Технология производства ДПК

Оборудование для производства древесно-полимерного композита

Применение продукции древесно-полимерного композита

Материалы с древесным наполнителем в последние годы заняли значительную часть рынка США. В Европе этот продукт также получает все более широкое распространение. Жидкое дерево представляет собой древесно-полимерный композит на термопластичном связующем, пригодный для промышленной переработки. Это означают возможность создавать методом выдавливания из смеси измельченной древесины и пластика любые профили. При этом новый материал сочетает лучшие свойства дерева и пластмассы.

Технология производства погонажа из древесно-полимерного композита (ДПК)

Процесс производства строится по следующей схеме:

измельчение древесины
сушка измельченной древесины (при необходимости)
дозирование компонентов
смешивание компонентов
прессование изделия
торцовка по длине и деление по ширине (при необходимости)

Измельчение

Это довольно сложный процесс, конечным продуктом которого являются древесные частицы размером 0,7…1,5 мм. Деревоматериалы дробятся на ножевых и молотковых дробилках. Затем материал просеивается и фракционируется. На этом этапе закладывается качество продукта, а также его назначение: более тонкие фракции используются для профилей без дополнительной отделки поверхности, средние – под отделку пленками, шпоном или окраску, а грубые – для технических профилей. Следует учитывать, что качество исходного материала напрямую отражается на качестве конечного продукта. Исходным материалом могут быть:

комбинированные гранулы со связующим и аддитивами
топливные гранулы (пеллеты)
отходы деревообработки

Только в первом случае можно пропустить этап измельчения, т.к. необходимые характеристики выдержаны в закупаемом сырье, и особое внимание следует уделить деревоотходам – эксклюзивный товар нельзя сделать из мусора.

Сушка

Требуется только при влажности сырья более 15%.

Дозирование и смешивание компонентов. Жидкое дерево - инновационный продукт, состоящий из трех основных компонентов:

частиц измельченной древесины,
синтетических или органических термопластичных полимеров или их смеси,
комплекса специальных химических добавок (аддитивов).

Соотношение наполнителя и связующих может широко варьироваться, в зависимости от назначения продукта:

70%...80% - наполнитель - дерево
28%...0% - наполнитель - кукуруза (рис, соя, бамбук, сахарный тростник)
2%...20% - синтетические связующие – полиэтилен, полипропилен, ПВХ

Наиболее интересным для российского рынка представляется состав из 80% древесины и 20% полипропилена.

Для получения заданных свойств материала, в его состав вводят различные добавки-модификаторы: антиокислители, антимикробные средства, поверхностно-активные вещества, противоударные модификаторы, смазочные материалы, температурные стабилизаторы, огнезащитные средства, светостабилизаторы и вспенивающие агенты.

Наиболее интересно создание объемноокрашенных профилей, не теряющих свой внешний вид со временем, например, половых покрытий.

Отметим, что "жидкое дерево" пригодно к повторному использованию в тех же процессах. Материал не теряет своих свойств в течение 3-4 циклов переработки.

Прессование и форматирование

Экструзионная линия производства ДПК Высоконаполненные материалы (объем наполнителя > 50%) требуют специально разработанной оснастки. Формующая головка должна обеспечивать высокое качество профиля. Для технологии экструзии "жидкое дерево" была разработана головка такой конструкции, которая ориентирует древесные волокна вдоль направления экструзии, что способствует увеличению механических свойств профиля.
Для продавливания профилей из жидкого дерева необходимы экструдеры, развивающие высокие давления на выходе. Для этой цели идеально подходят двухшнековые машины. Производительность установок - до 600…900 кг/ч в зависимости от мощности. Двушнековые машины могут перерабатывать как гранулированное сырье, размельчение которого производиться непосредственно в экструдере, так и порошкообразные смеси.

После добавления небольших количеств пигмента, смазочных материалов и пластификатора, сухая смесь расплавляется в экструдере и выдавливается. После этого автоматическая пила отрезает профиль по заданному размеру.

Оборудование весьма компактно, и для его размещения нужны небольшие площади. Линия в целом является автоматической. Такое предприятие может быть эффективным даже при небольшой мощности, при исключительно высокой производительности труда.

Характеристики

Профили получаются идеально ровными, гладкими, с матовой однородной поверхностью без сучков, заусенцев, искривлений по длине, При экструзии в состав компаунда вводят гидрофобные добавки, благодаря которым профили не боятся сырости. В США весьма популярны такие профили для изготовления настилов причалов и пирсов, где традиционное дерево нужно менять каждые 5 лет. При введении в состав компаунда антипиренов и антисептиков получают профиль, защищенный от огня и гниения на всю глубину профиля.
Многие композиции обладают исключительной стойкостью к атмосферному и биологическому воздействию. На изделия из "жидкого дерева" предоставляется гарантия до 50 лет эксплуатации на улице, без специальной защиты от воздействия влаги, света, грибков и насекомых. Жидкое дерево может принимать в себя небольшое количество (0,1 - 4%) влаги, не теряя при этом формы и прочности, и восстанавливать прежние свойства при высыхании без коробления.

Применение

Направления применения "жидкого дерева":

Архитектурные элементы интерьера - половая доска, вагонка, наружняя обшивка, плинтусы, профили дверной коробки, наличники, наполнитель для дверей
Мебель
Технические профили – кабельные коробки, фиксаторы, автомобильные части, в т.ч. декоративные

Современные экструдеры позволяют изготавливать изделия различных размеров - от мелких декоративных профилей до изделий шириной 800 мм, например, крышек столов. При использовании щелевой фильеры можно экструдировать мебельные листы шириной до трех метров различной толщины. Разработаны и испытаны многокамерные оконные профили.

Одна из важных особенностей - возможность экструзии пустотных профилей, уменьшающая удельный вес профиля и снижающая материалоемкость. Внутри пустот можно прокладывать провода. Если предусматривать специальные конструктивные элементы, то профили можно монтировать без гвоздей и шурупов - простым защелкиванием. Разобрать такие профили тоже легко - не ломая их и сохраняя для дальнейшего использования.

Профили из "жидкого дерева" можно декорировать всеми известными способами: фанеровать шпоном, ламинировать пленками и листовыми пластиками, красить любыми красками и лаками. Добавляя пигменты непосредственно в композицию, можно получать уникальные декоративные эффекты.
Обрабатываются они теми же инструментами, что и древесина. Легко пилятся, строгаются, сверлятся и т.п. Хорошо удерживают гвозди, скобы, шурупы, многие поддаются склеиванию обычными клеями для дерева. Некоторые композиты можно сваривать, подобно пластмассе. Возможно их гнутье в подогретом виде.

Экологичность

В отличие от широко представленных на нашем рынке профилей и панелей, "жидкое дерево" не содержат никаких фенолформальдегидных смол или соединений хлора. Их связующее - полипропилен - абсолютно экологически безопасен.

В самом производственном процессе также реализованы передовые идеи и оно экологично – отсутствует пыль, вредные выбросы, весь процесс автоматизирован. Экструдированные профили могут производиться практически без отходов, т.к. "жидкое дерево" пригодно для повторного использования.