專利名稱：一種無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料，具體涉及一種無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是由木纖維、塑料、偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、著色劑等添加劑混合在一起，采用擠出、模壓或注塑等適合于大規(guī)模生產(chǎn)的工藝方法加工而成的一種新型材料。木塑復(fù)合材料兼具木材與塑料的特點(diǎn)，具有力學(xué)性能優(yōu)良、吸水率低、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，在很多應(yīng)用場合可以代替木材與塑料制品，目前已廣泛用作鋪板、欄桿、景觀木、戶外建筑、室內(nèi)裝飾材料等。木塑復(fù)合材料作為建筑與室內(nèi)裝飾材料，應(yīng)用于商場、醫(yī)院、客運(yùn)車站、圖書館、博物館等公共場所時(shí)，應(yīng)符合國家相關(guān)消防法規(guī)對其燃燒性能的要求。因此，阻燃型木塑復(fù)合材料的研究開發(fā)得到了日益廣泛的關(guān)注。例如授權(quán)公告號CN101143952A阻燃抑煙型木塑復(fù)合材料的專利公開了一種生產(chǎn)阻燃型木塑復(fù)合材料的方法，該專利應(yīng)用以聚磷酸銨為主的膨脹型阻燃劑達(dá)到阻燃抑煙的目的。公開號CN102093735A —種以硅烷改性聚磷酸銨為阻燃劑的木粉/聚乙烯木塑復(fù)合材料及其制備方法，該專利采用硅烷改性聚磷酸銨以提高阻燃劑與木粉的相容性，從而得到阻燃性能好、機(jī)械性能高的木塑復(fù)合材料。公開號CN102181166A 一種高效阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法利用有機(jī)化處理的膨潤土、硼酸鋅與氫氧化鋁復(fù)配的阻燃劑，以解決界面相容的問題，既獲得優(yōu)良的阻燃效果，又滿足機(jī)械性能要求。公開號CN101838465A有機(jī)硅硼阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法采用含有硼硅氧烷接枝聚合物的塑料基料制備木塑復(fù)合材料的方法，產(chǎn)品具有阻燃性好、機(jī)械性能優(yōu)、對環(huán)境無害等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過添加納米級無機(jī)阻燃劑并通過特定加工工藝過程，提供一種阻燃性能突出、綜合性能良好的木塑復(fù)合材料。本發(fā)明采用納米級無機(jī)阻燃劑氫氧化鋁與氫氧化鎂，外加具有協(xié)效作用的抑煙劑鑰化合物，輔以合適的偶聯(lián)劑，從而得到一種環(huán)保、高效阻燃、明顯抑煙、物理力學(xué)性能均衡的木塑復(fù)合材料。本發(fā)明的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于由以下重量份的原料經(jīng)高溫混合、造粒與擠出成型而制得: 卜她幫料IOO份
60-100 11 的木纖_m()-2<M)份
偶聯(lián)剷5-15份
附燃劑25-45份
揀煙劑5-3份
柄滑劑5-15份
抗試劑1-5份
抗老化劑〗-5份
右fe劑1-5份》作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案:·
所述的顆粒狀回收塑料為回收PE、回收PP中的一種或二者的組合物。所述的木纖維由專用木材粉碎機(jī)加工而得或由木材加工的鋸末與刨花等剩余物組成，并經(jīng)篩選與干燥得到60-100目含水率為6% - 8%的木纖維。所述的偶聯(lián)劑采用馬來酸酐改性聚乙烯、有機(jī)硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯中的一種或一種以上的組合物。所述的阻燃劑為納米級氫氧化鋁、納米級氫氧化鎂等無機(jī)阻燃劑中的一種或一種以上的組合物。所述的抑煙劑為鑰酸銨、三氧化鑰或硼酸鋅中的一種或一種以上的組合物。所述的潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或石蠟中的一種或一種以上的組合物。所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑168中的一種或一種以上的組合物；所述的紫外線吸收劑為UV531、UV327或UV-9中的一種或一種以上的組合物。