專利名稱：一種阻燃木塑復(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(wood-plastics composites，簡(jiǎn)稱WPC)是以木材為主要原料，經(jīng) 過適當(dāng)?shù)靥幚硎蛊渑c各種塑料通過不同的復(fù)合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù) 合材料。因?yàn)樗哂忻烙^、防蟲、防腐、抗滑壽命長(zhǎng)，力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在最近20年間木塑 復(fù)合材料漸漸成為復(fù)合材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)。它也因其優(yōu)良的性能被廣泛的應(yīng)用于建筑、 裝飾、汽車工業(yè)、家具材料、柵欄材料、地板等諸多領(lǐng)域。但是由于天然木纖維、PE、PP等塑 料都是易燃物質(zhì)，因此制成的木塑復(fù)合材料也十分容易燃燒，使得它在應(yīng)用過程中受到了 很大的限制，例如室內(nèi)裝飾、地板、家具等。目前大部分采用在木塑復(fù)合材料中添加阻燃劑的方式來(lái)提高木塑復(fù)合材料的阻 燃性，減少火災(zāi)的發(fā)生率。以前曾有人利用聚氯乙烯本身難燃燒的特點(diǎn)，以聚氯乙烯做為基 料，再添加適當(dāng)?shù)淖枞紕┲瞥赡舅軓?fù)合材料。例如公開號(hào)為(CN1500832A)該專利采用添加 四溴鄰苯二甲酸酐和三氧化二銻進(jìn)行復(fù)合制成木塑復(fù)合材料。但是由于PVC燃燒會(huì)生成氯 化氫等有害物質(zhì)，破壞大氣層，對(duì)環(huán)境造成污染，已經(jīng)逐步被世界各國(guó)禁止使用。后來(lái)采用 阻燃劑為含鹵阻燃劑，雖然含鹵阻燃劑具有很好的阻燃性能。但是一旦燃燒后會(huì)產(chǎn)生很大 的煙霧，使得人員難以辨別方向，甚至造成人員窒息。再者采用以聚磷酸銨為阻燃劑為主體的熱膨脹體系來(lái)制備阻燃性木塑復(fù)合材 料。例如公開號(hào)為(CN1837278A)該專利采用聚磷酸銨作為阻燃劑主體，以季戊四醇或 淀粉為炭源的膨脹阻燃體系使阻燃木塑復(fù)合材料的具有較好的阻燃性。以及申請(qǐng)?zhí)枮?(20061003998. 5)的專利采用是是聚乙烯、聚丙烯或它們的混合，然后加入聚磷酸銨，制成 木塑復(fù)合材料。這兩種方法中聚磷酸銨的加入量較大，這樣不僅木塑復(fù)合材料的成本高而 且力學(xué)性能大幅度的降低。同時(shí)由于混合廢舊塑料是各種塑料的混雜，混合時(shí)需要比較高 的溫度，從而容易造成聚磷酸銨的分解，最終影響阻燃木塑材料的阻燃性能。為了解決上述問題，最近申請(qǐng)?zhí)枮?200910072237. X)該專利解決了含鹵阻燃劑 煙霧大，聚磷酸銨為阻燃劑為主題不適合成型加工溫度要求高的木塑復(fù)合材料的制備及制 得的木塑復(fù)合材料力學(xué)性能差的問題。但是其阻燃劑為無(wú)鹵阻燃劑焦磷酸三聚氰胺鹽或 聚磷酸三聚氰胺，制成的木塑復(fù)合材料有毒性，甚至?xí)]發(fā)有毒氣體，更重要的是生產(chǎn)成本 高，沒有可適用的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃木塑復(fù)合材料，可以有效解決現(xiàn)有木塑復(fù)合材料 由于組成成分中的天然木纖維、PE、PP等塑料都是易燃物質(zhì)，使得木塑復(fù)合材料也容易燃 燒，使其在應(yīng)用過程中受到了很大限制的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于包括以下成分(A)木纖維，質(zhì)量百分比為30% 60% ；(B)塑料，質(zhì)量百分比為30% 50% ；(C)紅磷，質(zhì)量百分比為2% 10% ；(D)成炭劑，質(zhì)量百分比為 10% ；(E)發(fā)泡劑，質(zhì)量百分比為2% 8% ；(F)輔助劑，質(zhì)量百分比為2% 7% ；(G)染料，質(zhì)量百分比為1% 3%。優(yōu)選的，塑料為聚乙烯。優(yōu)選的，木纖維為木粉，秸稈，谷糠或他們的混合物。優(yōu)選的，成炭劑為含有至少三個(gè)羥基的長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?