專利名稱：阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是一類以木材或其它木質(zhì)纖維材料作為填充或增強(qiáng)材料，以熱塑性聚合物為基體，經(jīng)熔融擠出或注射成型等工藝制成的一種新型復(fù)合材料。與傳統(tǒng)的木質(zhì)材料相比，木塑復(fù)合材料具有耐水、耐腐蝕、耐老化、防蟲蛀、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，同時可進(jìn)行二次加工和回收再利用，有利于緩解木材資源緊張狀況、解決塑料污染問題。目前，已應(yīng)用于汽車內(nèi)裝飾板、建筑裝修、貨運托盤、露天桌椅、包裝材料、枕木、家具以及軍事工業(yè)，是一種極具發(fā)展前途的綠色環(huán)保材料。隨著木塑復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，其在室內(nèi)裝飾、 門窗、地板、家具、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增加。為了提高表面的木質(zhì)感和降低生產(chǎn)成本，實際生產(chǎn)的木塑復(fù)合材料盡可能追求更高的木質(zhì)纖維添加量，減少塑料的用量。然而， 作為主要由木質(zhì)纖維材料和塑料兩種可燃材料組成的復(fù)合材料，木塑復(fù)合材料具有比塑料易燃和比木材燃燒熱值高的特點，火災(zāi)危險性很大，火災(zāi)危害不容忽視，阻燃處理非常重要。目前，多采用在木塑復(fù)合材料中添加各種阻燃劑的方式來提高其阻燃性能。雖然含鹵阻燃劑能夠取得很好的阻燃效果，但該阻燃材料燃燒時會產(chǎn)生鹵化氫等腐蝕性和毒性產(chǎn)物，大大提高了火災(zāi)危險性，也不能滿足環(huán)保要求，因此，采用無鹵、無毒、無腐蝕性的阻燃劑制備阻燃型木塑復(fù)合材料成為必然趨勢。名稱為“阻燃型木塑復(fù)合材料及其制備方法 (中國專利號ZL200910072237.X，申請日:2009年6月10日)”的專利中公開了一種阻燃型木塑復(fù)合材料及其制備方法，所采用的阻燃劑是以焦磷酸三聚氰胺鹽或聚磷酸三聚氰胺鹽為主體、以淀粉為輔助成炭劑、4A分子篩為協(xié)效劑、硼酸鋅為抑煙劑構(gòu)成的膨脹型阻燃體系；名稱為“阻燃抑煙型木塑復(fù)合材料(中國專利號ZL200710072794. 2，申請日2007年9 月12日)”的專利中公開了一種阻燃抑煙型木塑復(fù)合材料，所采用的膨脹型阻燃劑由重量比為20 1 8的聚磷酸銨和淀粉組成，所采用的塑料為聚苯乙烯和/或添加了熱穩(wěn)定劑的聚氯乙烯；名稱為“阻燃塑木復(fù)合材料及其制備方法(中國專利號ZL200610039985. 4， 申請日2006年4月28日)”的專利中公開了一種阻燃塑木復(fù)合材料及其制備方法，采用由主體阻燃劑聚磷酸銨、發(fā)泡劑和成炭劑組成的膨脹型阻燃劑制備阻燃木塑復(fù)合材料，這些方法能夠獲得較好的阻燃性能，但需加入的聚磷酸銨量較大，這不僅增加了復(fù)合材料成本而且對其力學(xué)性能有不利影響。此外，名稱為“有機(jī)硅硼阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法(申請?zhí)?201010148882. 8，申請日2010年4月16日)”的專利中采用含有硼硅氧烷接枝聚合物的塑料基料與植物纖維粉末及其它助劑共混制備有機(jī)硅硼阻燃木塑復(fù)合材料，雖保持較好的力學(xué)性能，但材料阻燃效果欠佳；名稱為“一種阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法 (申請?zhí)?201010288686. 0，申請日2010年9月21日)”的專利中采用堿液、醇溶液以及三聚氰胺飽和熱水溶液處理得到改性木粉，與水合金屬氧化物、聚合物基體進(jìn)行熔融復(fù)合制備阻燃木塑復(fù)合材料，處理工序較為復(fù)雜。總體來說，現(xiàn)有技術(shù)主要針對聚合物基體，通過外加酸源和成炭劑構(gòu)成膨脹型阻燃體系的方式實現(xiàn)對復(fù)合材料的阻燃處理，需要添加大量的阻燃劑來獲得較好的阻燃效果，這導(dǎo)致成本增加，且阻燃效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決高木質(zhì)含量的木塑復(fù)合材料易于燃燒且現(xiàn)有阻燃處理技術(shù)存在阻燃劑添加量大、阻燃效率不高、成本偏大的問題，而提供一種阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料及其制備方法。阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、 50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5份的抑煙劑和0 5份的助劑制成；其中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽；木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、麻纖維中的一種或幾種的混合物；熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯；偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑 1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、抗氧劑1790、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣。阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5份的抑煙劑和0 5份的助劑；二、將稱取的木質(zhì)纖維用阻燃劑與水混合配制成阻燃處理液；三、將稱取的木質(zhì)纖維材料放進(jìn)高速混合機(jī)中，并在木質(zhì)纖維材料上噴灑阻燃處理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率為0.5% 3%，得到阻燃木質(zhì)纖維材料；四、將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為 50 lOOr/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒，得到阻燃熱塑性塑料基體顆粒；五、將阻燃木質(zhì)纖維材料、阻燃熱塑性塑料基體顆粒、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑放進(jìn)高速混合機(jī)中，在溫度為70 120°C的條件下混合5 20min，得到預(yù)混料；六、將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料；七、熔體材料通過擠出、注塑、熱壓或模壓成型后即得到阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料；其中步驟一中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽； 木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、麻纖維中的一種或幾種的混
