[發(fā)明專利]一種阻燃抗靜電木塑復(fù)合材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104327530A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋永明;王清文;于富磊;徐鳳嬌;王海剛;耿玉龍;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/12;C08L51/06;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/04;C08K3/32;C08K3/26;C08K3/08;C08K3/34;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/02;B29
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種木塑復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

木塑復(fù)合材料是將一定比例的木質(zhì)纖維材料與熱塑性聚合物樹脂以及各種助劑經(jīng)熔融擠出、注塑或熱壓復(fù)合等加工工藝制備而成的一種新型環(huán)保復(fù)合材料。其兼具木材和塑料的雙重優(yōu)點，既有類似木材的木質(zhì)外觀又有熱塑性塑料的耐水、耐腐蝕和耐蟲蛀等優(yōu)點，而且它的尺寸穩(wěn)定性好于木材，硬度和模量又高于熱塑性塑料，生產(chǎn)工藝靈活，可進(jìn)行二次加工和回收再利用，具有突出的環(huán)保性和獨特的裝飾效果，同時有效緩解了木材資源緊張狀況、解決了塑料污染問題。目前，WPC制品已廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)裝飾材料、建筑裝修、貨運托盤、露天桌椅、包裝材料、枕木和室內(nèi)家具等領(lǐng)域。

隨著木塑復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的提高、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大及其自身突出的環(huán)保特性和獨特的裝飾效果，其在室內(nèi)領(lǐng)域(如門窗、地板、家具等)的應(yīng)用逐漸擴大。然而，由于木塑復(fù)合材料的主要原料之一的熱塑性塑料為良好的電絕緣體，與木質(zhì)纖維材料復(fù)合后仍屬于電的不良導(dǎo)體，在使用過程中容易積聚大量的靜電荷，造成吸塵、放電、擊穿等危險，甚至引起燃燒或爆炸，存在巨大的安全隱患。此外，木塑復(fù)合材料屬于易燃性材料，這在很大程度上限制了木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，因此在一些高附加值領(lǐng)域，如計算機室、智能大樓、高檔寫字樓、手術(shù)室、電子元件制作車間以及彈藥包裝箱等領(lǐng)域的應(yīng)用均受到了限制。因此，對其進(jìn)行阻燃和抗靜電處理十分必要。

目前，關(guān)于木塑復(fù)合材料的抗靜電研究報道較少，公開號為CN?102382399A的中國專利申請公開了一種防靜電聚氯乙烯基木塑復(fù)合材料及制備方法，采用碳黑和導(dǎo)電云母粉作為抗靜電劑，同時添加一定量的稀土穩(wěn)定劑，制得的木粉/聚氯乙烯復(fù)合材料具有防靜電功能和優(yōu)良的力學(xué)性能；公開號為CN?102627795A的中國專利申請公開了一種防霉防靜電塑木復(fù)合材料及其制備方法，所采用的塑料基體為聚乙烯，抗靜電劑為尼龍12類聚酰胺彈性體高分子防靜電劑，同時添加了一定量的防霉抗菌劑以獲得防霉抗靜電雙重效果。

現(xiàn)有抗靜電木塑復(fù)合材料盡管具有一定的抗靜電性能，但無法滿足作為室內(nèi)材料所應(yīng)具備的阻燃性能要求，且具有抗靜電劑添加量大、成本偏高的缺點，限制了實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的抗靜電木塑復(fù)合材料阻燃性能較差，且成本偏高的問題，提供一種阻燃抗靜電木塑復(fù)合材料及其制備方法。

針對木塑復(fù)合材料在室內(nèi)或公共場所使用過程中易積聚大量靜電荷，造成吸塵、放電等危險，同時又考慮其易于燃燒，且燃燒后火災(zāi)危害性比較大的問題，通過添加阻燃劑和抗靜電劑以獲得具有阻燃和抗靜電雙重功效的木塑復(fù)合材料，從而進(jìn)一步拓展木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明阻燃抗靜電木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)由20～70份木質(zhì)纖維材料、30～80份熱塑性塑料、1～3份潤滑劑、2～15份抗靜電劑、5～20份阻燃劑、2～6份偶聯(lián)劑和0～5份無機填料制成；其中木質(zhì)纖維材料和熱塑性塑料的總量為100份，所述抗靜電劑為導(dǎo)電炭黑、鎳粉、銅粉、氧化石墨烯、碳納米管中的一種或幾種按任意比組成的混合物；所述阻燃劑為可膨脹石墨或者為可膨脹石墨與聚磷酸銨、微膠囊化紅磷、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按任意比組成的混合物。

上述阻燃抗靜電木塑復(fù)合材料的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：

一、按重量份數(shù)稱取20～70份木質(zhì)纖維材料、30～80份熱塑性塑料、1～3份潤滑劑、2～15份抗靜電劑、5～20份阻燃劑、2～6份偶聯(lián)劑和0～5份無機填料，其中木質(zhì)纖維材料和熱塑性塑料的總量為100份；

二、將稱取的木質(zhì)纖維材料、熱塑性塑料和潤滑劑在高速混合機中熱混3～10分鐘，溫度控制在50～120℃，得熱混料；

三、將步驟二得到的熱混料放至冷混機中進(jìn)行冷混，待溫度降至40～60℃時，將稱取的抗靜電劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑和無機填料加入冷混機中再混合5～10分鐘，得到預(yù)混料；

四、將預(yù)混料投入到料筒溫度為150～190℃，口模溫度為165～190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為30～150r/min的雙螺桿擠出機中進(jìn)行熔融混合造粒；

五、將雙螺桿擠出機制備得到的粒料再通過單螺桿擠出機或錐形雙螺桿擠出機擠出成型，或采用熱壓機通過熱壓成型，即制得阻燃抗靜電木塑復(fù)合材料；