本發(fā)明提供的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法，采用以下步驟進(jìn)行制備:將各組分原料按重量比稱取后投入到高溫混煉機(jī)中，在溫度90-125 °C、轉(zhuǎn)速80-120r/min下，混煉15-20分鐘得混合物料，將混合物料輸送至冷混罐內(nèi)冷卻至50°C以下；冷混后的物料加入到平行雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200°C、轉(zhuǎn)速50-100r/min下，經(jīng)擠出、冷卻與切粒得到顆粒狀木塑混合物；將造粒所得的顆粒料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200°C、轉(zhuǎn)速30-80r/min下，通過口模擠出，再經(jīng)過冷凝水冷卻、機(jī)械牽引、鋸機(jī)鋸割等工序而制得木塑成品。本發(fā)明采用的阻燃劑為納米級無機(jī)阻燃劑及抑煙劑，屬無鹵環(huán)保型阻燃劑。本發(fā)明的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料與未經(jīng)阻燃處理的木塑復(fù)合材料相比，阻燃性能與抑煙性能有明顯提高，比如氧指數(shù)提高20%-30%，煙密度降低30%-40%，熱釋放速率降低20%-50%，最大熱釋放速率降低30%-45%，總釋熱量降低30-40%。同時(shí)其抗彎強(qiáng)度與吸水厚度膨脹率等物理力學(xué)性能均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)木塑裝飾板的要求，可應(yīng)用于建筑與室內(nèi)裝飾中對材料阻燃性能要求較高的場所。
具體實(shí)施例方式下面給出實(shí)例以對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例1
按重量配比稱取干燥好的回收PE塑料顆粒100份，40-100目的木纖維150份，馬來酸酐接枝聚乙烯10份，納米級氫氧化鋁20份，三氧化鑰2份，滑石粉5份，抗氧劑(1010)2份，輔助抗氧劑(DLTP) I份，紫外線吸收劑(UV531) 2份，著色顏料(鐵紅、鐵黃與鐵黑的混合物)4份，石蠟2份。將各組分原料按重量比稱取后投入到高溫混煉機(jī)中，在溫度90-125 °C轉(zhuǎn)速、80-120r/min下，高速混煉15-20分鐘后，將混合物料輸送至冷混罐內(nèi)冷卻至50°C以下；冷混后的物料加入到平行雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200°C、轉(zhuǎn)速50-100r/min下，經(jīng)高溫高壓擠出、冷卻與切粒得到顆粒狀木塑混合物；將造粒所得的顆粒料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200°C、轉(zhuǎn)速30-80r/min下，經(jīng)高溫高壓通過口模擠出，再經(jīng)過冷凝水冷卻、機(jī)械牽引、鋸機(jī)鋸割等工序而制得木塑成品。實(shí)施例2按重量配比稱取干燥好的回收PE塑料顆粒100份，40-100目的木纖維150份，馬來酸酐接枝聚乙烯10份，納米級氫氧化鎂20份，三氧化鑰2份，滑石粉5份，抗氧劑(1010)2份，輔助抗氧劑(DLTP) I份，紫外線吸收劑(UV531) 2份，著色顏料(鐵紅、鐵黃與鐵黑的混合物)4份，石蠟2份。產(chǎn)品生產(chǎn)過程與實(shí)施步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例3按重量配比稱取干燥好的回收PE塑料顆粒100份，40-100目的木纖維150份，馬來酸酐接枝聚乙烯10份，鋁酸酯3份，納米級氫氧化鋁15份，納米級氫氧化鎂15份，三氧化鑰2份，鑰酸銨2份，滑石粉5份，抗氧劑(1010) 2份，輔助抗氧劑(DLTP) I份，紫外線吸收劑(UV531) 2份，著色顏料(鐵紅、鐵黃與鐵黑的混合物)4份，石蠟2份。產(chǎn)品生產(chǎn)過程與實(shí)施步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例4按重量配比稱取干燥好的回收PE塑料顆粒100份，40-100目的木纖維150份，馬來酸酐接枝聚乙烯10份，鋁酸酯5份，納米級氫氧化鋁20份，納米級氫氧化鎂20份，三氧化鑰2份，鑰酸銨2份，滑石粉5份，抗氧劑(1010) 2份，輔助抗氧劑(DLTP) I份，紫外線吸收劑(UV531) 2份，著色顏料(鐵紅、 鐵黃與鐵黑的混合物)4份，石蠟2份。產(chǎn)品生產(chǎn)過程與實(shí)施步驟同實(shí)施例1。表一各實(shí)施例的產(chǎn)品物理力學(xué)性能與燃燒性能
