CN104945925A - 一种阻燃木塑型材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃木塑型材及其制备方法，组分包含复合阻燃剂10-30份，PE 25-30份，木粉30-60份，相容剂3-5份，润滑剂3-5份；所述复合阻燃剂为季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP、氢氧化铝合成的复配物。本发明通过选择合适的组分及组分含量，同时优化了工艺过程，具有良好的阻燃效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种木塑材料，具体涉及一种阻燃木塑型材及其制备方法，属于材料领域。
背景技术
木塑材料是一种利用PE与植物纤维混合，再经挤出、模压、注射成型等加工而成的新型复合材料。由于构成木塑复合材料的木粉和塑料都属于易燃材料，所以，这在一定程度上制约了其在建筑工程特别是在防火等级较高的场所中的应用。为了解决这一问题，现有技术中通过在木塑中添加含卤阻燃剂—主要是有机溴化物/Sb2O3阻燃剂，用于木塑复合材料的阻燃，但这种阻燃材料燃烧时会产生大量有毒有害强刺激性的气体，对人的身体健康和环境造成直接的、潜在的和长久的危害。市场上应用较多的另一类阻燃剂是磷-氮类阻燃剂，但是该类阻燃剂在木塑材料中需要添加的量较多，分散性和相容性差，因而阻燃效率低。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种力学强度高、阻燃效果好的木塑材料及其制备方法。
技术方案：本发明提供的一种阻燃木塑型材，包括如下重量份数的原料：复合阻燃剂10-30份，PE 25-30份，木粉30-60份，相容剂3-5份，润滑剂3-5份；所述复合阻燃剂为季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP、氢氧化铝合成的复配物。
所述复合阻燃剂中，季戊四醇磷酸酯的重量份为10-30份、三聚氰胺的重量份为10-30份、APP重量份为10-30份、氢氧化铝重量份为10-30份；合成方法为：将季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP、氢氧化铝在70-90℃下，搅拌0.5-2h，四者发生化学反应，所得产物经80℃真空干燥3-6h。
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡的一种或几种。
本发明提供的一种阻燃木塑型材的制备方法，包括如下制备步骤：
S1、混料：将25-30份PE、30-60份木粉、3-5份相容剂及3-5份润滑剂置于混合机中进行搅拌，搅拌的同时向其中加入10-30份复合阻燃剂并搅拌混合均匀；
S2、造粒：将步骤S1混合均匀的物料送入双螺杆造粒机的主喂料口进行造粒，由风送系统输送管道在输送过程中进行冷却；
S3、挤出：将步骤S2造粒后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到阻燃木塑型材。
优选地，步骤S1中，混合时的搅拌速度为100-300r/min，混合温度为常温。
优选地，步骤S2中，双螺杆造粒机共有按进料方向顺序设置的八个区，各区的温度分别控制为：一区180-200℃、二区180-200℃、三区190-210℃、四区220-230℃、五区220-230℃、六区180-200℃、七区180-200℃、八区180-200℃。
优选地，步骤S3中，双螺杆挤出机共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区170-200℃、二区170-200℃、三区160-180℃、四区160-180℃。
有益效果：本发明通过选择合适的组分及组分含量，同时优化了工艺过程，得到了一种性能优越的阻燃木塑型材材料。采用季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP、氢氧化铝合成的复配物作为复合阻燃剂，其中，三聚氰胺为气源，季戊四醇磷酸酯、APP为酸源和炭源、氢氧化铝提供水，作为偶联剂，与木粉中的羟基发生酯交换反应，通过化学键结合，从而增加了塑木材料的力学强度，同时大幅减少木粉中吸水性羟基的数量，制成超低吸水率的塑木板材，同时又具有良好的阻燃效果。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不因此局限于下述实施例，而是由本发明的权利要求书和说明书限定。
实施例1
S1、混料：将30份PE、30份木粉、5份润滑剂及5份马来酸酐接枝PE相容剂置于混合机中进行搅拌，搅拌的同时向其中加入25份复合阻燃剂并搅拌混合均匀，搅拌速度为100r/min；
S2、造粒：将步骤S1混合均匀的物料送入双螺杆造粒机的主喂料口进行造粒，由风送系统输送管道在输送过程中进行冷却；双螺杆造粒机共有按进料方向顺序设置的八个区，各区的温度分别控制为：一区180℃、二区180℃、三区190℃、四区220℃、五区220℃、六区180℃、七区180℃、八区180℃；
S3、挤出：将步骤S2造粒后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到阻燃木塑型材；双螺杆挤出机共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区185℃、二区185℃、三区180℃、四区170℃。
实施例2
S1、混料：将25份PE、39份木粉、3份润滑剂及3份相容剂置于混合机中进行搅拌，搅拌的同时向其中加入30份复合阻燃剂并搅拌混合均匀，搅拌速度为100r/min；
