[發明專利]以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710658138.4
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107446368B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 姜洪麗;吳秀勇;施成濤
• 申請（專利權）人: 泰山醫學院
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L23/12;C08L51/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/34;C08K5/19;C08K5/134;C08K5/372
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本發明屬于復合材料制備技術領域，尤其涉及一種以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料及其制備方法，木塑復合材料由木粉、聚丙烯、VTES?g?PP偶聯劑、硅烷改性勃姆石、十六烷基三甲基溴化銨和抗氧劑制成；制備方法包括：采用乙烯基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷復配，與勃姆石中較活潑羥基發生縮合反應，在勃姆石中引入硅乙烯基和硅十二烷基，使之具有很好的疏水性能，增強了勃姆石與非極性的聚丙烯的相容性，還能發揮其協同阻燃效應。本發明制備的硅烷改性勃姆石阻燃劑熱穩定性好，分解溫度高，適合加工溫度要求較高的木塑復合材料的制備，并且無毒、無煙，符合環保要求。

技術領域

本發明屬于復合材料制備技術領域，尤其涉及一種以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料及其制備方法。

背景技術

木塑復合材料是利用農林廢棄木材原料與塑料或回收塑料經重組、復合而形成的一種綠色環保新材料，廣泛地應用于室外裝修、護欄、汽車材料等領域，是解決目前木材資源匱乏及廢舊塑料再利用的有效途徑。然而其缺陷之處在于木粉和熱塑性塑料都具有易燃的特點，因此二者復合制備的木塑復合材料也屬于易燃材料，直接應用于室內存在一定的安全隱患，對木塑復合材料進行阻燃處理是擴展其使用范圍，提高產品附加值的重要手段之一。

添加型的阻燃劑因其使用方便，應用量日益增多。添加型阻燃劑分為無機和有機兩大類。無機阻燃劑主要有勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、聚磷酸銨等。其中無機類阻燃劑勃姆石是一種新型填料，因其具有阻燃、抑煙、填充、耐熱兼導熱性等多種功能，成為近年來比較活躍的環保型無機阻燃劑。勃姆石，又稱軟水鋁石，結構為AlO(OH)。其阻燃機理為：①受熱分解吸熱，降低材料溫度；②分解釋放的水蒸汽稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度；③生成的Al₂O₃固體覆蓋在基體表面可以阻隔延緩燃燒速率。單獨使用勃姆石做阻燃劑，添加量要達到50％以上才能起到較好的阻燃效果。另外勃姆石的極性較強，在塑料基體中會發生團聚引起應力集中，影響復合材料的加工性能與力學性能，因此需要對勃姆石表面進行改性處理。用硅烷偶聯劑對勃姆石表面進行改性，硅鋁復配既可提高其阻燃效率；同時引入的硅烷基鏈有較好的疏水性，可以較高添加量均勻分散于聚合物基體中，在很大程度上起到物理交聯點的作用，能有效的傳導、吸收各方能量，從而提高復合材料的機械性能。

綜上，現有技術存在的問題是：木塑復合材料中添加勃姆石，一是添加量大，二是影響材料的加工性能和力學性能。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料及其制備方法，得到了同時具有阻燃性能好、力學性能好、耐酸堿、耐熱性和導熱性能好的木塑復合材料。

本發明是這樣實現的，一種以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料，所述以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料按重量份由40份～70份木粉、30份～60份聚丙烯、3份～10份VTES-g-PP偶聯劑、15份～40份硅烷改性勃姆石、5份～10份十六烷基三甲基溴化銨和0.5份～1份抗氧劑制成。

進一步，所述硅烷改性勃姆石按重量份由90份～100份勃姆石和1份～2份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份～2份十二烷基三甲氧基硅烷制成。

進一步，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或硫代二丙酸雙月桂酯。

本發明另一目的在于提供一種以硅烷改性勃姆石為阻燃劑的木塑復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按重量份將90～100份勃姆石置于無水乙醇中，超聲分散30min使其分散均勻，加入1～2份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5～2份十二烷基三甲氧基硅烷混合物，60℃下反應30min后升溫至150℃，繼續反應15min，然后減壓過濾，將濾出物置于烘箱中，在110℃下烘干4h，研磨成粉，即得硅烷改性勃姆石；