CN107057390A - 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法 - Google Patents

一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107057390A
CN107057390A CN201710144137.8A CN201710144137A CN107057390A CN 107057390 A CN107057390 A CN 107057390A CN 201710144137 A CN201710144137 A CN 201710144137A CN 107057390 A CN107057390 A CN 107057390A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
fibre reinforced
composite
wood
app
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710144137.8A
Other languages
English (en)
Inventor
周洪杰
周楠
孙兴平
于洋
周煜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Sunflower Polytron Technologies Inc
FUYANG JINMU ARTS AND CRAFTS Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Sunflower Polytron Technologies Inc
FUYANG JINMU ARTS AND CRAFTS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Sunflower Polytron Technologies Inc, FUYANG JINMU ARTS AND CRAFTS Co Ltd filed Critical Shanghai Sunflower Polytron Technologies Inc
Priority to CN201710144137.8A priority Critical patent/CN107057390A/zh
Publication of CN107057390A publication Critical patent/CN107057390A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，及其制备工艺，其特征在于，以杨木粉、高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、碳纤维、PE蜡、KH550、聚磷酸铵、三聚氰胺、可膨胀石墨、包覆红磷、丙烯酸溶液等为原料。用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液对杨木粉进行浸泡处理，改性后的木纤维在基体中的分散性好，相容性高，与基体的界面结合性能得到改善；且提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性，提高了复合材料的力学性能和耐热性。用三聚氰胺对聚磷酸铵进行活化改性处理后，再与可膨胀石墨、包覆红磷混合球磨，相互间存在协同作用，得到复合阻燃剂，用于提高复合材料的阻燃性能。

Description

一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备 方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，及其制备工艺。
背景技术
木塑复合材料是以农业废弃物为主要原料，减少了植物秸杆和废旧塑料焚烧对环境造成的污染，具有环境友好性和可持续性的优点，广泛应用于建筑材料、家具、包装运输等行业。木塑复合材料的研究和应用对寻求木材替代材料具有重要意义。
杜凤在其硕士学位论文《碳纤维增强木纤维/聚乙烯复合材料的制备及性能硏究》中，分别使用短切碳纤维、连续长碳纤维代替木塑复合材料中部分木纤维，研究了碳纤维添加量、碳纤维表面处理、碳布木塑板组合工艺结构以及不同的加工工艺对复合材料力学性能和其他性能的影响。但是存在力学性能、冲击性能、阻燃性能不足。
本发明先将杨木粉研磨粉碎、过筛、干燥，再用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液浸泡处理，过滤、水洗、干燥后得到改性木纤维，改性后的木纤维在基体中的分散性好，相容性高，与基体的界面结合性能得到改善；且提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性，提高了复合材料的综合性能和耐热性。用三聚氰胺对聚磷酸铵进行活化改性处理后，再与可膨胀石墨、包覆红磷混合球磨，相互间存在协同作用，得到复合阻燃剂，用于提高复合材料的阻燃性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备工艺，依照该工艺制备的板材力学性能好，且具有良好的阻燃性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
杨木粉50-60，高密度聚乙烯30-40，马来酸酐接枝聚乙烯4-7，碳纤维2-6，PE蜡2-4，KH550 5-9，聚磷酸铵6-10，三聚氰胺4-8，可膨胀石墨3-6，包覆红磷2-5，丙烯酸溶液、乙醇、乙二醇、蒸馏水适量。
一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将杨木粉研磨粉碎，过20-40目筛后，放入鼓风干燥箱中于100-120℃干燥2-4h，1:10-20加入丙烯酸溶液中，浸泡处理1-3h后，过滤，再1:10-15加入KH550/乙醇溶液中，浸泡处理2-3h，过滤、水洗3-5次，于80-90℃烘箱中干燥3-6h，得改性木纤维；
b. 将a中所得物料与碳纤维、马来酸酐接枝聚乙烯机械搅拌混合1-2h，再与高密度聚乙烯、剩余份的KH550、PE蜡加入高速混合机中，在70-80℃下搅拌1-2h，混合均匀，待用；
c. 将聚磷酸铵、三聚氰胺放入反应釜中，升温至240-260℃反应3-4h后，过滤、乙二醇洗涤3-5次，在100-120℃下真空烘干，得活化改性聚磷酸铵，将其与可膨胀石墨、包覆红磷混合，研磨粉碎过100-200目筛，待用；
d. 将b、c中所得物料倒入喂料斗，用双螺杆挤出机于150-175℃熔融挤出造粒，物料冷却后用粉碎机粉碎，将粉碎后的物料平铺在模具中，升温至170-180℃热压5-10min，得木塑板材。
其中，步骤a中丙烯酸溶液浓度为0.1-0.3mol/L；步骤a中所述KH550/乙醇溶液是将3-5份的KH550 1:5:90-100溶解于蒸馏水、乙醇中，并将溶液pH调节为3-5。
本发明的反应机理如下：
（1）先将杨木粉研磨粉碎、过筛、干燥，再用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液浸泡处理，过滤、水洗、干燥后得到改性木纤维，改性后的木纤维在基体中的分散性好，相容性高，与基体的界面结合性能得到改善；且提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性，提高了复合材料的综合性能和耐热性。
（2）用三聚氰胺对聚磷酸铵进行活化改性处理后，再与可膨胀石墨、包覆红磷混合球磨，相互间存在协同作用，得到复合阻燃剂，用于提高复合材料的阻燃性能。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例
一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，由下述重量份(g)的原料制得：
杨木粉50，高密度聚乙烯30，马来酸酐接枝聚乙烯7，碳纤维6，PE蜡4，KH550 9，聚磷酸铵10，三聚氰胺8，可膨胀石墨6，包覆红磷5，丙烯酸溶液、乙醇、乙二醇、蒸馏水适量。
一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将杨木粉研磨粉碎，过40目筛后，放入鼓风干燥箱中于100-120℃干燥3h，1:20加入丙烯酸溶液中，浸泡处理2h后，过滤，再1:15加入KH550/乙醇溶液中，浸泡处理3h，过滤、水洗3次，于80-90℃烘箱中干燥4h，得改性木纤维；
b. 将a中所得物料与碳纤维、马来酸酐接枝聚乙烯机械搅拌混合1h，再与高密度聚乙烯、剩余份的KH550、PE蜡加入高速混合机中，在70-80℃下搅拌1h，混合均匀，待用；
c. 将聚磷酸铵、三聚氰胺放入反应釜中，升温至240-260℃反应3h后，过滤、乙二醇洗涤3次，在100-120℃下真空烘干，得活化改性聚磷酸铵，将其与可膨胀石墨、包覆红磷混合，研磨粉碎过100目筛，待用；
d. 将b、c中所得物料倒入喂料斗，用双螺杆挤出机于160-175℃熔融挤出造粒，物料冷却后用粉碎机粉碎，将粉碎后的物料平铺在模具中，升温至170-180℃热压10min，得木塑板材。