，以及季戊四醇和乙二?的混合物。優(yōu)選的，輔助劑包括抗氧劑168，亞磷酸酯類穩(wěn)定劑和石蠟分散劑。優(yōu)選的，發(fā)泡劑為紙漿廢液，聚磷酸銨和三聚氰胺的混合物。進(jìn)一步，還含有Mg(OH)2或Al (OH)3或其混合物，質(zhì)量百分比為0. 5% 1. 5%。本發(fā)明還提供了一種制備上述阻燃木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于包括以下步 驟a、將回收的廢木屑經(jīng)運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)行篩選，再將篩選后的木屑進(jìn)行脫 脂和烘干，然后由風(fēng)送系統(tǒng)將木屑輸送到另一料倉(cāng)備存，備存料倉(cāng)中溫度控制在110 120 0C ；b、將回收的塑料先進(jìn)行分類、破碎，然后從運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)入塑料造料機(jī) 進(jìn)行再造粒，造粒后的塑料顆粒再由風(fēng)送系統(tǒng)輸送管道進(jìn)入另一料倉(cāng)備存，造粒時(shí)溫度控 制在210 250 0C ；C、將上述的木屑和塑料顆粒置于混合機(jī)中進(jìn)行混合攪拌，在攪拌同時(shí)加入染料進(jìn) 行染色，攪拌過程中控制溫度在110 120°C，轉(zhuǎn)速控制在50 300rpm，至攪拌均勻；d、將紅磷、發(fā)泡劑、成炭劑、輔助劑加入混合機(jī)中，在110 120°C溫度，50 300rpm的轉(zhuǎn)速下混合攪拌10 20分鐘；e、再控制混合機(jī)的轉(zhuǎn)速在350 450rpm，攪拌冷卻至30 60°C得到預(yù)混料；f、將預(yù)混料置于高速混合機(jī)中高溫改性，溫度控制在210 250°C，進(jìn)行熔融復(fù)合 得到木塑復(fù)合材料的熔體；g、將木塑復(fù)合材料熔體由運(yùn)輸管道送到雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行造粒，由風(fēng)送系統(tǒng)輸送 管道在輸送過程中進(jìn)行冷卻后，進(jìn)入儲(chǔ)料罐備存；h、將上述木塑顆粒再由平行雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，經(jīng)定長(zhǎng)和分切，經(jīng)自然冷卻 5 7小時(shí)后包裝，最后經(jīng)檢驗(yàn)后入庫(kù)待銷，制成阻燃木塑復(fù)合材料。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，制成的阻燃木塑復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，加工 性能好，耐腐蝕、耐潮濕，氧指數(shù)為26% 36%，應(yīng)用范圍更廣，特別適用于室內(nèi)地板，天花 板，辦公用具，門窗材料等對(duì)阻燃性要求很高的場(chǎng)合，生產(chǎn)工藝過程簡(jiǎn)便，效率高。與現(xiàn)有 的木塑復(fù)合材料相比，該阻燃木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彈性模量都有一定的提 高，不僅解決了以往因?yàn)樽枞紕┘尤肓看螅黾恿顺杀厩也牧系牧W(xué)性能大大降低的缺點(diǎn)，使得木塑復(fù)合材料的阻燃性能比較高，而且其力學(xué)性能比一般的木塑材料要高，經(jīng)濟(jì)，環(huán) 保，無(wú)污染，現(xiàn)已經(jīng)用于世博會(huì)中國(guó)館的建設(shè)。


