[發明專利]一種阻燃型聚烯烴基木塑復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110215654.2
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102321374A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 宋永明;王清文;楊偉軍;王偉宏;隋淑娟
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/00;C08L23/06;C08L23/12;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/38;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種木塑復合材料及其制備方法。

背景技術

木塑復合材料是將木質纖維材料如木材、稻殼、竹屑、麻類、秸稈、堅果硬殼等以粉狀、纖維狀或刨花等形態作為增強物或填料加入到熱塑性塑料中經過熔融復合得到的一類新型復合材料。與傳統的木質材料相比，它具有不怕蟲蛀、耐水、耐腐蝕、不易開裂和不易吸濕變形等優點，可廣泛應用于門窗、地板、天棚及各種建筑和裝修領域，同時又可以作為船舶和汽車的內襯材料。此外，聚烯烴基木塑復合材料還能重復使用和回收再利用，環境友好，維護費用低。

但作為主要由可燃的木質纖維材料和高燃燒熱值的塑料構成的木塑復合材料具有較大火災危險性，尤其是應用在公共場所或室內等領域時，必須要進行阻燃處理。目前所制備的阻燃型木塑復合材料存在阻燃劑用量大、熱釋放速率高、產煙量大、阻燃處理成本偏高、易生成CO有害氣體的缺點。

發明內容

本發明是要解決現有阻燃木塑復合材料燃燒時熱釋放速率高、產煙量大、易生成CO有害氣體的問題，提供一種阻燃型聚烯烴基木塑復合材料及其制備方法。

本發明阻燃型聚烯烴基木塑復合材料按重量份數比由30～70份的木質纖維材料、2～8份的偶聯劑、0.5～4份的潤滑劑、20～50份的塑料、0.01～1份的抗氧劑、8～30份的納米無機阻燃劑和0～5份的礦物質填料制成；其中木質纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣中的一種或幾種的混合物；偶聯劑為硅烷類偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、馬來酸酐、馬來酸酐接枝改性聚乙烯、馬來酸酐接枝改性聚丙烯、異氰酸酯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或幾種的混合物；塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076、抗氧劑1035中的一種或幾種的混合物；納米無機阻燃劑為納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、納米有機蒙脫土、納米硼酸鋅中的一種或幾種的混合物；礦物質填料為碳酸鈣粉、硅酸鈣、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一種或幾種的混合物。

上述阻燃型聚烯烴基木塑復合材料的制備方法，按以下步驟進行：一、按重量份數比稱取30～70份的木質纖維材料、2～8份的偶聯劑、0.5～4份的潤滑劑、20～50份的塑料、0.01～1份的抗氧劑、8～30份的納米無機阻燃劑和0～5份的礦物質填料；二、將稱取的木質纖維材料、偶聯劑和潤滑劑放入高速混合機中，在溫度為40～120℃下熱混3～10分鐘，得熱混料；三、將步驟二得到的熱混料放入冷混機中進行冷混，待溫度降至40～60℃，將稱取的塑料、抗氧劑、納米無機阻燃劑和礦物質填料投入到冷混機中再混合5～20分鐘，得混合好的物料；四、將步驟三得到的混合好的物料投入到機筒溫度為140～190℃、口模溫度為160～190℃、螺桿轉速為30～100r/min的雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，然后采用擠出、注射、熱壓或模壓成型，即制得阻燃型聚烯烴基木塑復合材料；其中步驟一中木質纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣中的一種或幾種的混合物；偶聯劑為硅烷類偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、馬來酸酐、馬來酸酐接枝改性聚乙烯、馬來酸酐接枝改性聚丙烯、異氰酸酯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或幾種的混合物；塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1076、抗氧劑1035中的一種或幾種的混合物；納米無機阻燃劑為納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、納米有機蒙脫土、納米硼酸鋅中的一種或幾種的混合物；礦物質填料為碳酸鈣粉、硅酸鈣、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一種或幾種的混合物。

本發明采用納米無機阻燃劑制備的阻燃型聚烯烴基木塑復合材料，具有優異的抑煙性能、良好的阻燃性和力學性能。阻燃型聚烯烴基木塑復合材料兼具木材和熱塑性塑料的優良性能，可鋸、可刨、可釘，加工性能好，易于安裝，耐腐蝕、耐潮、防滑、尺寸穩定性好，應用范圍廣，同時木質感強、外觀視覺較好、成型性能好。

本發明所采用的原料均為綠色環保材料，所得制品不會對環境及人體造成損害，是一種環保阻燃型木塑復合材料。

本發明所采用的納米無機阻燃劑的添加量為原料總質量的15％時，與未添加阻燃劑的木塑復合材料相比，燃燒時的熱釋放速率下降了46％，煙釋放總量降低了38％；成炭率提高了近一倍；點燃時間延長了將近一倍。