一种基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材

本发明涉及木塑复合材料领域，尤其为一种基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材料制造工艺，以及运用该工艺制造的制品。背景技术：1、随着对生态环境和可持续发展的重视，人们对绿色低碳材料的需求不断增加，木塑复合材料等生态属性优良的材料获得重视，因其具备良好的防腐、防潮、防虫等性能，在建筑制造业、园林景观业、建筑装饰业、家具制造业中得到越来越广泛的应用。竹材是典型的绿色低碳材料，且性能优越。但竹材作为生物质材料其含有木质素、纤维素、半纤维素等成分，而以这三大主要成分组成的细胞壁正是腐朽菌的主要营养来源。加之竹材是亲水性材料，材料中大量的空隙（薄壁细胞腔、筛管和导管）是水分、空气的通道。因而在储存、运输和使用过程中，遇到潮湿环境极容易产生霉变、变色、虫蛀和腐朽，其防霉、防腐、防蛀能力不足，更是为竹材的使用带来困扰。近年来，一些研究人员通过改变竹材的化学组成或表面处理等方法，提高了竹材的防护性能和抗菌性能。例如《一种重组竹的制备方法》（cn115488990a）报道了一种通过物理处理和材料改性来提高竹材抗腐蚀性能的方法，显示了改性竹材在防腐方面的应用潜力。2、近年木材的消耗极剧增大，而木材的生长周期较长，从而使得全球木材资源逐渐匮乏，但市场需求量依旧大，出现供不应求的现象。同时，废旧塑料造成的环境污染已经成为人们关注的问题，但同时废旧塑料也是一种利用难度较高的潜在资源，如何对其进行有效回收利用已经成为了一个重要的课题。利用再生塑料和废弃木材来制备木塑复合材料，不仅能有效地回收利用废弃资源，还能解决木材资源短缺的问题。3、木塑复合材料的原料来源可以是专用的木材及塑料，也可以是工厂所剩的废弃木料及难以被降解的废弃塑料，其是一种“变废为宝”的绿色材料的同时也集木材和塑料的双重特性于一身，然而当前也有部分工艺制备的木塑复合材料密度高、成本高，且在使用过程中可能会出现脆性大、韧性不足的问题，需要对木塑复合材料的制造技术进行改进。将轻质高强的竹材与性能优越且耐久性好的木塑复合材料结合势必能获得具有更优越性能的材料，但也不得不面对竹材与塑料在化学性质和物理结构上亲和力不足的特点，以及加工工艺不明确和难以实现的困难。且不论是集成竹还是木塑复合材料都是高密度、高成本的，如何能节省材料、降低成本以较合理的制造工艺制造出能够获得市场认可的竹基木塑复合材料产品，是当前面临的问题。技术实现思路1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的不足，提供一种基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材料制造工艺及其家具制品。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：2、一种基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材料制造工艺，具有如下步骤：s1、竹材加工步骤：以原竹制得竹竿和竹篾；s2、竹芯预处理步骤：对竹竿和竹篾进行精加工制得竹芯；s3、木塑复合材料原料制备步骤：制备热塑性木塑复合材料原料；s4、木塑复合材料热加工步骤：将木塑复合材料原料加工到115°c至145°c之间，获得木塑复合材料坯料；s5、竹坯料加工步骤：对竹篾进行编织后进行蒸煮处理，再定长定宽加工为竹坯料；s6、木塑复合材料坯料与竹坯料复合步骤：以木塑复合材料坯料与竹坯料结合，并控温加压使之塑形；s7、冷却定型步骤：降低温度制得成型的木塑复合材料。3、进一步，步骤s1的竹材加工步骤包括：取原竹去枝，对原竹外表面的竹节进行初步打磨获得竹竿备用；对竹竿进行纵向分解，以外力去除节间隔膜后获得竹片备用；对竹片进行纵向剖分并规格化处理获得竹篾，将竹篾中的竹青与竹黄分离，定长截断后分别储存备用；对竹材的加工剩余物进行粉碎，制成竹纤维备用。4、进一步，步骤s2的竹芯预处理步骤包括：对所述竹竿或竹片中的至少一种进行防腐、打磨、去青、抛光中的至少一项处理，并进行规格化处理制得竹芯备用。