型材的发泡量容易控制,整体发泡也容易平衡,但是,如果一种型材既包含有开放部分又包含腔室部分,将二者的发泡程度调成一致,则是有一定困难。
(8)利用率高。木材的综合利用率比较低,在我国大约为30%左右,而木塑复合型材的利用率可以高达80%~90%,利用非常充分。
(9)装配,运输简单。这种型材组装比较简单。无需专用的焊接设备,用专用的连接五金件连接即可,也可以在工地现场安装,非常方便。它的弹性比原木好,可运用在弧度高的装潢项目上。由于不必焊接,所以运输时,一般是线材,也很方便。
虽然木塑复合型材在国内尚处起步阶段,但已展示出广阔的市场前景。木塑低发泡板可用于门板、交通标志牌、隔板、车船的内装饰、地板等等。木塑复合型材除了可以制做门、窗,还可以组装成家具。这种家具,不用时可以拆散,不占空间,使用时用五金件组装成家具,很适合现代人的需要。国内自主开发的推拉系列、平开系列、装饰型材系列,也将很快进入市场。随后,家具用的木塑复合型材将逐步开发出来。
有理由相信,木塑复合型材会形成一个比较红火的产业,成为异型材行业的又一支新秀。

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