CN102975272A

CN102975272A - 一种阻燃木塑复合板及制造方法

Info

Publication number: CN102975272A
Application number: CN2012104628059A
Authority: CN
Inventors: 龙慈明; 林国利; 詹满军; 韦淇峰; 陆奕岚
Original assignee: GUANGXI FENGLIN FORESTRY GROUP CO Ltd
Current assignee: GUANGXI FENGLIN FORESTRY GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN102975272B

Abstract

本发明公开了一种阻燃木塑复合板及制造方法，由如下重量比的原料制成：木质纤维粉60.0~80.0%、粉状塑料20.0~40.0%、粉状阻燃剂5.0~10.0%、硅烷偶联剂0.1～1.0%及催化剂0.1~1.0%。本发明制备方法是：将上述原料按比例混合均匀，通过人造板热压机高温高压共聚反应压制而成的新型木塑复合板材。产品阻燃性能达到GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准中阻燃C级或B级要求，物理力学性能达到GB/T11718-2009规定要求。具有板材幅面尺寸大、机械强度高、防火阻燃性能高效、无毒环保、生产简便及效率高等优点，纤维板生产企业即可满足制造工艺要求。

Description

一种阻燃木塑复合板及制造方法

技术领域

本发明属于人造板生产技术领域。尤其是一种阻燃木塑复合板及其制造方法。

背景技术

木塑复合材料是一种新型复合材料，是利用塑料和木纤维按照一定的比例经过挤出、压制而成型的一种建材。也将其称之为塑木、环保木、科技木、再生木、塑美木或称为WPC （Wood-Plastic Composites）。它既保持了实木地板外观及感觉，又具有良好的防潮耐水、耐酸碱、抑真菌、抗静电、防虫蛀等性能，兼具木材和塑料的优点。木塑复合材料的出现，使资源更加充分高效利用，减轻了废旧塑料带来的环境污染问题。目前木塑复合材生产技术主要以挤出成型和注射成型工艺为主，这两种工艺存在材型小，挤出成型困难、强度低、刚性差等缺陷。而且，制造木塑复合材料的主要原料为植物纤维和塑料（尤其聚烯烃塑料）都是属于可燃或易燃材料。因此，木塑复合材料具有消防安全隐患，在相当的程度上限制了它的市场应用范围与领域。因此，研究和制造阻燃木塑复合板，具有十分重要的意义和良好的经济社会效益。

发明内容

本发明研制出一种防火阻燃木塑复合板及制造方法。产品物理力学性能优异，阻燃高效，无毒环保。

一种阻燃木塑复合板的制造方法，其特征是将木质纤维、粉状塑料、粉状阻燃剂、硅烷偶联剂及催化剂按重量比例混合后，经过干燥、铺装、预压和热压工艺处理后压制而成。

所述各原料的重量比例为：木质纤维粉60.0~80.0%、粉状塑料20.0~40.0%、粉状阻燃剂5.0~10.0%、硅烷偶联剂0.1～1.0%及催化剂0.1~1.0%。

所述的粉状阻燃剂为脒基脲磷酸盐及硼砂混合物，两者重量比为4~8:1，且按比例混合均匀后，粉碎至100-400目粉状。

所述的硅烷偶联剂添加量为绝干纤维重量的0.1%~1.0%，以喷雾方式缓慢添加。

所述的木质纤维和粉状塑料的重量比为2~4：1。

所述的粉状塑料包括聚乙烯塑料粉、聚氯乙烯塑料粉或两者混合物，且粉碎至100~400目粉末状。

所述的粉状塑料和阻燃剂的添加，是在纤维板生产工序中的干燥管道末端上通过设备装置添加，实现均匀自动化添加及计量。

所述的硅烷偶联剂为KH550型、KH560型、KH570型中的任意一种或两至三种任意比例混合物。

所述的催化剂为马来酸酐水溶液，优选质量分数30-50%的比例浓度。

所述的阻燃木塑复合板，其热压工艺为：温度180~185℃，高压段压力为18-20MPa及低压段压力3.0-5.5MPa的二阶段热压工艺，对应热压时间分别5-20s及180~200s。

所述的阻燃木塑复合板，其产品物理力学性能符合GB/T11718-2009标准中规定，阻燃性能达到GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准规定的C 级或B级的要求。

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其制造方法包含以下工艺步骤：

1、废旧塑料回收、贮存、清洗、晒干，并粉碎至100~400目（简称“粉状塑料”）。

2、将木粉或木质纤维干燥至含水率4.0~10.0%（俗称干纤维粉）。

3、粉状阻燃剂为脒基脲磷酸盐及硼砂构成，两者重量比为4~8:1，且粉碎至100-400目，即可制成粉状阻燃剂。

4、将上述干纤维、粉状塑料、粉状阻燃剂按质量比进行拌搅混合后，将硅烷偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，并高速搅拌均匀。

