专利名称：阻燃型高木质含量木塑复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
木塑复合材料是一类以木材或其它木质纤维材料作为填充或增强材料，以热塑性聚合物为基体，经熔融挤出或注射成型等工艺制成的一种新型复合材料。与传统的木质材料相比，木塑复合材料具有耐水、耐腐蚀、耐老化、防虫蛀、尺寸稳定性好等优点，同时可进行二次加工和回收再利用，有利于缓解木材资源紧张状况、解决塑料污染问题。目前，已应用于汽车内装饰板、建筑装修、货运托盘、露天桌椅、包装材料、枕木、家具以及军事工业，是一种极具发展前途的绿色环保材料。随着木塑复合材料生产技术的不断提高和产业规模的迅速扩大，其在室内装饰、 门窗、地板、家具、汽车内饰等领域的应用不断增加。为了提高表面的木质感和降低生产成本，实际生产的木塑复合材料尽可能追求更高的木质纤维添加量，减少塑料的用量。然而， 作为主要由木质纤维材料和塑料两种可燃材料组成的复合材料，木塑复合材料具有比塑料易燃和比木材燃烧热值高的特点，火灾危险性很大，火灾危害不容忽视，阻燃处理非常重要。目前，多采用在木塑复合材料中添加各种阻燃剂的方式来提高其阻燃性能。虽然含卤阻燃剂能够取得很好的阻燃效果，但该阻燃材料燃烧时会产生卤化氢等腐蚀性和毒性产物，大大提高了火灾危险性，也不能满足环保要求，因此，采用无卤、无毒、无腐蚀性的阻燃剂制备阻燃型木塑复合材料成为必然趋势。名称为“阻燃型木塑复合材料及其制备方法 (中国专利号ZL200910072237.X，申请日:2009年6月10日)”的专利中公开了一种阻燃型木塑复合材料及其制备方法，所采用的阻燃剂是以焦磷酸三聚氰胺盐或聚磷酸三聚氰胺盐为主体、以淀粉为辅助成炭剂、4A分子筛为协效剂、硼酸锌为抑烟剂构成的膨胀型阻燃体系；名称为“阻燃抑烟型木塑复合材料(中国专利号ZL200710072794. 2，申请日2007年9 月12日)”的专利中公开了一种阻燃抑烟型木塑复合材料，所采用的膨胀型阻燃剂由重量比为20 1 8的聚磷酸铵和淀粉组成，所采用的塑料为聚苯乙烯和/或添加了热稳定剂的聚氯乙烯；名称为“阻燃塑木复合材料及其制备方法(中国专利号ZL200610039985. 4， 申请日2006年4月28日)”的专利中公开了一种阻燃塑木复合材料及其制备方法，采用由主体阻燃剂聚磷酸铵、发泡剂和成炭剂组成的膨胀型阻燃剂制备阻燃木塑复合材料，这些方法能够获得较好的阻燃性能，但需加入的聚磷酸铵量较大，这不仅增加了复合材料成本而且对其力学性能有不利影响。此外，名称为“有机硅硼阻燃木塑复合材料及其制备方法(申请号=201010148882. 8，申请日2010年4月16日)”的专利中采用含有硼硅氧烷接枝聚合物的塑料基料与植物纤维粉末及其它助剂共混制备有机硅硼阻燃木塑复合材料，虽保持较好的力学性能，但材料阻燃效果欠佳；名称为“一种阻燃木塑复合材料及其制备方法 (申请号=201010288686. 0，申请日2010年9月21日)”的专利中采用碱液、醇溶液以及三聚氰胺饱和热水溶液处理得到改性木粉，与水合金属氧化物、聚合物基体进行熔融复合制备阻燃木塑复合材料，处理工序较为复杂。总体来说，现有技术主要针对聚合物基体，通过外加酸源和成炭剂构成膨胀型阻燃体系的方式实现对复合材料的阻燃处理，需要添加大量的阻燃剂来获得较好的阻燃效果，这导致成本增加，且阻燃效率不高。
发明内容
本发明目的是为了解决高木质含量的木塑复合材料易于燃烧且现有阻燃处理技术存在阻燃剂添加量大、阻燃效率不高、成本偏大的问题，而提供一种阻燃型高木质含量木塑复合材料及其制备方法。阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由5 25份的木质纤维用阻燃剂、 50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5份的抑烟剂和0 5份的助剂制成；其中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐；木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、麻纤维中的一种或几种的混合物；热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯；偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂 1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、抗氧剂1790、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂为硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙。阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法按以下步骤进行一、按重量份数比称取5 25份的木质纤维用阻燃剂、50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5份的抑烟剂和0 5份的助剂；二、将称取的木质纤维用阻燃剂与水混合配制成阻燃处理液；三、将称取的木质纤维材料放进高速混合机中，并在木质纤维材料上喷洒阻燃处理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率为0.5% 3%，得到阻燃木质纤维材料；四、将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为 50 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，得到阻燃热塑性塑料基体颗粒；五、将阻燃木质纤维材料、阻燃热塑性塑料基体颗粒、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂放进高速混合机中，在温度为70 120°C的条件下混合5 20min，得到预混料；六、将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为30 50r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料；七、熔体材料通过挤出、注塑、热压或模压成型后即得到阻燃型高木质含量木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐； 木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、麻纤维中的一种或几种的混
