[發明專利]一種油茶果殼基阻燃復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710123732.3
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106947276A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 胡進波;胡嘉裕;萇姍姍;劉元;袁光明;彭開元;陳桂華
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/12;C08H8/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙)43213
• 代理人: 魏龍霞

技術領域

本發明屬于木塑復合材料領域，尤其涉及一種油茶果殼基阻燃復合材料及其制備方法。

背景技術

木質復合材料是指以木質原料或植物原料為主，與其他材料經復合后制備成的具有特殊微觀結構及性能的新型復合材料。20世紀中期，全球經濟迅猛增長和人口大爆炸給地球造成了前所未有的負擔，發展“低碳經濟”成為國際社會的發展主題，面對人類社會日益增長的發展需求，單一的木材制品或木質材料使得市場供不應求的窘況愈演愈烈，森林資源儲量直線下降，此時木質復合材料應運而生并迅速占領了市場。

在木質資源供不應求、農林剩余物尋求多種合理利用途徑的現實背景下，20世紀初專家學者們嘗試將農林剩余物制作成人造板材，這樣一來既緩解了林業發展因原料短缺面臨的壓力，又為豐富的農林剩余物資源提供了有效的利用途徑。油茶果殼作為一種農林剩余物，理論上也是可以制備成木質復合材料的，然而油茶果殼屬于易燃類材料，具有有焰燃燒時間較長、熱釋放總量較高的特點，將其直接應用在木質復合材料中會存在消防安全隱患。這就對油茶果殼制成的木質復合材料提出了更高的阻燃要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種阻燃復合材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種油茶果殼基阻燃復合材料，所述阻燃復合材料主要由改性油茶果殼粉和聚丙烯復合而成。

上述的阻燃復合材料，優選的，所述改性油茶果殼粉是指油茶果殼粉依次經硼酸、偶聯劑進行改性得到的；所述油茶果殼粉占阻燃復合材料的質量含量為30％-70％。本發明采用硼酸和偶聯劑進行二次改性，可以協同增加復合材料的阻燃性。

上述的阻燃復合材料，優選的，所述偶聯劑選自KH550、KH560、KH570中的一種或幾種。

作為一個總的發明構思，本發明還提供一種上述的阻燃復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將油茶果殼粉置于硼酸溶液中處理后，再置于干燥箱中干燥完全，得到硼酸處理的油茶果殼粉；

(2)將所述硼酸處理的油茶果殼粉置于偶聯劑的乙醇溶液中混合均勻，靜置，干燥，得到改性的油茶果殼粉；

(3)將待混煉機升溫至148-176℃，將所述改性的油茶果殼粉和聚丙烯置于混煉機上混合均勻，冷卻，造粒，熱壓成型，即得到所述阻燃復合材料。

上述的制備方法，優選的，所述硼酸溶液中硼酸的質量為阻燃復合材料質量的3％-7％。

上述的制備方法，優選的，所述偶聯劑的用量為阻燃復合材料質量的1％-5％。

上述的制備方法，優選的，所述步驟(1)中，干燥的溫度為103±2℃；所述步驟(2)中，干燥的溫度為103±2℃，干燥的時間為8h-24h；靜置的時間為12-24h。

上述的制備方法，優選的，所述熱壓成型過程中，熱壓溫度為150-190℃，熱壓壓力為3-5MPa，熱壓時間為15min。

上述的制備方法，優選的，所述油茶果殼粉是將油茶果殼經挑選除雜后，用植物粉碎機粉碎后過40-100目篩得到的。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)本發明采用硼酸和偶聯劑進行改性油茶果殼粉，使得復合材料的起始分解溫度降低，殘炭率增加，對油茶果殼粉/聚丙烯復合材料的熱解階段有一定的抑制作用和促進成炭的效果；促進炭層的形成，能有效緩解熱傳遞和減少煙塵的生成，進而進一步起到了一定的阻燃和抑煙作用。

(2)本發明采用硼酸和偶聯劑進行改性油茶果殼粉，能夠緩解與抑制復合材料熱解燃燒，抑制煙的釋放，煙釋放速率峰值推遲，峰值降低，煙釋放總量減少。

(3)本發明采用硼酸和偶聯劑進行改性油茶果殼粉，能夠改善復合材料的熱解過程CO的生成，在實際運用中可以降低材料燃燒對環境與人體的傷害，CO生成速率曲線出峰時間推遲，峰值降低。

(4)本發明采用硼酸和偶聯劑進行改性油茶果殼粉，可以優化利用油茶果殼，改變現有油茶果殼利用途徑高污染、多浪費、使用低效的缺點。

(5)本發明采用油茶果殼粉制備成阻燃復合材料，為油茶果殼提供了一種新的用途；同時，油茶果殼材料自身強度較大，采用油茶果殼粉制成的阻燃復合材料相比于秸稈制成的阻燃復合材料，其力學性能更好。