本發(fā)明涉及一種阻燃型木塑相變儲能復(fù)合材料及其粉體、顆粒和板材產(chǎn)品，屬于建筑材料領(lǐng)域。

技術(shù)背景

隨著人們對環(huán)境資源重視程度的不斷提高，木塑復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用已引起政府和公眾的重視。木塑復(fù)合材料是用木纖維或植物纖維填充、增強(qiáng)的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的性能，經(jīng)熱壓、擠出或注塑成型為型材、材料或其他制品，代替木材和塑料，具有可塑性強(qiáng)、不龜裂、防水、防潮、防腐、防霉變及加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。而相變材料可以在一定的溫度范圍內(nèi)通過改變物理狀態(tài)的改變，存儲和釋放大量的熱能，具有儲能密度大、吸(放)熱溫度近似恒定等特點(diǎn)。木塑材料與相變材料復(fù)合在一起，即可得到兼具兩種材料優(yōu)點(diǎn)的木塑相變材料。

塑料在木塑材料中主要起黏結(jié)填料和傳遞應(yīng)力的作用。用于制備木塑復(fù)合材料的熱塑性塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚甲醛等。

用于木塑復(fù)合材料的木質(zhì)原料不是木材粉末的狹義概念，是植物纖維的俗稱。植物纖維一般有木本纖維、草本纖維和藤禾類纖維三種。因此，木質(zhì)原料這個概念中的“木”是指植物纖維中的木質(zhì)素；“粉”是指植物纖維的幾何狀態(tài)。木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度主要取決于增強(qiáng)材料即木質(zhì)原料的種類、形態(tài)、化學(xué)組分和含量。研究結(jié)果表明，纖維狀刨花的增強(qiáng)作用最好，木材纖維的增強(qiáng)作用次之，最后是木質(zhì)原料。木質(zhì)原料/刨花/木材纖維的常用粒徑為20～400目。木質(zhì)原料的形狀、大小、樹種等對復(fù)合材料強(qiáng)度均有影響。

有機(jī)相變材料、各種聚合物、天然纖維均屬于易燃或可燃物質(zhì)，因此復(fù)合材料容易燃燒著火，屬于易燃類材料，使其在應(yīng)用過程中受到了限制。因此，研究阻燃型木塑相變復(fù)合材料的燃燒、熱解特性和對其進(jìn)行阻燃處理是非常重要的。傳統(tǒng)聚合物阻燃技術(shù)中鹵素阻燃劑(特別是溴系)以添加量低、阻燃效果明顯、價格適中而受到重視，與三氧化二銻協(xié)同作用(俗稱“鹵-銻協(xié)同體系”)，阻燃效果更加顯著。尋求不同阻燃劑間的協(xié)同效應(yīng)，提高阻燃效率、改善阻燃型木塑相變儲能復(fù)合材料的力學(xué)性能、降低生產(chǎn)成本，是阻燃型木塑相變復(fù)合材料研發(fā)的主要內(nèi)容之一。公開號cn104262753a的專利公開了一種木塑相變儲能材料的制備方法，但其

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
未涉及阻燃性能，在市場化過程中會受到限制。

目前針對木塑相變復(fù)合材料的研究還很少。而制備同時具有成型性好、阻燃性能優(yōu)異的木塑相變復(fù)合材料，至今尚未見到現(xiàn)有技術(shù)中有類似這樣的技術(shù)被公開。將木塑材料與相變復(fù)合材料相結(jié)合，即可得到木塑相變復(fù)合材料。木塑相變復(fù)合材料是一種功能性復(fù)合材料，不僅具有木地板的特性，還具有相變材料的高儲熱性能，可與地暖結(jié)合，利用峰谷電價，減少能源消耗，進(jìn)一步提高居住舒適度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種阻燃型木塑相變復(fù)合材料，其同時具有成型性好、阻燃性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的具體技術(shù)方案如下：

一種阻燃型木塑相變復(fù)合材料，其特征在于，其組分包括(質(zhì)量百分比)：相變材料20-50、支撐材料20-50、木質(zhì)原料15-50、阻燃劑和協(xié)效劑5-20、多孔材料5-10、相容劑2-5、其他功能助劑1-8。

進(jìn)一步，所述的相變材料為相變點(diǎn)在10-100℃石蠟、烷烴、酯類、脂肪酸、脂肪醇等中的一種或多種混合物；

進(jìn)一步，所述的支撐材料為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等中的一種或幾種混合物；

進(jìn)一步，所述的木質(zhì)原料為鋸末刨花、木屑、木粉、農(nóng)作物秸稈、木質(zhì)邊角料、廢舊木材、稻殼、果殼、花生殼、木質(zhì)纖維等中的一種或幾種混合物；

進(jìn)一步，所述的阻燃劑為鹵系阻燃劑、硅系阻燃劑、膨脹系阻燃劑；所述阻燃協(xié)效劑包括有機(jī)、無機(jī)兩類，有機(jī)協(xié)效劑選自季戊四醇、三聚氰胺、二茂鐵、環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的混合物；無機(jī)協(xié)效劑選自聚磷酸銨、紅磷、三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、納米級蒙脫土、膨潤土、沸石中的一種或幾種的混合物，有機(jī)、無機(jī)協(xié)效劑可混合使用，且所述阻燃劑與阻燃協(xié)效劑的質(zhì)量比例為1:4～5:1。

進(jìn)一步，所述多孔材料包括膨脹珍珠巖、多孔二氧化硅、活性炭、膨脹石墨、膨脹蛭石中的一種或幾種的混合物。

進(jìn)一步，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐改性纖維、聚亞胺酯、丙烯酸酯共聚物、硅烷偶聯(lián)劑、乙烯丙烯酸共聚物、鈦酸酯偶聯(lián)劑；相容劑具有提高產(chǎn)品的拉伸、沖擊強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高填充，減少樹脂用量，改善加工流變性，提高表面光潔度等作用。