5合物；熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯； 偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、 抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、抗氧劑1790、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣；步驟二中木質(zhì)纖維用阻燃劑與水是按照重量份數(shù)比5 25 125 175進(jìn)行混合。本發(fā)明采用聚烯烴塑料作為基體制備木塑復(fù)合材料，充分利用其來源廣泛、易于成型加工等優(yōu)點，通過添加不同的阻燃劑分別對木質(zhì)纖維材料和熱塑性塑料進(jìn)行阻燃以獲得較好的協(xié)同阻燃效果，充分利用木質(zhì)纖維材料本身的成炭作用，減少阻燃劑用量，賦予木塑復(fù)合材料良好的阻燃性能，使得木塑復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域得到拓展，可廣泛應(yīng)用在室內(nèi)及對阻燃性能有一定要求的公共場所。由于木質(zhì)纖維材料主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，本身是含有大量的醇羥基和酚羥基的多碳高聚物，具有很好的成炭性能，因此對于高木質(zhì)含量的木塑復(fù)合材料來說，可以利用木質(zhì)纖維用阻燃劑催化木質(zhì)纖維成炭、配合塑料用阻燃劑構(gòu)成膨脹型阻燃體系以實現(xiàn)對木塑復(fù)合材料的阻燃，不僅不需要額外添加成炭劑，而且阻燃劑用量少，阻燃效率高，工藝簡單，成本低。本發(fā)明制備的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料不僅具有較好的阻燃和抑煙性能， 而且保持了其原有的仿木效果和較好的力學(xué)性能，可廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、家具制造、室內(nèi)裝修、汽車內(nèi)飾和門窗型材等領(lǐng)域。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由 5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5 份的抑煙劑和0 5份的助劑制成；其中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽；木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、麻纖維中的一種或幾種的混合物；熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯；偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑 168、抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、抗氧劑 1790、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(2，4_二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣。本實施方式中木質(zhì)纖維材料為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；熱塑性塑料為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；塑料用阻燃劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；偶聯(lián)劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；潤滑劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；抗氧劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合； 抑煙劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由5份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50份的木質(zhì)纖維材料、50份的熱塑性塑料、5份的塑料用阻燃劑、2份的偶聯(lián)劑、1份的潤滑劑、0. 1份的抗氧劑和1份的抑煙劑制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、70份的木質(zhì)纖維材料、30份的熱塑性塑料、25份的塑料用阻燃劑、8份的偶聯(lián)劑、3份的潤滑劑、3份的抗氧劑、5份的抑煙劑和5 份的助劑制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由10 20份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、55 65份的木質(zhì)纖維材料、 35 45份的熱塑性塑料、10 20份的塑料用阻燃劑、3 7份的偶聯(lián)劑、1. 5 2. 5份的潤滑劑、0. 5 2份的抗氧劑、2 4份的抑煙劑和1 4份的助劑制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由15份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、60份的木質(zhì)纖維材料、40份的熱塑性塑料、15份的塑料用阻燃劑、5份的偶聯(lián)劑、2份的潤滑劑、1份的抗氧劑、3份的抑煙劑和3 份的助劑制成。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為10 300目。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為50目。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為100目。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為200目。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至九之一不同的是高聚合度聚磷酸銨的聚合度大于1000。其它與具體實施方式