圖1為本發(fā)明阻燃木塑復(fù)合材料制備方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種阻燃木塑復(fù)合材料，包括55kg含水率10%的廢木屑，可回收塑料45kg，染料 2kg，紅磷2. 5kg，發(fā)泡劑2kg，輔助劑3kg，成炭劑1kg。如圖1所示，上述阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法如下將回收的廢木屑經(jīng)運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)行篩選，再將篩選后的木屑進(jìn)行脫脂和 烘干，然后由風(fēng)送系統(tǒng)將木屑輸送到另一料倉(cāng)備存，備存料倉(cāng)中溫度控制在110°c。將回收的塑料先進(jìn)行分類、破碎，然后從運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)入塑料造料機(jī)進(jìn) 行再造粒，造粒后的塑料顆粒再由風(fēng)送系統(tǒng)輸送管道進(jìn)入另一料倉(cāng)備存，造粒時(shí)溫度控制 在 230 0C ο將上述的木屑和塑料顆粒置于混合機(jī)中進(jìn)行混合攪拌，在攪拌同時(shí)加入染料進(jìn)行 著色，攪拌過程中控制溫度在110°c，轉(zhuǎn)速控制在150rpm，至攪拌均勻。將紅磷、發(fā)泡劑、成炭劑、輔助劑加入混合機(jī)中，在120°C溫度，250rpm的轉(zhuǎn)速下混 合攪拌20分鐘。再控制混合機(jī)的轉(zhuǎn)速在400rpm，攪拌冷卻至50°C得到預(yù)混料。將預(yù)混料置于高速 混合機(jī)中高溫改性，溫度控制在250°C，進(jìn)行熔融復(fù)合得到木塑復(fù)合材料的熔體。將木塑復(fù)合材料熔體由運(yùn)輸管道送到雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行造粒，由風(fēng)送系統(tǒng)輸送管 道在輸送過程中進(jìn)行冷卻后，進(jìn)入儲(chǔ)料罐備存，主機(jī)轉(zhuǎn)速125HZ，電流175A。將上述木塑顆粒再由平行雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，溫度控制在130 180°C主機(jī) 轉(zhuǎn)速28HZ，電流42A。經(jīng)后道附機(jī)定長(zhǎng)，由自動(dòng)高速切割機(jī)分切，經(jīng)自然冷卻6小時(shí)后包裝， 最后經(jīng)檢驗(yàn)后入庫(kù)待銷，制成阻燃木塑復(fù)合材料。實(shí)施例二 本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于紅磷為4kg，其余相同。實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于紅磷為5kg，其余相同。實(shí)施例四本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于在將紅磷、發(fā)泡劑、成炭劑、輔助劑加入混合機(jī) 中的同時(shí)，再加入Ikg的Mg (OH) 2和Al (OH) 3的混合物，其余相同。對(duì)按照上述四個(gè)實(shí)施例制得的標(biāo)準(zhǔn)試件(其截面尺寸寬為40mm，厚為30mm)進(jìn)行
測(cè)試。試件編號(hào)見如下表1，對(duì)其力學(xué)性能及化學(xué)性能性能的測(cè)試結(jié)果，見如下表2 表1 表 2綜合表2進(jìn)行分析，可見本發(fā)明與未加阻燃劑的材料相比確實(shí)有很好的阻燃效 果。紅磷的量控制在3%左右效果最佳；加入Mg(0H)2、Al (OH)3混合使用效果更明顯。
權(quán)利要求
一種阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于包括以下成分(A)木纖維，質(zhì)量百分比為30％～60％；(B)塑料，質(zhì)量百分比為30％～50％；(C)紅磷，質(zhì)量百分比為2％～10％；(D)成炭劑，質(zhì)量百分比為1％～10％；(E)發(fā)泡劑，質(zhì)量百分比為2％～8％；(F)輔助劑，質(zhì)量百分比為2％～7％；(G)染料，質(zhì)量百分比為1％～3％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于所述塑料為聚乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于所述木纖維為木粉，秸稈， 谷糠或他們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于所述成炭劑為含有至少三 個(gè)羥基的長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔?