在建筑門窗業(yè)內，塑料異型材和木材的使用一直處在激烈的競爭之中依沮。當優(yōu)質木制產品越來越受到人們青睞枪狂，原木產品在都市越來越流行的時候，森林消失的速度也越來越快辜限。塑料異型材行業(yè)的發(fā)展，在很大程度上取代了木制門窗薄嫡，卻又帶來一些無法回避的缺憾，如塑料型材的質感和顏色等吩坝。在塑料型材的研究和應用領域涉足較早的歐洲國家径以，又率先推出將木材纖維和塑料結合起來制成的復合型材，并已經(jīng)在諸多方面成功地實現(xiàn)了應用柄豹。

　　近年來应康，新加坡一家公司已成功地將木材纖維填充量提高50％，而所制造的門窗強度也能滿足有關標準要求坝贿。從環(huán)保角度、木材資源綜合利用角度啰价、門窗型材的多彩化角度來看猿文，有理由相信，用木塑復合材料制造門窗用型材是一個具有強大優(yōu)勢的新型應用方向窖维。

　　1 木塑復合材料的物料性能

　　1.1 木塑復合原料

　　木粉由軟質木材除去樹皮妙痹、樹節(jié)后經(jīng)機械粉碎、研磨而得琳轿。主要是使用木制品加工行業(yè)生產中的邊角余斜和木屑耿芹。其顏色根據(jù)樹種配比不同而不同，有白色、淡褐色至褐色等不同品種迹炼。按粒度一般分為4個等級15－30目颠毙、30－50目、50－80目和80目以上芳窟。木粉制備后，將樹脂肄朵、木粉和其它助劑按一定的體系和配比混合經(jīng)塑煉和造粒即可獲得木塑復合粒料病囱。

　　顆粒料根據(jù)不同的型材發(fā)泡要求配置了發(fā)泡及調節(jié)體系。

　　顆粒料根據(jù)不同的顏色要求继蚪，結合木粉添加量配置了顏料調節(jié)體系。

　　造粒的成品原料根據(jù)木粉的填充量分成三個等級：Ⅰ級含木粉30％（質量組分）明青，Ⅱ級40％挑乓，Ⅲ級50％。

　　1.2 木塑復合擠出制品

　　和木材比較：木塑復合材料經(jīng)擠出工藝的制成品的外觀和質感酷似木材抵知，并具有和木材一樣的加工性能、施工性能刷喜。制品密度在600－1000kg/m3之間立砸，根據(jù)木纖維填充量的多少和發(fā)泡率的高低有所不同，一般在600－800kg/m3左右浊闪，和木材相當接近。含水量約為2％搁宾，而木材的含水量在12％－13％之間，與原木相比木塑復合型材具有更好的抗水妥抬、抗腐蝕等功能。此外蔓摇，還不存在木材自然的缺陷，如龜裂铅夷、翹曲、疤結场暮、明顯色差等忱徙。

　　除機械的、理化的損傷外缭慈，木制門窗還有一個致合的弱點，那就是蟲害的損傷浅妆，如白蟻障癌、蠹蟲等害蟲的侵害。而木塑復合型材含有多種化學制劑涛浙，可以抵御蟲害。

　　此外晾捏，擠出制品斷面設計靈活哀托，可以設計裝飾性強的裝飾結構和各種功能結構劳秋。而木制品的功能結構和裝飾結構往往受加工方法的限制。

　　和普通塑料型材比較：木塑復合材料具有普通塑料型材的絕大部分優(yōu)點玻淑，如阻燃、抗老化等吆律，同時又具有普通塑料型材不能替代的其它優(yōu)點，如色澤妈务、質感重量輕等品質性能，可釘沃铣、可鉆构胰、可鋸、可刨莱衍、可上油漆、可粘接等加工性能痛倚。

　　木塑復合材料的擠出制品焊接性能較差澜躺，基本上不適宜焊接，因此掘鄙，門窗組裝要采用螺接形式。一方面操漠，可以在現(xiàn)場行施工，給門窗的運輸和安裝帶來很多方便撞秋。

　　表1所示數(shù)據(jù)為新加坡工業(yè)鑒定局根據(jù)英國標準規(guī)定的方法對木塑復合型材進行測試的報告摘錄嚣鄙。

　　表1 木塑復合型材有關項目測試數(shù)據(jù)

