專利名稱：一種新型阻燃木塑工藝配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建材，特別是一種新型阻燃木塑工藝配方。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(WPC)，是一種主要由木材或者纖維素為基礎(chǔ)材料與塑料制成的復(fù)合材料，就是將一定比例的木纖維(如木粉、秸桿粉、棉桿粉、竹粉、果殼粉等)經(jīng)過預(yù)處理使之與熱塑性聚合物樹脂或其他材料結(jié)合而成的一種新型材料；該新型材料既綠色環(huán)保又具有良好的力學(xué)穩(wěn)定性，但是構(gòu)成木塑復(fù)合材料的兩大原料木纖維和聚烯烴都是易燃性材料，為此該復(fù)合材料也是易燃材料，賦予木塑復(fù)合材料良好的阻燃性能是該材料應(yīng)用發(fā)展的需要；單獨對木材及木纖維的阻燃研究有很多，一般有磷-氮系阻燃劑；硼系阻燃劑；含鹵阻燃劑；其他無機鹽等；但主要以磷-氮系阻燃劑為主，被認(rèn)為是最適宜的木材阻燃劑，磷、氮兩種元素在木材阻燃劑中起協(xié)同作用而提高阻燃效果；然而這些阻燃劑幾乎有一個共同的特點，就是明顯地降低木纖維的熱降解溫度，這可能會導(dǎo)致無法進行復(fù)合材料的加工；對于聚烯烴阻燃的研究也很多，其阻燃方法常采用含鹵阻燃劑與三氧化二銻(Sb2O3)配合使用；金屬氫氧化物(A1(0H)3、Mg(OH)2)阻燃劑；膨脹性阻燃劑；聚磷酸銨阻燃劑等；無鹵阻燃是聚烯烴阻燃研究的熱點，膨脹阻燃劑對聚烯烴/木纖維復(fù)合材料進行雙重阻燃是該復(fù)合材料阻燃研究的熱點；但是阻燃劑的添加往往會惡化復(fù)合材料的力學(xué)性能，因此對阻燃復(fù)合材料的研究阻燃復(fù)合材料的研究要同時研究界面相容性、熱穩(wěn)定性和阻燃性，以獲得理想的阻燃復(fù)合材料；目前，國內(nèi)沒有應(yīng)用于木塑復(fù)合材料阻燃的知識產(chǎn)權(quán)，因此，研制新型阻燃木塑材料是需要認(rèn)真解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種新型阻燃木塑工藝配方，可有效解決其他非有機磷系阻燃劑阻燃效率低、成本高和影響材料的力學(xué)性能的問題。 本發(fā)明解決的技術(shù)方案是由母料和輔料制成，所述的母料由重量百分比計的秸桿粉I 20%、木粉I 20%、稻殼粉I 20%、聚氯乙烯30 50%、碳酸鈣10 30%、發(fā)泡劑O. 2 2%制成；所述的輔料由分別占母料重量百分比計復(fù)配組分A 1% 3%、復(fù)配組分BO. 2% O. 5%和復(fù)配組分C O. 2%制成；所述的秸桿粉為麥秸、水稻秸、玉米秸、紅薯秸、油菜秸、棉花秸、甘蔗秸等的一種或二種以上的混合物，粉碎過40-60目篩；所述的木粉為桐樹、柳樹、榆樹、樺樹、楊樹、棗樹等的一種或二種以上的混合物，粉碎過40-60目篩；所述的稻殼粉為稻谷外面的一層殼，粉碎過40-60目篩；所述的碳酸鈣粒度為I 3 μ m ;
所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、三氯氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷等的一種；所述的復(fù)配組分A為重量比計的三鄰苯二胺基環(huán)三聚磷腈聚磷酸銨=I I組成；復(fù)配組分B為重量比計的氧化組氫氧化鋯=2 :1組成；復(fù)配組分C為重量比計的脲醛樹脂聚乙烯醇=I I組成。將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌10-15min，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌30 50min，混合均勻后在140-160°C下干燥至含水量< 3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型；本發(fā)明配方獨特，加工方法簡單，原材料豐富，成本低，由于磷系阻燃劑在纖維素內(nèi)部以共價鍵的形式交聯(lián)，能夠達到長效阻燃的目的，組分中的機磷阻燃劑同時還含有高密度的磷，屬一類新型的環(huán)保、高效阻燃劑，且性價比(阻燃性能與價格的比值)高，此工藝配方在木塑制品中的應(yīng)用不僅順應(yīng)了市場的需求，同時本發(fā)明還具有無鹵、低煙、低毒、高效、環(huán)保等優(yōu)點。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細(xì)說明。實施例1本發(fā)明在具體實施中，是由母料和輔料制成，所述的母料由重量百分比計的秸桿粉10%、木粉18%、稻殼粉2 0%、聚氯乙烯40%、碳酸鈣11.8%、三氯氟甲烷O. 2%制成；所述的輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分Al%、復(fù)配組分B0. 5%和復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌30min，混合均勻后在140°C下干燥至含水量< 3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。實施例2本發(fā)明由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉10%、木粉20%、稻殼粉10%、聚氯乙烯45%、碳酸鈣13%、二氯二氟甲烷2% ；輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 1.5%、復(fù)配組分B 0.5%和復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌40min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。實施例3