5合物；热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯； 偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、 抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、抗氧剂1790、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂为硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙；步骤二中木质纤维用阻燃剂与水是按照重量份数比5 25 125 175进行混合。本发明采用聚烯烃塑料作为基体制备木塑复合材料，充分利用其来源广泛、易于成型加工等优点，通过添加不同的阻燃剂分别对木质纤维材料和热塑性塑料进行阻燃以获得较好的协同阻燃效果，充分利用木质纤维材料本身的成炭作用，减少阻燃剂用量，赋予木塑复合材料良好的阻燃性能，使得木塑复合材料的应用领域得到拓展，可广泛应用在室内及对阻燃性能有一定要求的公共场所。由于木质纤维材料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，本身是含有大量的醇羟基和酚羟基的多碳高聚物，具有很好的成炭性能，因此对于高木质含量的木塑复合材料来说，可以利用木质纤维用阻燃剂催化木质纤维成炭、配合塑料用阻燃剂构成膨胀型阻燃体系以实现对木塑复合材料的阻燃，不仅不需要额外添加成炭剂，而且阻燃剂用量少，阻燃效率高，工艺简单，成本低。本发明制备的阻燃型高木质含量木塑复合材料不仅具有较好的阻燃和抑烟性能， 而且保持了其原有的仿木效果和较好的力学性能，可广泛应用于建筑装饰、家具制造、室内装修、汽车内饰和门窗型材等领域。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由 5 25份的木质纤维用阻燃剂、50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5 份的抑烟剂和0 5份的助剂制成；其中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐；木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、麻纤维中的一种或几种的混合物；热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯；偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂 168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、抗氧剂 1790、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2，4_二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂为硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙。本实施方式中木质纤维材料为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；热塑性塑料为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；塑料用阻燃剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；偶联剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；润滑剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；抗氧剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合； 抑烟剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由5份的木质纤维用阻燃剂、50份的木质纤维材料、50份的热塑性塑料、5份的塑料用阻燃剂、2份的偶联剂、1份的润滑剂、0. 1份的抗氧剂和1份的抑烟剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由25份的木质纤维用阻燃剂、70份的木质纤维材料、30份的热塑性塑料、25份的塑料用阻燃剂、8份的偶联剂、3份的润滑剂、3份的抗氧剂、5份的抑烟剂和5 份的助剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由10 20份的木质纤维用阻燃剂、55 65份的木质纤维材料、 35 45份的热塑性塑料、10 20份的塑料用阻燃剂、3 7份的偶联剂、1. 5 2. 5份的润滑剂、0. 5 2份的抗氧剂、2 4份的抑烟剂和1 4份的助剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由15份的木质纤维用阻燃剂、60份的木质纤维材料、40份的热塑性塑料、15份的塑料用阻燃剂、5份的偶联剂、2份的润滑剂、1份的抗氧剂、3份的抑烟剂和3 份的助剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是木质纤维材料的颗粒目数为50目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是木质纤维材料的颗粒目数为100目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是木质纤维材料的颗粒目数为200目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至九之一不同的是高聚合度聚磷酸铵的聚合度大于1000。其它与具体实施方式
一至九之一相同。
具体实施方式
十一本实施方式阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法按以下步骤进行一、按重量份数比称取5 25份的木质纤维用阻燃剂、50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5份的抑烟剂和0 5份的助剂；二、将称取的木质纤维用阻燃剂与水混合配制成阻燃处理液；三、将称取的木质纤维材料放进高速混合机中，并在木质纤维材料上喷洒阻燃处理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率为0. 5% CN 102408736 A