5、进一步，步骤s3的木塑复合材料原料制备步骤包括：取竹纤维、木纤维、麻纤维、秸秆纤维、稻壳纤维中的一种或几种进行干燥工艺处理，并以干燥处理后的材料与聚烯烃材料中的至少一种及抗氧剂、抗老化剂、抗紫外线剂、碳酸钙、润滑剂、颜料中一种或几种进行混料，经机械加工制得木塑复合材料原料。6、进一步，步骤s4的木塑复合材料热加工步骤包括：取木塑复合材料原料加入具有加热、加压功能的双螺杆挤出机，木塑复合材料原料经所述双螺杆挤出机的平行双螺杆转动和碾压搅拌实现物理和化学变化，制得温度在115°c至145°c之间的木塑复合材料坯料。7、进一步，步骤s5的竹坯料加工步骤包括：对经步骤s1制得的所述竹青和/或竹黄进行编织，获得竹织物部件，以竹织物部件与步骤s2制得的所述竹芯进行连接，制得竹坯料。8、进一步，步骤s6的木塑复合材料坯料与竹坯料复合步骤包括：取步骤s4制得的所述木塑复合材料坯料包裹经步骤s5制得的竹坯料的至少部分位置，并对所述竹坯料施加外力，使被木塑复合材料坯料包裹的所述竹坯料受热受压而发生可控的形变，并对产物进行固定。9、进一步，步骤s7的冷却定型步骤包括：以冷却装置对经步骤s5制得的产物进行冷却定型，并经机械加工和/或手工加工制得竹基木塑复合材料。10、进一步，在所述步骤s3中通过造粒机制得木塑复合材料粒料备用，在所述步骤s4中木塑复合材料粒料置于热压模具中进行预热和软化处理，制得温度在115°c至145°c之间的木塑复合材料坯料；在所述步骤s6中将所述木塑复合材料坯料置于竹编织物件的上下两侧，并以模具对其进行约束，控制模具内的温度在110°c至140°c之间，加压塑型使木塑复合材料坯料流动进入竹篾的缝隙和纤维之间；在所述步骤s7中对整个模具进行冷却，使竹编织物件与木塑复合材料坯料在模具内发生融合和可控的变形，实现木塑复合材料与竹编织物件的复合。11、进一步，步骤s4中将所述木塑复合材料原料放入预热至比木塑基体树脂熔点高20℃的红外加热烘箱中加热使其软化获得木塑复合材料坯料，所述木塑复合材料原料为木塑板材或木塑型材中的一种。12、进一步，步骤s7中所述冷却装置为流动空气冷却系统或冷却液体循环系统。13、进一步，步骤s7中所述冷却装置中具有液氮控温设备，通过注入一定量的液氮将装置中的温度降低到预定范围内，使制得的所述产物高效率冷却定型。14、进一步，步骤s7中所述冷却装置使用压缩空气对所述产物表面和/或内部吹透以使材料温度尽快降低，并使材料性质趋于稳定。15、进一步，在步骤s6的木塑复合材料坯料与竹坯料复合步骤中在所述竹坯料外附着一层热熔胶膜；所述竹篾的宽度为4mm至10mm之间，所述竹篾的厚度在0.8mm至1.2mm之间；所述竹坯料上具有若干小于1.5mm的编织孔隙。16、同时为实现本发明的上述目的，还提供如下技术方案：一种基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材料制品，使用以上任意一项技术方案所述的竹基木塑复合材料制造工艺，制得木塑复合材料的零部件，并对所述零部件进行连接或组装，制得竹基木塑复合材料制品。17、进一步，所述基于热塑性材料成型技术的竹基木塑复合材料制品由座面部件、靠背部件、腿足部件及连接件组装而成，所述座面部件和所述靠背部件均由所述木塑复合材料制得，所述靠背部件具有以所述竹竿经热弯工艺制得的一圈外轮廓边，所述座面部件与所述靠背部件相连，所述腿足部件与所述座面部件相连。18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：19、以利用木塑复合材料的防水防潮性能，对竹材进行隔离保护，同时采用具有良好柔韧性的竹材作为编织面的芯层，改善木塑复合材料的整体韧性。这种组合既能充分利用竹材的优点，也能发挥木塑复合材料的优势，达到优势互补的目的。20、本发明的竹基木塑复合型材具有良好的韧性，密度降低且成本降低，使用寿命变长，缓冲性能好，加热成型后仍具有良好的力学性能，弯曲造型实现性强，可设计性强。21、本发明针对现有木塑复合材料密度高、成本高，且在使用过程中可能会出现脆性大、韧性不足的问题，利用木塑复合材料热塑性特点及竹材受热可以发生形变的特点，通过结构设计和工艺革新改变竹材与木塑复合材料中聚烯烃成分在化学性质和物理结构上亲和力不足的缺陷，使木塑复合材料能够渗入竹材及竹篾编织材料的间隙中，并在一定的温度和压力下实现轻质高强的竹材与性能优越且耐久性好的热塑性木塑复合材料有效的结合，提供一种新的能够降低成本并提供优越性能的竹基木塑复合材料的制造工艺及产品。