CN102321376B - 一种高效阻燃塑木复合材料板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑木材料，特别涉及一种高效阻燃塑木板材及其制备方法。本发明采用三(二溴苯基)磷酸酯改善木粉的阻燃性，采用十溴联苯醚和三氧化二锑协同作用改善塑料粒子的阻燃性，再添加其他助剂，采用挤出工艺成型高效阻燃塑木板材。本发明高效阻燃塑木复合材料板材，生产制造方便，生产成本低，对环境友好，力学性能优异，阻燃，可广泛应用于许多需要阻燃的领域。

Description

一种高效阻燃塑木复合材料板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑木复合材料，特别是涉及一种高效阻燃塑木复合材料板材及其制备方法。

背景技术

塑木复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，与纯木相比，它不需要防腐处理、对环境友好、不需要日常维护，使用寿命比木材长，不吸湿，不腐烂，防虫，对冷、热环境不敏感。它具有良好的强度性能，优良的可调整性能，具有紫外线光稳定性、着色性良好，原料来源广泛，可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小；加工方便，可以进行锯、刨和粘接，或用钉子、螺栓固定，使用木工工具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料；不需利用有毒化学物质进行处理，不含甲醛；有木材的外观，比塑料制品高的硬度；废弃后可重复使用和回收再利用，而且能够生物降解，有利于环保等诸多优点。但也存在一些明显不足，如不阻燃，无法满足一些需要阻燃的场合的使用需要，从而限定了其使用范围。所以，对传统塑木复合材料进行改性，改善其阻燃性能就十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效阻燃且具有优良力学性能的塑木复合材料板材及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效阻燃塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的木粉粒径目数为60-100目。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的马来酸酐接枝塑料粒子为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种，其选用与塑料粒子对应，即塑料粒子为聚乙烯时，选用马来酸酐接枝聚乙烯，塑料粒子为聚丙烯时，选用马来酸酐接枝聚丙烯，塑料粒子为聚苯乙烯时，选用马来酸酐接枝聚苯乙烯。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的碳酸钙粉为轻质碳酸钙粉，粒径800-1500目。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的氯化聚乙烯中含氯量为30-40％。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，其中所述的硬脂酸盐为硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种。

优选，一种高效阻燃塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：

更优选，一种高效阻燃塑木复合材料板材，由包括以下重量份数的原料制备而成：

本发明的一种高效阻燃塑木复合材料板材的制备方法，其包括以下步骤：

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶50-100混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在20kHz 40kHz频率下超声处理10-20分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌1-5分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度160℃-200℃，模头温度170℃-210℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3-5分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度150℃-190℃，模头温度155℃-195℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度160℃-190℃，模头温度170℃-200℃，即完成。

本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材，生产制造方便，传统的塑木复合材料生产工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低。高效阻燃塑木复合材料板材和普通塑料板材相比，所用塑料量减小，对环境更加友好，同时可对木粉这种工农业边角料进行废物利用，降低产品原料成本；高强度塑木复合材料板材和其它塑木复合材料相比，除保持优异的力学性能外，更具有阻燃性能，可广泛应用于许多需要防火阻燃的领域。

具体实施方式

以下采用实施例具体说明本发明的一种高效阻燃塑木复合材料板材及其制备方法。

实施例1

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶75混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在30kHz频率下超声处理15分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度180℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度170℃，模头温度175℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度175℃，模头温度185℃，即完成。

实施例2

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶50混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在20kHz频率下超声处理10分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌1分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度150℃，模头温度155℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度160℃，模头温度170℃，即完成。

实施例3

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶100混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在40kHz频率下超声处理20分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌5分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度200℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度195℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度190℃，模头温度200℃，即完成。

实施例4

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶100混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在30kHz频率下超声处理10分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌3分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度160℃，模头温度190℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌5分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度150℃，模头温度155℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度160℃，模头温度185℃，即完成。

实施例5

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶75混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在20kHz频率下超声处理15分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌1分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度200℃，模头温度210℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度190℃，模头温度195℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度190℃，模头温度200℃，即完成。

实施例6

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶60混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在20kHz频率下超声处理18分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌2分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度178℃，模头温度186℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌4.2分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度180℃，模头温度185℃，得到阻燃塑木复合材料粒子；

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度185℃，模头温度190℃，即完成。

以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下：

静曲强度：26.1MPa，静曲模量：1.6GPa，氧指数：31.2(％)，低温落锤冲击无破裂

以上静曲强度、静曲模量结果明显超过中华人民共和国林业行业标准LY/T 1613-2004的要求，氧指数明显超过材料阻燃规定的氧指数大于21(％)的要求，具有明显的阻燃性能。

Claims (10)

1.一种高效阻燃塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：

3.根据权利要求2所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，由以下重量份数的原料制备而成：

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种。

5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的马来酸酐接枝塑料粒子为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种，其选用与塑料粒子对应，即塑料粒子为聚乙烯时，选用马来酸酐接枝聚乙烯，塑料粒子为聚丙烯时，选用马来酸酐接枝聚丙烯，塑料粒子为聚苯乙烯时，选用马来酸酐接枝聚苯乙烯。

6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的木粉粒径目数为60-100目。

7.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的碳酸钙粉为轻质碳酸钙粉，粒径800-1500目。

8.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的氯化聚乙烯中含氯量为30-40％。

9.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材，其特征在于所述的硬脂酸盐为硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种。

10.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材的制备方法，其特征在于其制备过程为：

(1)、按配方量称取各原料；

(2)、将三(二溴苯基)磷酸酯与丙酮按重量比1∶50-100混合均匀，其中丙酮为溶剂；

(3)、将木粉浸入其中，在20kHz-40kHz频率下超声处理10-20分钟，取出木粉，干燥得到改性木粉；

(4)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、十溴联苯醚、三氧化二锑及硬脂酸盐置于机械搅拌釜内搅拌1-5分钟，挤出造粒，挤出机机筒温度160℃-200℃，模头温度170℃-210℃，得到改性塑料粒子；

(5)、将上述改性塑料粒子、改性木粉、碳酸钙粉、氯化聚乙烯、ACR401、邻苯二甲酸二丁酯置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌3-5分钟；

(6)、混匀后，采用挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机机筒温度150℃-190℃，模头温度155℃-195℃，得到阻燃塑木复合材料粒子； 

(7)、采用机器将所得阻燃塑木复合材料粒子挤出成型高强度塑木复合材料板材，挤出机机筒温度160℃-190℃，模头温度170℃-200℃，即完成。