本發(fā)明由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉10%、木粉20%、稻殼粉10%、聚氯乙烯45%、碳酸鈣13%、偶氮二甲酰胺2% ；輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A2.0%、復(fù)配組分B O. 5%和復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌40min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。實施例4
本發(fā)明由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為稻桿粉15%、木粉10%、稻殼粉15%、聚氯乙烯35%、碳酸鈣24%、二氯四氟乙烷1% ；輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 3%、復(fù)配組分B 0.4%和復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在160°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。實施例5本發(fā)明由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為稻桿粉16%、木粉10%、稻殼粉1%、聚氯乙烯41%、碳酸鈣30%、偶氮二甲酰胺2% ；輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 1.0%、復(fù)配組分B 0.4%和復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在160°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。實施例6本發(fā)明由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉5%、木粉I %、稻殼粉12%、聚氯乙烯50%、碳酸鈣30%、偶氮二甲酰胺2% ；輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 3.0%、復(fù)配組分B 0.4%、復(fù)配組分C O. 2%制成；其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于賓館、飯店、建筑裝飾裝修，阻燃效果好，無法燃燒及形成火焰，性能穩(wěn)定可靠，其性能指標(biāo)通過以下實驗給出阻燃性能測試把上述依6個實施例制備的樣品裁制成標(biāo)準(zhǔn)的小板，然后使用氧指數(shù)測定儀HC-2(南京市江寧區(qū)分析儀器廠)和水平垂直燃燒測定儀CZF-3(南京市江寧區(qū)分析儀器廠)分別對木塑材料進行氧指數(shù)和燃燒性能測定，氧指數(shù)28-31 %，水平垂直燃燒性能無著火，煙輕，阻燃效果良好。力學(xué)性能測試把上述6個實施例制備的樣品裁制成長115mm、寬10mm、厚2. 5mm的標(biāo)準(zhǔn)小板,然后使用拉伸測試儀5585(美國INSTR0N)和沖擊試樣機ZBC1251-B(美特斯工業(yè)系統(tǒng)公司)分別對阻燃型木塑材料進行拉伸和沖擊試驗，拉伸指數(shù)(最大拉力，單位N)272. 9-348.2，沖擊指數(shù)(韌性，無缺 口 ),單位kj/m2, 3. 560-5. 312,注拉伸速度2mm/min。綜上所述，本發(fā)明阻燃效果好，抗沖擊能力強，韌性強，既獲得了優(yōu)良的阻燃性能
又保持了木塑材料優(yōu)秀的力學(xué)性能，是一種理想的阻燃木塑材料，有顯著的經(jīng)濟和社會效.、
Mo
權(quán)利要求
1.一種新型阻燃木塑工藝配方，由母料和輔料制成，所述的母料由重量百分比計秸桿粉I 20%、木粉I 20%、稻殼粉I 20%、聚氯乙烯30 50%、碳酸鈣10 30%、發(fā)泡劑0.2 2%制成； 所述的輔料由分別占母料重量百分比計復(fù)配組分A 1% 3%、復(fù)配組分B 0.2% 0.5%和復(fù)配組分C 0. 2% ; 所述的秸桿粉為麥秸、水稻秸、玉米秸、紅薯秸、油菜秸、棉花秸、甘蔗秸等的一種或二種以上的混合物，粉碎過40-60目篩； 所述的木粉為桐樹、柳樹、榆樹、樺樹、楊樹、棗樹等的一種或二種以上的混合物，粉碎過40-60目篩； 所述的稻殼粉為稻谷外面的一層殼，粉碎過40-60目篩； 所述的碳酸鈣粒度為1 3 μm ; 所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、三氯氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷的一種； 所述的復(fù)配組分A為重量比計的三鄰苯二胺基環(huán)三聚磷腈聚磷酸銨=1 1組成；復(fù)配組分B為重量比計的氧化鑰氫氧化鋯2 :1組成；復(fù)配組分C為重量比計的脲醛樹脂聚乙烯醇=1:1組成； 其制備方法是，將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度≥100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌10_15min,使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌30 50min，混合均勻后在140-160°C下干燥至含水量< 3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，所述的母料由重量百分比計的秸桿粉10%、木粉18%、稻殼粉20%、聚氯乙烯40%、碳酸鈣11.8%、三氯氟甲烷0.2%制成； 所述的輔料由分別占母料重量百分比計復(fù)配組分A 1%、復(fù)配組分B0. 