一至九之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5份的抑煙劑和0 5份的助劑；二、將稱取的木質(zhì)纖維用阻燃劑與水混合配制成阻燃處理液；三、將稱取的木質(zhì)纖維材料放進(jìn)高速混合機(jī)中，并在木質(zhì)纖維材料上噴灑阻燃處理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率為0. 5% CN 102408736 A
說明書
5/12 頁
3%，得到阻燃木質(zhì)纖維材料；四、將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為50 lOOr/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒，得到阻燃熱塑性塑料基體顆粒；五、將阻燃木質(zhì)纖維材料、阻燃熱塑性塑料基體顆粒、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑放進(jìn)高速混合機(jī)中，在溫度為70 120°C的條件下混合5 20min，得到預(yù)混料；六、將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料；七、熔體材料通過擠出、注塑、熱壓或模壓成型后即得到阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料；其中步驟一中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、 羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽；木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、麻纖維中的一種或幾種的混合物；熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯；偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑 168、抗氧劑1010、抗氧劑沈4、抗氧劑1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、抗氧劑 1790、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(2，4_二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣；步驟二中木質(zhì)纖維用阻燃劑與水是按照重量份數(shù)比5 25 125 175進(jìn)行混合。本實施方式步驟一中木質(zhì)纖維材料為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合; 熱塑性塑料為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；塑料用阻燃劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；偶聯(lián)劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；潤滑劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；抗氧劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合；抑煙劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時按任意比混合。本實施方式步驟七中注塑是將熔體材料射入模腔，經(jīng)冷卻固化后得到成形品。
具體實施方式
十二 本實施方式與具體實施方式
十一不同的是步驟一中按重量份數(shù)比稱取20份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、55份的木質(zhì)纖維材料、45份的熱塑性塑料、20份的塑料用阻燃劑、6份的偶聯(lián)劑、2份的潤滑劑、1份的抗氧劑和2份的抑煙劑。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
十一不同的是步驟一中按重量份數(shù)比稱取10份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、60份的木質(zhì)纖維材料、40份的熱塑性塑料、10份的塑料用阻燃劑、3份的偶聯(lián)劑、1份的潤滑劑、1. 5份的抗氧劑、3份的抑煙劑和2份的助劑。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一相同。
具體實施方式
十四本實施方式與具體實施方式
十一至十三之一不同的是步驟一中木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為10 300目。其它與具體實施方式
一至五之一相同。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十三之一相同。
具體實施方式
十五本實施方式與具體實施方式
十一至十四之一不同的是步驟一中高聚合度聚磷酸銨的聚合度大于1000。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十四之一相同。
具體實施方式
十六本實施方式與具體實施方式
十一至十五之一不同的是步驟三中在105°C下干燥至物料中的含水率為0. 5%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十五之一相同。
具體實施方式
十七本實施方式與具體實施方式
十一至十五之一不同的是步驟三中在105°C下干燥至物料中的含水率為3%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十五之一相同。
具體實施方式
十八本實施方式與具體實施方式
十一至十五之一不同的是步驟三中在105°C下干燥至物料中的含水率為1%。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十五之一相同。
具體實施方式
十九本實施方式與具體實施方式
十一至十八之一不同的是步驟四中將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為lOOr/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十八之一相同。
具體實施方式
二十本實施方式與具體實施方式
十一至十八之一不同的是步驟四中將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十八之一相同。
具體實施方式
二十一本實施方式與具體實施方式