　　密 度 BS EN232：1993 669.4kg/m3

　　含水率 BS EN322：1993 2%

　　吸水率 BS 5669：1979 2.38%

　　彎曲強度 BS EN310：1993 28.9N/mm2

　　抗壓強度 BS EN789：1995 12.17N/mm2

　　拉抗強度 BS EN205：1991 850N/mm2

　　拔釘?shù)挚?BS 6948：1989 48.36N

　　1.3 擠出加工性能

　　由于木粉的加入幔时，熔融物料的流動性能較UPVC材料大大降低，從Ⅰ級到Ⅲ級另款，流動逐漸變低石沸。因此庵动，擠出模具的壓縮角和擴張角都不宜太大，防止滯料區(qū)的產生與存在定桃。

　　木塑復合材料在擠出加工過程中對溫度的變化相當敏感伸义，要求料筒、模頭各區(qū)的溫度有非常嚴格的控制：一方面各區(qū)溫度要適合發(fā)泡挥萌，另一方面溫度的設置除考慮塑料降解外，還應該考慮木粉的炭化引瀑。因此對擠出設備榨馁、模具、工藝條件要求也相對苛刻翼虫。

　　2 制品結構及工藝特點

　　由于木粉的填入，強度值有一定的下降掸宛。因此招拙，對不同的使用場合，型材壁厚應有不同的設計别凤。用作室內裝飾材料的，如護墻板跨基、墻角線、踢腳線等截剩，可考慮壁厚較薄界赦，一般壁厚在3－5mm(圖1)，而用于門窗的型材焰箩，則應設計較大壁厚，通常在5－7mm影晋。

　　2.2 通常是低發(fā)泡制品

　　根據(jù)使用場合和功能要求的不同，木塑復合型材的發(fā)泡率有高有低檬寂，裝飾型材一般采用相對較高的發(fā)泡率（600kg/m3左右）戳表，用作門窗構件的型材則采用較小的發(fā)泡率（800kg/g3左右 ）。結皮厚度則可以根據(jù)要求通過工藝在一定范圍內進行調整匾旭。

　　2.3 過渡圓角大

　　普通型材圓角半徑可小至0.3－0.5，少數(shù)特殊要求“尖角”的地方還可以做到R0.2以下女蜈。但木塑復合材料型材的圓角達不到此種要求色瘩，一般在R1以上，否則不利于成型居兆。

　　2.4 內筋的設置不同

　　普通PVC型材斷面設計中，內筋設置是為了加強或用來分隔功能腔室胜玖，分隔功能腔的內筋往往很長。對于木塑復合型材竿疫，則應盡量避免長的內筋味羡。在不影響使用功能的情況下，盡可能使用開放結構院蜘。

　　3 模具設計要點

　　基于上述物料性和制品特點分析，結合我公司對該類模具的開發(fā)試制的成功經(jīng)驗妄温，木塑復合異型材模具設計的要點如下：

　　基于木塑復合物料對溫度敏感性，模具應采用較大的結構尺寸瓷莽，以增加熱容量，使整個擠出機頭的溫度穩(wěn)定性得以加強溃卡。

　　機頭擠出方向的尺寸盡量取小，縮短物料在機頭中經(jīng)過的時間漩仙，結合發(fā)泡的要求選較小的穩(wěn)定段長度犹赖，一般為口模間隙的10－15倍。

　　取較大的壓縮比以增加模具壓力冷尉。保證有足夠的熔體強度，以利于發(fā)泡雀哨。一般情況下，木塑復合發(fā)泡型材壓縮在6－10膊夹。

　　盡量不要使用阻流塊等結構來調整流道截面上各處的流量然那，各個局部流量的平衡要依靠流道尺寸變化來調節(jié)。

　　在結構強度足夠的情況下涝沈，盡量減少支架筋的數(shù)量。同時應該設計足夠長度的匯料段尼布，使物料在壓縮之前充分融合。

　　盡量不要采用內流道朦舟。對長內筋非采用獨立供料不可時稻便，要考慮獨立流道有足夠大的截面積。獨立供料流道的壓縮比應比主流道的壓縮比小，約為87％惜姐。

　　由于壁厚較大消返、導熱系數(shù)小耘拇，型材內部熱量不容易傳出，因此惫叛，冷卻定型部分應考慮加熱交換速度，并增加有效冷卻時間嘉涌。根據(jù)經(jīng)驗，壁厚6mm左右的型材扔役，除干式定型外，需要6m長的水浸式冷卻亿胸，才能冷卻充分酱晾。

　　4 結束語

　　木塑復合型材的斷面設計、工藝設計赠飞、模具設計有許多不同于PVC低發(fā)泡型材的特點。由于木塑復合型材有著與塑料型材和木材不可比擬的優(yōu)勢今攀，是具有廣泛前景的應用方向粟朵。

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