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于由以下重量份的原料通過混合、造粒和擠出成型制得: 顆粒狀回收塑料100份， 60-100目的木纖維100-200份， 偶聯(lián)劑5-15份， 阻燃劑25-45份，抑煙劑1-3份， 潤滑劑5-15份，抗氧劑1-5份， 抗老化劑1-5份，著色劑1-5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于顆粒狀回收塑料為回收PE或回收PP中的一種或二者的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于木纖維由專用木材粉碎機(jī)加工而得或由木材加工的鋸末與刨花等剩余物組成，并經(jīng)篩選與干燥得到60-100目含水率為6% - 8%的木纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于偶聯(lián)劑采用馬來酸酐改性聚乙烯、有機(jī)硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯中的一種或一種以上的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于阻燃劑為納米級氫氧化鋁、納米級氫氧化鎂等無機(jī)阻燃劑中的一種或一種以上的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于抑煙劑為鑰酸銨、三氧化鑰或硼酸鋅中的一種或一種以上的組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅或石蠟中的一種或一種以上的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑168中的一種或一種以上的組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料，其特征在于紫外線吸收劑為UV531、UV327或UV-9中的一種或一種以上的組合物。
10.一種如權(quán)利要求1所述的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于采用以下步驟進(jìn)行制備: 將各組分原料按重量比稱取后投入到高溫混煉機(jī)中，在溫度90-125°C、轉(zhuǎn)速80-120r/min下，混煉15-20分鐘得混合物料，將混合物料輸送至冷混罐內(nèi)冷卻至50°C以下；冷混后的物料加入到平行雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200°C、轉(zhuǎn)速50-100 r/min下，經(jīng)擠出、冷卻與切粒得到顆粒狀木塑混合物；將造粒所得的顆粒料加入錐形雙螺桿擠出機(jī)，在溫度140-200 0C、轉(zhuǎn)速30-80 r/min下,通過口模擠出，再經(jīng)過冷凝水冷卻、機(jī)械牽弓1、鋸機(jī)鋸割等工序而制得木塑成品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料及其制備方法，木塑復(fù)合材料由如下重量份的原料制作顆粒狀回收塑料100、木纖維100-200、偶聯(lián)劑5-15、阻燃劑25-45、抑煙劑1-3、潤滑劑5-15、抗氧劑1-5、抗老化劑1-5份、著色劑1-5；本發(fā)明采用的阻燃劑為納米級無機(jī)阻燃劑及抑煙劑，屬無鹵環(huán)保型阻燃劑，本發(fā)明的無機(jī)納米阻燃木塑復(fù)合材料與未經(jīng)阻燃處理的木塑復(fù)合材料相比，阻燃性能與抑煙性能有明顯提高，比如氧指數(shù)提高20%-30%，煙密度降低30%-40%，熱釋放速率降低20%-50%，最大熱釋放速率降低30%-45%，總釋熱量降低30-40%，同時(shí)其抗彎強(qiáng)度與吸水厚度膨脹率等物理力學(xué)性能均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)木塑裝飾板的要求，可應(yīng)用于建筑與室內(nèi)裝飾中對材料阻燃性能要求較高的場所。
文檔編號C08K3/38GK103194075SQ20131013834
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者楊洪斌 申請人:瑞麗市千紫木業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司