5、将搅拌均匀的混合物干燥至含水率5.0-10.0%后，铺装及在4-6Mpa的压力条件下预压成板坯。

6、将板坯热压成型，热压温度为180~195℃，采用高低二阶段热压曲线，其中高压段压力为18-20MPa，时间10-20s；低压段压力3.0-5.5MPa，时间为180~200s。

7、热压成型后板材经过翻版、冷却、裁边、检验入库，即得一种新型优质阻燃木塑复合板。

本发明使用的人造板机械热压法制备阻燃木塑复合板有其以下优点：板材幅面尺寸大、机械强度高、物理力学性能优异，防火阻燃性能高效、无毒环保、生产简便及效率高等优点。解决了目前传统挤出法生产中的产品出现的缺陷及生产效率低等问题。纤维板生产企业即可满足制造工艺要求。因此，人造板机械热压法生产木塑复合板板将成为替代挤出法生产木塑复合材的一种科学好方法。

附图说明

图1为本发明生产工艺流程图。

具体实施方式

本发明生产工艺流程:

1、对木质原料、废旧塑料进行分类贮存处理。木质原料存放的场地应干燥，具有较好的排水条件，同时应必备齐全的消防设施，使用时应掌握先来先用原则，储存时间不宜过长，原料贮存至少备足三个月最大产量的储存量。原料含水率控制在 40%~60%。

2、将各种木质原料削片。树木原料应经机械外力削成一定规格的木片，便于输送和进行蒸煮软化。木片大小尺寸为：长16~30mm,，宽15 ~25mm，厚3~5mm。切口平整，大小均匀。

3、对木片原料进行筛选。将过大的木片和过小的碎屑去除。皮带运输机上安装油浸式除铁器，对原料中可能存在的铁等金属进行探测吸收处理。

4、经筛选的木片进入压力为 0.5~1.0 MPa，温度为 160℃ ~180℃的蒸汽缓冲料仓进行蒸煮软化，蒸煮时间为 2~4分钟。

5、经蒸煮软化后的木片直接加入热磨机的进料螺旋内。木片经热磨机进行机械分离，制成需要的木纤维。

6、将废旧塑料原料进行清洗筛选，清除塑料中铁等金属，并晾干。将晾干后的塑料按尺寸大小投入高速粉碎机中分批次粉碎至100~400目。

7、将脒基脲磷酸盐及硼砂分别按重量比为4-8：1比例配制成复合阻燃剂，并通过粉碎机粉碎至100-400目，制成粉状阻燃剂。

8、将木质纤维粉60.0~80.0%、粉状塑料20.0~40.0%，硅烷偶联剂0.1～1.0%，粉状阻燃剂5.0~10.0%及催化剂0.1~1.0%。依次按比例添加到搅拌器贮罐中，在搅拌下喷洒硅烷偶联剂，高速搅拌均匀。通过设备装置添加到干燥管道尾部，干燥至含水率5.0~10.0%。

9、通过真空铺装机将干燥后的混合物铺装成型，在铺装机网带及预压机中间设一台板坯称，根据板坯重量及时调整扫平高度，保证板坯高度及密度的均匀性。板坯经预压机预压后压缩率为 50%~70%。板坯经纵横锯边载截，通过皮带运输机输送至人造板热压机。

10、板坯热压工艺为：热压温度180~195℃，采用二阶段热压曲线工艺，高压段压力为18-20MPa，时间10s；低压段压力3.0-5.5MPa，时间为180~200s。

11、产品性能检测：1）物理性能及力学性能，按GB∕T 17657-1999检测。2）防火性能：氧指数法，参照GB/T2406.1-2008及GB/T2406.1-2009的相关方法进行检验。按本方法制备的木塑复合材料，其物理性能优异，阻燃高效，无毒环保。阻燃防火性能达到GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》中规定的阻燃C 级或B级要求，物理力学性能达到GB11718-2009规定要求。

实施例1

1、原料重量比：

称取原料，含水率4.0%的木质纤维粉600公斤，目数为100目的粉状塑料（废旧塑料回收、贮存、清洗、晒干，并粉碎） 200公斤，目数为100目的粉状阻燃剂（脒基脲磷酸盐40公斤，硼砂10公斤，混合均匀）50公斤，硅烷偶联剂（KH550型）1公斤，催化剂（30%马来酸酐溶液）1公斤。

