Состав WPC: руководство по соотношению древесного порошка

Рецептура древесно-пластикового композита (ДПК) представляет собой тонкий баланс между полимером, древесным волокном, добавками и стоимостью. Правильное соотношение древесного порошка имеет решающее значение для достижения механической прочности, влагостойкости и технологичности. изделия из ДПК необходимость.

Независимо от того, производите ли вы двери ДПК, настил, стеновые панели, или облицовка, это руководство поможет вам оптимизировать формулировку.

1. Полимерная матрица: ПВХ против ПЭ/ПП

В изделиях из ДПК в качестве полимерной матрицы используется ПВХ или ПЭ/ПП. Выбор зависит от применения:

Недвижимость	ДПК на основе ПВХ	ДПК на основе ПЭ/ПП
Лучшее для	Внутренние (двери, стеновые панели)	На открытом воздухе (настил, ограждение)
Содержание древесины	30-50%	50-60%
устойчивость к ультрафиолетовому излучению	Умеренный (требуются добавки)	Плохо (нужно больше УФ-стабилизаторов)
Влагостойкость	Хороший	Отлично
Температура обработки	160-190°C	170-200°C
Тип экструдера	Конический двухшнековый	Параллельный двухвинтовой

2. Древесный порошок: ключевая переменная

Породы древесины

Порода древесины влияет как на обработку, так и на свойства конечного продукта:

• Сосна: Самый распространенный, хороший баланс длины волокна и доступности.
• Тополь: Более светлый цвет, меньшая плотность, подходит для ДПК на основе ПВХ.
• Эвкалипт: Твердая древесина, более высокая плотность, лучшие механические свойства
• Бамбук: Отличная прочность, все более популярная среди ДПК премиум-класса.

Размер частиц (сетка)

Размер частиц древесного порошка существенно влияет на качество ДПК:

• Сетка 60-80 (180-250 мкм): Более низкая стоимость, более шероховатая поверхность, подходит для конструкционных изделий.
• Сетка 100-120 (120-150 мкм): Хороший баланс цены и качества, наиболее часто используемый.
• Сетка 150-200 (75-100 мкм): Превосходное качество поверхности, более высокая стоимость, лучше всего подходит для видимых поверхностей.

Для большинства применений ДПК древесный порошок размером 100-120 обеспечивает наилучший баланс стоимости, качества поверхности и механических свойств. Всегда используйте просеянный и обеспыленный порошок.

Содержание влаги

Влага – враг обработки ДПК. Древесный порошок естественным образом содержит 8-15% влаги, которую перед экструзией необходимо снизить до уровня ниже 2%:

• Сушка на воздухе: снижается до 8-10% (недостаточно).
• Сушка горячим воздухом (80-100°C): снижается до 3-5%.
• Компаундирование/гранулирование: Лучший метод — предварительно высушить древесный порошок, смешать с полимером, а затем гранулировать. Пеллеты имеют влажность <1% и их можно хранить.

Критический: Если вы используете процесс прямой экструзии (порошок → экструдер → продукт), вы ДОЛЖНЫ предварительно высушить древесный порошок до влажности <2%. Излишняя влага вызывает пенообразование, дефекты поверхности и снижение механической прочности.

3. Оптимальные соотношения древесного порошка

Соотношение древесины и полимера является наиболее важным решением в рецептуре. Более высокое содержание древесины снижает стоимость, но снижает прочность и технологичность:

Содержание древесины	Содержание полимера	Лучшее для	Свойства
30-40%	60-70%	Двери ПВХ ДПК, стеновые панели	Высокая прочность, хорошая технологичность, качество премиум-класса.
40-50%	50-60%	Пенопласт ПВХ ДПК, напольное покрытие	Сбалансированная стоимость и производительность
50-60%	40-50%	ПЭ/ПП ДПК настил, ограждение	Низкая стоимость, хорошая долговечность на открытом воздухе
60-70%	30-40%	Недорогая продукция из ДПК	Самая низкая стоимость, уменьшенная прочность, труднее обрабатывать

4. Связующие агенты: необходимы для прочности

Древесное волокно и полимер по своей сути несовместимы — без связующих веществ связь между ними слабая. Связующие агенты улучшают межфазную адгезию, что приводит к:

• Улучшение прочности на растяжение до 50%
• Улучшение ударной вязкости до 100%
• Лучшая влагостойкость
• Улучшенное качество поверхности

Распространенные связующие агенты:

• MAPP (ПП с привитым малеиновым ангидридом): Для ДПК на основе ПЭ/ПП. Дозировка: 2-5%
• MAPE (ПЭ с привитым малеиновым ангидридом): Для ДПК на основе ПЭ. Дозировка: 2-5%
• Силановые связующие: Для ДПК на основе ПВХ. Дозировка: 0.5-2%

5. Пример рецептуры: Дверь из ДПК на основе ПВХ

Компонент	Дозировка (phr)	Функция
ПВХ-смола (SG-5)	100	Базовый полимер
Древесный порошок (120 меш, <2% влажность)	80	Древесное волокно (≈44% всего)
Са-цинковый стабилизатор	4	Термическая стабильность
Помощь в обработке ACR	3	Плавление и прочность расплава
Модификатор воздействия CPE	8	Ударопрочность
Силановый связующий агент	1.5	Древесно-полимерная адгезия
Внутренняя смазка	1	Течение расплава
Внешняя смазка (полиэтиленовый воск)	1.5	Релиз (выше для WPC)
CaCO3 (с покрытием)	15	Наполнитель
Пигмент	По мере необходимости	Цвет

6. Распространенные проблемы с формулировкой WPC

• Хрупкость: Слишком высокое содержание древесины, недостаточное количество связующего или слишком крупный древесный порошок.
• Плохое качество поверхности: Древесный порошок слишком крупный, недостаточно смазки или влага в смеси.
• Пена/пузырьки: Избыточная влага в древесном порошке — предварительная сушка до <2%
• Низкая мощность/перегрузка двигателя: Содержание древесины слишком велико для мощности экструдера или недостаточно смазки.
• Выцветание/пожелтение: Недостаточный УФ-стабилизатор или слишком высокая температура обработки.

Заключение

Рецептура ДПК требует тщательного баланса содержания древесины, типа полимера, связующих веществ и параметров обработки. Начните с проверенной рецептуры, подобной приведенной выше, а затем скорректируйте ее в зависимости от конкретных требований к вашему продукту и доступности сырья.

Дополнительные технические сведения о WPC можно найти в наших статьях на выбор экструдера для ДПК и Обработка поверхности ДПК. Или изучите наш полный ассортимент Экструзионные машины ДПК.