说明书
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3%，得到阻燃木质纤维材料；四、将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为50 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，得到阻燃热塑性塑料基体颗粒；五、将阻燃木质纤维材料、阻燃热塑性塑料基体颗粒、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂放进高速混合机中，在温度为70 120°C的条件下混合5 20min，得到预混料；六、将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为30 50r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料；七、熔体材料通过挤出、注塑、热压或模压成型后即得到阻燃型高木质含量木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、 羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐；木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、麻纤维中的一种或几种的混合物；热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯；偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂 168、抗氧剂1010、抗氧剂沈4、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、抗氧剂 1790、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2，4_二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂为硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙；步骤二中木质纤维用阻燃剂与水是按照重量份数比5 25 125 175进行混合。本实施方式步骤一中木质纤维材料为两种或两种以上物质组成时按任意比混合; 热塑性塑料为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；塑料用阻燃剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；偶联剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；润滑剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；抗氧剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合；抑烟剂为两种或两种以上物质组成时按任意比混合。本实施方式步骤七中注塑是将熔体材料射入模腔，经冷却固化后得到成形品。
具体实施方式
十二 本实施方式与具体实施方式
十一不同的是步骤一中按重量份数比称取20份的木质纤维用阻燃剂、55份的木质纤维材料、45份的热塑性塑料、20份的塑料用阻燃剂、6份的偶联剂、2份的润滑剂、1份的抗氧剂和2份的抑烟剂。其它步骤及参数与具体实施方式
十一相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
十一不同的是步骤一中按重量份数比称取10份的木质纤维用阻燃剂、60份的木质纤维材料、40份的热塑性塑料、10份的塑料用阻燃剂、3份的偶联剂、1份的润滑剂、1. 5份的抗氧剂、3份的抑烟剂和2份的助剂。其它步骤及参数与具体实施方式
十一相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
十一至十三之一不同的是步骤一中木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十三之一相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
十一至十四之一不同的是步骤一中高聚合度聚磷酸铵的聚合度大于1000。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十四之一相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十一至十五之一不同的是步骤三中在105°C下干燥至物料中的含水率为0. 5%。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十五之一相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
十一至十五之一不同的是步骤三中在105°C下干燥至物料中的含水率为3%。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十五之一相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
十一至十五之一不同的是步骤三中在105°C下干燥至物料中的含水率为1%。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十五之一相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
十一至十八之一不同的是步骤四中将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十八之一相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
十一至十八之一不同的是步骤四中将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为50r/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十八之一相同。
具体实施方式
二十一本实施方式与具体实施方式