十一至十八之一不同的是步驟四中將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至十八之一相同。
具體實施方式
二十二 本實施方式與具體實施方式
十一至二十一之一不同的是步驟五中在溫度為70°C的條件下混合20min，得到預(yù)混料。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十一之一相同。
具體實施方式
二十三本實施方式與具體實施方式
十一至二十一之一不同的是步驟五中在溫度為120°C的條件下混合5min，得到預(yù)混料。其它步驟及參數(shù)與
具體實施例方式
十一至二十一之一相同。
具體實施方式
二十四本實施方式與具體實施方式
十一至二十一之一不同的是步驟五中在溫度為100°c的條件下混合lOmin，得到預(yù)混料。其它步驟及參數(shù)與
具體實施例方式
十一至二十一之一相同。
具體實施方式
二十五本實施方式與具體實施方式
十一至二十四之一不同的是步驟六中將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為50r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十四之一相同。
具體實施方式
二十六本實施方式與具體實施方式
十一至二十四之一不同的是步驟六中將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十四之一相同。
具體實施方式
二十七本實施方式與具體實施方式
十一至二十四之一不同的是步驟六中將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十四之一相同。
具體實施方式
二十八本實施方式與具體實施方式
十一至二十七之一不同的是步驟七中擠出是采用錐形雙螺桿擠出機(jī)、平行雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿桿擠出機(jī)將熔體材料擠出成型。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十七之一相同。
具體實施方式
二十九本實施方式與具體實施方式
十一至二十八之一不同的是步驟七中熱壓或模壓成型是將熔體材料置于熱壓機(jī)上熱壓成板材或異型制品。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
十一至二十八之一相同。
具體實施方式
三十本實施方式阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取6份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、60份的木質(zhì)纖維材料、40份的熱塑性塑料、12份的塑料用阻燃劑、3份的偶聯(lián)劑、2份的潤滑劑、1份的抗氧劑和2份的抑煙劑；二、將稱取的木質(zhì)纖維用阻燃劑與水混合配制成阻燃處理液；三、將稱取的木質(zhì)纖維材料放進(jìn)高速混合機(jī)中，并在木質(zhì)纖維材料上噴灑阻燃處理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率為2%，得到阻燃木質(zhì)纖維材料；四、將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為70r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒， 得到阻燃熱塑性塑料基體顆粒；五、將阻燃木質(zhì)纖維材料、阻燃熱塑性塑料基體顆粒、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑放進(jìn)高速混合機(jī)中，在溫度為80°C的條件下混合15min， 得到預(yù)混料；六、將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料；七、熔體材料通過熱壓成型后即得到阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料；其中步驟一中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲；木質(zhì)纖維材料為木粉；熱塑性塑料為聚乙烯；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨；偶聯(lián)劑為馬來酸酐接枝改性的聚乙烯；潤滑劑為石蠟；抗氧劑為抗氧劑1010 ；抑煙劑為硼酸鋅；步驟二中木質(zhì)纖維用阻燃劑與水是按照重量份數(shù)比6 150進(jìn)行混合。本實施方式步驟一中木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為80 100目。本實施方式步驟七中熱壓成型是將熔體材料置于熱壓機(jī)上，在上下壓板溫度均為 150 160°C的條件下熱壓2 ;3min形成板材。本實施方式制備所得阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的性能指標(biāo)如表1所示，可見，本實施方式制備所得阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能好。表 權(quán)利要求
1.阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料，其特征在于阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5份的抑煙劑和0 5份的助劑制成；其中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽；木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、 麻纖維中的一種或幾種的混合物；熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯；偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、 抗氧劑1790、2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑是硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料，其特征在于阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由10 20份的木質(zhì)纖維用阻燃劑55 65份的木質(zhì)纖維材料、35 45份的熱塑性塑料、10 20份的塑料用阻燃劑、3 7份的偶聯(lián)劑、1. 5 2. 5 份的潤滑劑、0. 5 2份的抗氧劑、2 4份的抑煙劑和1 4份的助劑制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料，其特征在于阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料按重量份數(shù)比由15份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、60份的木質(zhì)纖維材料、40份的熱塑性塑料、15份的塑料用阻燃劑、5份的偶聯(lián)劑、2份的潤滑劑、1份的抗氧劑、3份的抑煙劑和3份的助劑制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料，其特征在于木質(zhì)纖維材料的顆粒目數(shù)為10 300目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料，其特征在于高聚合度聚磷酸銨的聚合度大于1000。