進(jìn)一步，所述其他功能助劑包括穩(wěn)定劑、潤滑劑、增塑劑、抗氧劑、防靜電劑、成核劑、抗沖擊助劑、導(dǎo)熱增強(qiáng)劑、發(fā)泡劑等。

一種利用包括權(quán)上述復(fù)合材料制成的粉體、顆粒、板材。

一種利用上述的粉體、顆粒、板材制成的產(chǎn)品或制品。

以上技術(shù)方案制備出的阻燃型木塑相變復(fù)合材料兼具了相變材料的儲熱特性、木質(zhì)材料的柔和觸感以及塑料的防水、防蟲、防霉變等特點(diǎn)。不僅可使建筑具備自調(diào)溫功能，降低能耗，還讓人體感覺舒適，對環(huán)境友好。

附圖說明

圖1為阻燃型木塑相變復(fù)合材料的實(shí)物圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的木塑相變復(fù)合材料，其組分包括(質(zhì)量百分比)：相變材料20-50、支撐材料20-50、木質(zhì)原料15-50、阻燃劑和協(xié)效劑5-20、多孔材料5-10、相容劑2-5、其他功能助劑1-8。

其中，多孔材料利用其尺寸效應(yīng)、多孔限域效應(yīng)等性能對相變材料進(jìn)行有效封裝。

阻燃劑和協(xié)效劑共同作用，使材料獲得良好的阻燃性。

相容劑可提高各組分間的結(jié)合程度，從而提高產(chǎn)品的拉伸、沖擊強(qiáng)度，改善加工流變性，提高表面光潔度等作用。

圖1為阻燃型木塑相變復(fù)合材料的實(shí)物圖。

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作以下進(jìn)一步說明，本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制，不限于實(shí)施例中所用種類和用量的具體數(shù)值，可根據(jù)實(shí)際需要放大或縮小用量。

實(shí)施例一、將3.5kg干燥的秸稈碎屑原料和1.2kg三聚氰胺-季戊四醇-聚磷酸銨(按質(zhì)量比1:1.2:1)以及0.05kg納米蒙脫土進(jìn)行混合，然后混合物與2kg聚乙烯、0.2kg馬來酸酐接枝聚乙烯、2.6kg十四酸甲酯、0.1kg膨脹石墨，0.35kg多孔二氧化硅，在高速混合機(jī)中混合至80℃。冷卻后，利用壓制成型工藝在160℃下加工成型，得到阻燃型木塑相變復(fù)合材料?？赏ㄟ^國家阻燃標(biāo)準(zhǔn)測試(gb/t8626和gb8624-2012)，激光導(dǎo)熱儀測得導(dǎo)熱系數(shù)為0.35w/mk，差示掃描量熱儀測得熔點(diǎn)為15.3℃，相變焓為50.7kj/kg。

實(shí)施例二、將干燥的3kg40目的楊木質(zhì)原料和3kg石蠟充分混合后，加入0.6kg十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻混合物、3kg聚氯乙烯、0.1聚丙烯、0.04kg增塑劑、0.02kg熱穩(wěn)定劑、0.04kg抗沖擊劑、0.2kg乙烯丙烯酸共聚物，在高速混合機(jī)中混合至60℃。利用擠出成型工藝加工在180℃下成型，得到阻燃型木塑相變復(fù)合材料，可通過國家阻燃標(biāo)準(zhǔn)測試(gb/t8626和gb8624-2012)，激光導(dǎo)熱儀測得導(dǎo)熱系數(shù)為0.32w/mk，差示掃描量熱儀測得熔點(diǎn)為30℃，相變焓為35.2kj/kg。

實(shí)施例三、將干燥的2kg木質(zhì)纖維和2kg十八醇在80℃充分混合后，添加0.1kg硅烷偶聯(lián)劑處理混合物。隨后加入1kg可膨脹石墨、0.5kg聚磷酸酯、4kg聚氯乙烯、0.1kg白炭黑、0.03kg增塑劑、0.03kg熱穩(wěn)定劑、0.04kg抗氧劑、0.2kg丙烯酸酯共聚物，混合均勻后。利用擠出成型工藝加工在185℃下成型，得到阻燃型木塑相變復(fù)合材料材，可通過國家阻燃標(biāo)準(zhǔn)測試(gb/t8626和gb8624-2012)，激光導(dǎo)熱儀測得導(dǎo)熱系數(shù)為0.75w/mk，差示掃描量熱儀測得熔點(diǎn)為55.3℃，相變焓為32.3kj/kg。

實(shí)施例四、各種原料分別進(jìn)行干燥后，將0.5kg果殼粉料和4kg十二醇充分混合后，加入1kg可膨脹石墨、0.5kg聚磷酸酯、0.2kg紅磷、3kg聚氯乙烯、0.4kg膨脹珍珠巖、0.2kg發(fā)泡劑、0.04kg增塑劑、0.02kg熱穩(wěn)定劑、0.04kg抗沖擊劑、0.2kg氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，混合均勻后，利用擠出成型工藝加工成型，得到阻燃型木塑相變復(fù)合材料材，可通過國家阻燃標(biāo)準(zhǔn)測試(gb/t8626和gb8624-2012)，激光導(dǎo)熱儀測得導(dǎo)熱系數(shù)為0.9w/mk，差示掃描量熱儀測得熔點(diǎn)為22.1℃，相變焓為50.4kj/kg。