十一至十八之一不同的是步骤四中将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为80r/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至十八之一相同。
具体实施方式
二十二 本实施方式与具体实施方式
十一至二十一之一不同的是步骤五中在温度为70°C的条件下混合20min，得到预混料。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十一之一相同。
具体实施方式
二十三本实施方式与具体实施方式
十一至二十一之一不同的是步骤五中在温度为120°C的条件下混合5min，得到预混料。其它步骤及参数与
具体实施例方式
十一至二十一之一相同。
具体实施方式
二十四本实施方式与具体实施方式
十一至二十一之一不同的是步骤五中在温度为100°c的条件下混合lOmin，得到预混料。其它步骤及参数与
具体实施例方式
十一至二十一之一相同。
具体实施方式
二十五本实施方式与具体实施方式
十一至二十四之一不同的是步骤六中将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为50r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十四之一相同。
具体实施方式
二十六本实施方式与具体实施方式
十一至二十四之一不同的是步骤六中将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为30r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十四之一相同。
具体实施方式
二十七本实施方式与具体实施方式
十一至二十四之一不同的是步骤六中将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为40r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十四之一相同。
具体实施方式
二十八本实施方式与具体实施方式
十一至二十七之一不同的是步骤七中挤出是采用锥形双螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机或单螺杆杆挤出机将熔体材料挤出成型。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十七之一相同。
具体实施方式
二十九本实施方式与具体实施方式
十一至二十八之一不同的是步骤七中热压或模压成型是将熔体材料置于热压机上热压成板材或异型制品。其它步骤及参数与具体实施方式
十一至二十八之一相同。
具体实施方式
三十本实施方式阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法按以下步骤进行一、按重量份数比称取6份的木质纤维用阻燃剂、60份的木质纤维材料、40份的热塑性塑料、12份的塑料用阻燃剂、3份的偶联剂、2份的润滑剂、1份的抗氧剂和2份的抑烟剂；二、将称取的木质纤维用阻燃剂与水混合配制成阻燃处理液；三、将称取的木质纤维材料放进高速混合机中，并在木质纤维材料上喷洒阻燃处理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率为2%，得到阻燃木质纤维材料；四、将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为70r/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒， 得到阻燃热塑性塑料基体颗粒；五、将阻燃木质纤维材料、阻燃热塑性塑料基体颗粒、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂放进高速混合机中，在温度为80°C的条件下混合15min， 得到预混料；六、将预混料置于温度为135 170°C、螺杆转速为30r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料；七、熔体材料通过热压成型后即得到阻燃型高木质含量木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲；木质纤维材料为木粉；热塑性塑料为聚乙烯；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵；偶联剂为马来酸酐接枝改性的聚乙烯；润滑剂为石蜡；抗氧剂为抗氧剂1010 ；抑烟剂为硼酸锌；步骤二中木质纤维用阻燃剂与水是按照重量份数比6 150进行混合。本实施方式步骤一中木质纤维材料的颗粒目数为80 100目。本实施方式步骤七中热压成型是将熔体材料置于热压机上，在上下压板温度均为 150 160°C的条件下热压2 ;3min形成板材。本实施方式制备所得阻燃型高木质含量木塑复合材料的性能指标如表1所示，可见，本实施方式制备所得阻燃型高木质含量木塑复合材料的力学性能和阻燃性能好。表 权利要求
1.阻燃型高木质含量木塑复合材料，其特征在于阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由5 25份的木质纤维用阻燃剂、50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5份的抑烟剂和0 5份的助剂制成；其中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐；木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、 麻纤维中的一种或几种的混合物；热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯；偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、 抗氧剂1790、2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂是硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙。
2.根据权利要求1所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料，其特征在于阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由10 20份的木质纤维用阻燃剂55 65份的木质纤维材料、35 45份的热塑性塑料、10 20份的塑料用阻燃剂、3 7份的偶联剂、1. 5 2. 5 份的润滑剂、0. 5 2份的抗氧剂、2 4份的抑烟剂和1 4份的助剂制成。