6.制備如權(quán)利要求1所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)比稱取5 25份的木質(zhì)纖維用阻燃劑、50 70份的木質(zhì)纖維材料、30 50份的熱塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃劑、2 8份的偶聯(lián)劑、1 3份的潤滑劑、0. 1 3份的抗氧劑、1 5份的抑煙劑和0 5份的助劑；二、將稱取的木質(zhì)纖維用阻燃劑與水混合配制成阻燃處理液；三、將稱取的木質(zhì)纖維材料放進(jìn)高速混合機(jī)中，并在木質(zhì)纖維材料上噴灑阻燃處理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率為0. 5% 3%，得到阻燃木質(zhì)纖維材料；四、將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為50 lOOr/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒，得到阻燃熱塑性塑料基體顆粒；五、將阻燃木質(zhì)纖維材料、阻燃熱塑性塑料基體顆粒、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑放進(jìn)高速混合機(jī)中，在溫度為 70 120°C的條件下混合5 20min，得到預(yù)混料；六、將預(yù)混料置于溫度為135 170°C、 螺桿轉(zhuǎn)速為30 50r/min的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融復(fù)合，得到熔體材料；七、熔體材料通過擠出、注塑、熱壓或模壓成型后即得到阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料；其中步驟一中木質(zhì)纖維用阻燃劑為磷酸脒基脲、阻燃劑FRW、羥甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸銨、焦磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸鹽；木質(zhì)纖維材料為木粉、稻殼粉、竹屑、秸稈粉、果殼粉、甘蔗渣、麻纖維中的一種或幾種的混合物；熱塑性塑料為聚乙烯、 聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一種或幾種的混合物；塑料用阻燃劑為高聚合度聚磷酸銨、紅磷、可膨脹石墨、三聚氰胺氰尿酸鹽或磷酸酯；偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝改性的聚乙烯、馬來酸酐接枝改性的聚丙烯中的一種或幾種的混合物；潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸、硬脂酸金屬鹽中的一種或幾種的混合物；抗氧劑為抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑2246、抗氧劑1035、抗氧劑3114、抗氧劑1790、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三 (2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一種或幾種的混合物；抑煙劑為硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 三氧化鉬、八鉬酸銨、Cu2O中的一種或幾種的混合物；助劑為碳酸鈣粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸鈣；步驟二中木質(zhì)纖維用阻燃劑與水是按照重量份數(shù)比5 25 125 175進(jìn)行混合ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟四中將稱取的熱塑性塑料和塑料用阻燃劑置于溫度為140 180°C、螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min 的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融造粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟七中擠出是采用錐形雙螺桿擠出機(jī)、平行雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿桿擠出機(jī)將熔體材料擠出成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟七中熱壓或模壓成型是將熔體材料置于熱壓機(jī)上熱壓成板材或異型制品。
全文摘要
阻燃型高木質(zhì)含量木塑復(fù)合材料及其制備方法，它涉及木塑復(fù)合材料及其制備方法。它解決了高木質(zhì)含量的木塑復(fù)合材料易于燃燒且現(xiàn)有阻燃處理技術(shù)存在阻燃劑添加量大、阻燃效率不高、成本偏大的問題。材料由木質(zhì)纖維用阻燃劑、木質(zhì)纖維材料、熱塑性塑料、塑料用阻燃劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑制成。方法稱取原料；制阻燃處理液；制阻燃木質(zhì)纖維材料；熱塑性塑料和塑料用阻燃劑進(jìn)行熔融造粒，得到阻燃熱塑性塑料基體顆粒；阻燃木質(zhì)纖維材料、阻燃熱塑性塑料基體顆粒、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、抑煙劑和助劑混合，得預(yù)混料；預(yù)混料進(jìn)行熔融復(fù)合，得熔體材料；熔體材料成型后即得。本發(fā)明中阻燃劑用量少，阻燃效率高，成本低。
文檔編號C08L23/06GK102408736SQ20111020802
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者宋永明, 張志軍, 王海剛, 王清文, 賈瑩瑩 申請人:東北林業(yè)大學(xué)