5%和復(fù)配組分C 0.2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度≥100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌30min，混合均勻后在140°C下干燥至含水量< 3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉10%、木粉20%、稻殼粉10%、聚氯乙烯45%、碳酸鈣13%、二氯二氟甲烷2% ； 輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 1.5%、復(fù)配組分B 0.5%、復(fù)配組分CO. 2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度≥100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌40min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉10%、木粉20%、稻殼粉10%、聚氯乙烯45%、碳酸鈣13%、偶氮二甲酰胺2% ； 輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 2.0%、復(fù)配組分B 0.5%、復(fù)配組分C.0.2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min,使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌40min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量< 3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為稻桿粉15%、木粉10%、稻殼粉15%、聚氯乙烯35%、碳酸鈣24%、二氯四氟乙烷1% ； 輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 3%、復(fù)配組分B 0.4%、復(fù)配組分C.0.2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min,使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在160°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉16%、木粉10%、稻殼粉1%、聚氯乙烯41%、碳酸鈣30%、偶氮二甲酰胺2% ； 輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 1.0%、復(fù)配組分B 0.4%、復(fù)配組分C.0.2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌lOmin，使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在160°C下干燥至含水量<3%，然后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型阻燃木塑工藝配方，其特征在于，由母料和輔料制成，母料各個組分所占重量百分比為秸桿粉5%、木粉1%、稻殼粉12%、聚氯乙烯50%、碳酸鈣30%、偶氮二甲酰胺2% ； 輔料由分別占母料重量百分比計的復(fù)配組分A 3.0%、復(fù)配組分B 0.4%、復(fù)配組分C.0.2%制成； 其制備方法是將復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C加入攪拌罐中，高速分散20min，使物料充分混合，然后用砂磨機進行研磨成均勻的淡灰色粉末，顆粒度> 100目，備用；將母料加入攪拌機中預(yù)先攪拌15min,使之分散無結(jié)塊；然后在攪拌下將混合后的復(fù)配組分A、復(fù)配組分B和復(fù)配組分C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌50min，混合均勻后在150°C下干燥至含水量< 3%，然 后進料至雙鏍桿木塑擠出設(shè)備，擠壓成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及阻燃木塑工藝配方，有效解決其他非有機磷系阻燃劑阻燃效率低、成本高和力學(xué)性能不好的問題，由母料和輔料制成，母料由秸稈粉1～20％、木粉、稻殼粉、聚氯乙烯、碳酸鈣和發(fā)泡劑制成；輔料由分別占母料重量百分比計復(fù)配組分A 1％～3％、復(fù)配組分B 0.2％～0.5％和復(fù)配組分C 0.2％制成；A為重量比計的三鄰苯二胺基環(huán)三聚磷腈∶聚磷酸銨＝1∶1組成；B為重量比計的氧化鉬∶氫氧化鋯2∶1組成；C為重量比計的脲醛樹脂∶聚乙烯醇1∶1組成，將A、B和C加入攪拌罐中，分散，研磨成淡灰色粉末，備用；將母料加入攪拌機中攪拌；然后將A、B和C的混合物通過噴槍施入，繼續(xù)攪拌30～50min，混合后干燥，擠壓成型，配方獨特，成本低，低煙、低毒、環(huán)保。
文檔編號C08K13/02GK103044820SQ201310007618
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者趙玉芬, 葉勇, 鄒如意, 于玉建, 張迪, 徐占輝 申請人:鄭州大學(xué)