3.根据权利要求1所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料，其特征在于阻燃型高木质含量木塑复合材料按重量份数比由15份的木质纤维用阻燃剂、60份的木质纤维材料、40份的热塑性塑料、15份的塑料用阻燃剂、5份的偶联剂、2份的润滑剂、1份的抗氧剂、3份的抑烟剂和3份的助剂制成。
4.根据权利要求1、2或3所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料，其特征在于木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。
5.根据权利要求1所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料，其特征在于高聚合度聚磷酸铵的聚合度大于1000。
6.制备如权利要求1所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料的方法，其特征在于阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法按以下步骤进行一、按重量份数比称取5 25份的木质纤维用阻燃剂、50 70份的木质纤维材料、30 50份的热塑性塑料、5 25份的塑料用阻燃剂、2 8份的偶联剂、1 3份的润滑剂、0. 1 3份的抗氧剂、1 5份的抑烟剂和0 5份的助剂；二、将称取的木质纤维用阻燃剂与水混合配制成阻燃处理液；三、将称取的木质纤维材料放进高速混合机中，并在木质纤维材料上喷洒阻燃处理液，得物料，然后在105°C下干燥至物料中的含水率为0. 5% 3%，得到阻燃木质纤维材料；四、将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为50 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，得到阻燃热塑性塑料基体颗粒；五、将阻燃木质纤维材料、阻燃热塑性塑料基体颗粒、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂放进高速混合机中，在温度为 70 120°C的条件下混合5 20min，得到预混料；六、将预混料置于温度为135 170°C、 螺杆转速为30 50r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合，得到熔体材料；七、熔体材料通过挤出、注塑、热压或模压成型后即得到阻燃型高木质含量木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维用阻燃剂为磷酸脒基脲、阻燃剂FRW、羟甲基化磷酸脒基脲、聚磷酸铵、焦磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺焦磷酸盐；木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣、麻纤维中的一种或几种的混合物；热塑性塑料为聚乙烯、 聚丙烯、聚乙烯回收料或聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；塑料用阻燃剂为高聚合度聚磷酸铵、红磷、可膨胀石墨、三聚氰胺氰尿酸盐或磷酸酯；偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、异氰酸酯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝改性的聚乙烯、马来酸酐接枝改性的聚丙烯中的一种或几种的混合物；润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸金属盐中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂1035、抗氧剂3114、抗氧剂1790、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三 (2，4_ 二叔丁基苯基)酯中的一种或几种的混合物；抑烟剂为硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝、 三氧化钼、八钼酸铵、Cu2O中的一种或几种的混合物；助剂为碳酸钙粉、滑石粉、粉煤灰、炭黑或硅酸钙；步骤二中木质纤维用阻燃剂与水是按照重量份数比5 25 125 175进行混合ο
7.根据权利要求6所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中将称取的热塑性塑料和塑料用阻燃剂置于温度为140 180°C、螺杆转速为80r/min 的双螺杆挤出机中进行熔融造粒。
8.根据权利要求6或7所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤七中挤出是采用锥形双螺杆挤出机、平行双螺杆挤出机或单螺杆杆挤出机将熔体材料挤出成型。
9.根据权利要求6或7所述的阻燃型高木质含量木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤七中热压或模压成型是将熔体材料置于热压机上热压成板材或异型制品。
全文摘要
阻燃型高木质含量木塑复合材料及其制备方法，它涉及木塑复合材料及其制备方法。它解决了高木质含量的木塑复合材料易于燃烧且现有阻燃处理技术存在阻燃剂添加量大、阻燃效率不高、成本偏大的问题。材料由木质纤维用阻燃剂、木质纤维材料、热塑性塑料、塑料用阻燃剂、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂制成。方法称取原料；制阻燃处理液；制阻燃木质纤维材料；热塑性塑料和塑料用阻燃剂进行熔融造粒，得到阻燃热塑性塑料基体颗粒；阻燃木质纤维材料、阻燃热塑性塑料基体颗粒、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、抑烟剂和助剂混合，得预混料；预混料进行熔融复合，得熔体材料；熔体材料成型后即得。本发明中阻燃剂用量少，阻燃效率高，成本低。
文档编号C08L23/06GK102408736SQ20111020802
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者宋永明, 张志军, 王海刚, 王清文, 贾莹莹 申请人:东北林业大学