S2、造粒：将步骤S1混合均匀的物料送入双螺杆造粒机的主喂料口进行造粒，由风送系统输送管道在输送过程中进行冷却；双螺杆造粒机共有按进料方向顺序设置的八个区，各区的温度分别控制为：一区190℃、二区190℃、三区190℃、四区220℃、五区220℃、六区190℃、七区200℃、八区190℃；
S3、挤出：将步骤S2造粒后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到阻燃木塑型材；双螺杆挤出机共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区170℃、二区170℃、三区165℃、四区175℃。
实施例3
S1、混料：将27份PE、60份木粉、3份润滑剂及5份相容剂置于混合机中进行搅拌，搅拌的同时向其中加入10份复合阻燃剂并搅拌混合均匀，搅拌速度为100r/min；
S2、造粒：将步骤S1混合均匀的物料送入双螺杆造粒机的主喂料口进行造粒，由风送系统输送管道在输送过程中进行冷却；双螺杆造粒机共有按进料方向顺序设置的八个区，各区的温度分别控制为：一区185℃、二区185℃、三区195℃、四区225℃、五区225℃、六区192℃、七区190℃、八区190℃；
S3、挤出：将步骤S2造粒后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到阻燃木塑型材；双螺杆挤出机共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区176℃、二区176℃、三区168℃、四区168℃。
为了更好地说明本发明，下面对各实施例得到的木塑材料的性能进行测试，采用行业内的标准测试方法对产品进行氧指数以及阻燃等级测试，同时，结合对比例进行比较，对比例为市购的采用磷-氮类阻燃剂的木塑材料，测试结果见表1。
表1 实施例1-3及对比例测试结果对比
从表1可见，本发明的各实施例制备出的产品，产品的阻燃性能十分良好，而且环保无毒。
Claims (7)
1.一种阻燃木塑型材，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：复合阻燃剂10-30份，PE 25-30份，木粉30-60份，相容剂3-5份，润滑剂3-5份；所述复合阻燃剂为季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP、氢氧化铝合成的复配物。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃木塑型材，其特征在于，所述复合阻燃剂中，季戊四醇磷酸酯的重量份为10-30份、三聚氰胺的重量份为10-30份、APP重量份为10-30份、氢氧化铝重量份为10-30份；合成方法为：将季戊四醇磷酸酯、三聚氰胺、APP和氢氧化铝在70-90℃下，搅拌0.5-2h，四者发生化学反应，所得产物经80℃真空干燥3-6h。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃木塑型材，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡的一种或几种。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种阻燃木塑型材的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1、混料：将25-30份PE、30-60份木粉、3-5份相容剂及3-5份润滑剂置于混合机中进行搅拌，搅拌的同时向其中加入10-30份复合阻燃剂并搅拌混合均匀；
S2、造粒：将步骤S1混合均匀的物料送入双螺杆造粒机的主喂料口进行造粒，由风送系统输送管道在输送过程中进行冷却；
S3、挤出：将步骤S2造粒后的物料加入双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到阻燃木塑型材。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃木塑型材的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合时的搅拌速度为100-300r/min，混合温度为常温。
6.根据权利要求4所述的一种阻燃木塑型材的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述双螺杆造粒机共有按进料方向顺序设置的八个区，各区的温度分别控制为：一区180-200℃、二区180-200℃、三区190-210℃、四区220-230℃、五区220-230℃、六区180-200℃、七区180-200℃、八区180-200℃。
7.根据权利要求4所述的一种阻燃木塑型材的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述双螺杆挤出机共有按进料方向顺序设置的四个区，各区的温度分别控制为：一区170-200℃、二区170-200℃、三区160-180℃、四区160-180℃。
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| CN105315690A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-02-10 | 广东工业大学 | 一种微孔发泡阻燃型木塑复合材料及制备方法 |
| CN106519726A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-03-22 | 安徽淮宿建材有限公司 | 一种阻燃木塑产品的制备方法 |
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