2、将上述木质纤维粉、粉状塑料、粉状阻燃剂按质量比进行混合搅拌，再将硅烷偶联剂及催化剂均匀的、以喷雾方式缓慢喷洒在上述混合物中并高速搅拌均匀。将搅拌均匀的混合物干燥至含水率5.0%后进行铺装，并在4-6Mpa的压力条件下预压成板坯。板坯运送至人造板热压机后，在温度为180~195℃，高压段压力为18-20MPa，时间10s；低压段压力3.0-5.5MPa，时间为180~200s的工艺参数下完成热压。

3、热压后栽边砂光，即得阻燃木塑复合板产品，其密度为807.3kg/m3，内结合强度为0.91MPa，静曲强度为21.88，弹性模量为2239MPa，吸水厚度膨胀率为4.98%，阻燃性能达到GB8624-2006规定的C级。

实施例2

1、称取原料，含水率7.0%的干木质纤维粉700公斤，目数为250目的粉状塑料 300公斤，目数为250目的粉状阻燃剂（脒基脲磷酸盐64.3公斤，硼砂10.7公斤，混合均匀）75公斤，硅烷偶联剂（KH560型）5.5公斤，40%马来酸酐溶液5.5公斤。

2、将上述木质纤维粉、粉状塑料、粉状阻燃剂按质量比进行混合搅拌，再将硅烷偶联剂及催化剂均匀的喷洒在上述混合物中并高速搅拌均匀。将搅拌均匀的混合物干燥至含水率7.5%后进行铺装，并在4-6Mpa的压力条件下预压成板坯。板坯运送至人造板热压机后，在温度为180~195℃，高压段压力为18-20MPa，时间10s；低压段压力3.0-5.5MPa，时间为180~200s的工艺参数下完成热压。

3、热压后栽边砂光，即得阻燃木塑复合板产品，密度为822.60kg/m3，内结合强度为1.02MPa静曲强度为22.95MPa，弹性模量为2458MPa，吸水厚度膨胀率为4.45%。阻燃性能达GB8624-2006规定B或C级。

实施例3

1、称取原料，含水率10.0%的木质纤维粉800公斤，目数为400目的粉状塑料 400公斤，

目数为400目的粉状阻燃剂（脒基脲磷酸盐88.9公斤，硼砂11.1公斤，混合均匀）100公斤，

硅烷偶联剂（KH550、KH560及KH570混合）10公斤，50%马来酸酐溶液10公斤。

2、将上述木质纤维粉、粉状塑料、粉状阻燃剂按质量比进行混合搅拌，再将硅烷偶联剂及催化剂均匀的喷洒在上述混合物中并高速搅拌均匀。将搅拌均匀的混合物干燥至含水率10.0%后进行铺装，并在4-6Mpa的压力条件下预压成板坯。板坯运送至人造板热压机后，在温度为180~195℃，高压段压力为18-20MPa，时间10s；低压段压力3.0-5.5MPa，时间为180~200s的工艺参数下完成热压。

3、热压后栽边砂光，即得阻燃木塑复合板产品，密度为840.60kg/m3，内结合强度为1.16MPa，静曲强度为31.1 MPa，弹性模量为2841MPa，吸水厚度膨胀率为3.1%，阻燃性能达到GB8624-2006规定的B级。

Claims

1.一种阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 将木质纤维、粉状塑料、粉状阻燃剂、硅烷偶联剂及催化剂按重量比例混合后，经过干燥、铺装、预压和热压工艺处理后压制而成；

2.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 所述粉状阻燃剂为脒基脲磷酸盐及硼砂混合物，两者重量比为4~8:1，且按比例混合均匀后，粉碎至100-400目粉状。

3.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 所述硅烷偶联剂添加量为绝干纤维重量的0.1%~1%，以喷雾方式缓慢添加。

4.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 所述木质纤维和粉状塑料的重量比为2~4：1。

5.根据权利要求1或4所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 所述粉状塑料包括聚乙烯塑料粉、聚氯乙烯塑料粉或两者混合物，且粉碎至100~400目粉状。

6.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 粉状塑料和阻燃剂的添加，是在纤维板生产工序中的干燥管道末端上通过设备装置添加，实现均匀自动化添加及计量。

7.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 所述催化剂为马来酸酐水溶液。

8.根据权利要求1所述的阻燃木塑复合板及其制造方法，其特征是: 热压工艺为：温度180~185℃，高压段压力为18-20MPa及低压段压力3.0-5.5MPa的二阶段热压工艺，对应热压时间分别5-20s及180~200s。

9.根据权利要求1或8所述的阻燃木塑复合板，其产品物理力学性能符合GB/T11718-2009标准中规定，阻燃性能达到GB 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准规定的C 级或B级的要求。