，以及季戊四醇和乙二醇的混合物?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于所述輔助劑包括抗氧劑 168，亞磷酸酯類穩(wěn)定劑和石蠟分散劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于所述發(fā)泡劑為紙漿廢液，聚 磷酸銨和三聚氰胺的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于復(fù)合材料還含有Mg(OH)2或 Al(OH)3或其混合物，質(zhì)量百分比為0. 5% 1. 5%。
8.一種制備如權(quán)利要求1中所述阻燃木塑復(fù)合材料的方法，其特征在于包括以下步驟a、將回收的廢木屑經(jīng)運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)行篩選，再將篩選后的木屑進(jìn)行脫脂和烘 干，然后由風(fēng)送系統(tǒng)將木屑輸送到另一料倉(cāng)備存，備存料倉(cāng)中溫度控制在110 120°C ；b、將回收的塑料先進(jìn)行分類、破碎，然后從運(yùn)輸管道輸送到料倉(cāng)進(jìn)入塑料造料機(jī)進(jìn)行 再造粒，造粒后的塑料顆粒再由風(fēng)送系統(tǒng)輸送管道進(jìn)入另一料倉(cāng)備存，造粒時(shí)溫度控制在 210 250°C ；C、將上述的木屑和塑料顆粒置于混合機(jī)中進(jìn)行混合攪拌，在攪拌同時(shí)加入染料進(jìn)行著 色，攪拌過程中控制溫度在110 120°C，轉(zhuǎn)速控制在50 300rpm，至攪拌均勻；d、將紅磷、發(fā)泡劑、成炭劑、輔助劑加入混合機(jī)中，在110 120°C溫度，50 300rpm的 轉(zhuǎn)速下混合攪拌10 20分鐘；e、再控制混合機(jī)的轉(zhuǎn)速在350 450rpm，攪拌冷卻至30 60°C得到預(yù)混料；f、將預(yù)混料置于高速混合機(jī)中高溫改性，溫度控制在210 250°C，進(jìn)行熔融復(fù)合得到 木塑復(fù)合材料的熔體；g、將木塑復(fù)合材料熔體由運(yùn)輸管道送到雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行造粒，由風(fēng)送系統(tǒng)輸送管道 在輸送過程中進(jìn)行冷卻后，進(jìn)入儲(chǔ)料罐備存；h、將上述木塑顆粒再由平行雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，經(jīng)定長(zhǎng)和分切，經(jīng)自然冷卻5 7 小時(shí)后包裝，最后經(jīng)檢驗(yàn)后入庫(kù)待銷，制成阻燃木塑復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法，該阻燃木塑復(fù)合材料包括以下成分木纖維，質(zhì)量百分比為30％～60％；塑料，質(zhì)量百分比為30％～50％；紅磷，質(zhì)量百分比為2％～10％；成炭劑，質(zhì)量百分比為1％～10％；發(fā)泡劑，質(zhì)量百分比為2％～8％；輔助劑，質(zhì)量百分比為2％～7％；染料，質(zhì)量百分比為1％～3％。本發(fā)明阻燃木塑復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，加工性能好，耐腐蝕、耐潮濕，應(yīng)用范圍更廣，與現(xiàn)有的木塑復(fù)合材料相比，該阻燃木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彈性模量都有一定的提高，解決了以往因?yàn)樽枞紕┘尤肓看?，增加了成本且材料的力學(xué)性能大大降低的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K5/053GK101899219SQ20101023593
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者凌飛鏡, 盧娟, 周友成, 施竹君, 施迎春, 施迎梅 申請(qǐng)人:湖州美典新材料有限公司