Claims (5)

1.一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材的制备方法，其特征在于：
先将杨木粉研磨粉碎、过筛、干燥，再用丙烯酸溶液、KH550/乙醇溶液浸泡处理，过滤、水洗、干燥后得到改性木纤维；将改性木纤维与碳纤维、马来酸酐接枝聚乙烯采用机械搅拌的方法预混合，再与高密度聚乙烯、KH550、PE蜡投入高速混合机中，进行二次共混；用三聚氰胺对聚磷酸铵进行活化改性处理，再与可膨胀石墨、包覆红磷混合球磨，得到复合阻燃剂；将复合阻燃剂与共混料用双螺杆挤出机熔融挤出造粒，再用粉碎机粉碎后，平铺在模具中，热压得木塑板材。
2.一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材，其特征在于，由下
述重量份的原料制得：
杨木粉50-60，高密度聚乙烯30-40，马来酸酐接枝聚乙烯4-7，碳纤维2-6，PE蜡2-4，KH550 5-9，聚磷酸铵6-10，三聚氰胺4-8，可膨胀石墨3-6，包覆红磷2-5，丙烯酸溶液、乙醇、乙二醇、蒸馏水适量。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将杨木粉研磨粉碎，过20-40目筛后，放入鼓风干燥箱中于100-120℃干燥2-4h，1:10-20加入丙烯酸溶液中，浸泡处理1-3h后，过滤，再1:10-15加入KH550/乙醇溶液中，浸泡处理2-3h，过滤、水洗3-5次，于80-90℃烘箱中干燥3-6h，得改性木纤维；
b. 将a中所得物料与碳纤维、马来酸酐接枝聚乙烯机械搅拌混合1-2h，再与高密度聚乙烯、剩余份的KH550、PE蜡加入高速混合机中，在70-80℃下搅拌1-2h，混合均匀，待用；
c. 将聚磷酸铵、三聚氰胺放入反应釜中，升温至240-260℃反应3-4h后，过滤、乙二醇洗涤3-5次，在100-120℃下真空烘干，得活化改性聚磷酸铵，将其与可膨胀石墨、包覆红磷混合，研磨粉碎过100-200目筛，待用；
d. 将b、c中所得物料倒入喂料斗，用双螺杆挤出机于150-175℃熔融挤出造粒，物料冷却后用粉碎机粉碎，将粉碎后的物料平铺在模具中，升温至170-180℃热压5-10min，得木塑板材。
4.权利要求3所述的一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材的制备方法，其特征在于，步骤a中丙烯酸溶液浓度为0.1-0.3mol/L。
5.权利要求3所述的一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材的制备方法，其特征在于，步骤a中所述KH550/乙醇溶液是将3-5份的KH550 1:5:90-100溶解于蒸馏水、乙醇中，并将溶液pH调节为3-5。
CN201710144137.8A 2017-03-13 2017-03-13 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法 Pending CN107057390A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710144137.8A CN107057390A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710144137.8A CN107057390A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107057390A true CN107057390A (zh) 2017-08-18

Family

ID=59622877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710144137.8A Pending CN107057390A (zh) 2017-03-13 2017-03-13 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107057390A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107488357A (zh) * 2017-09-26 2017-12-19 苏州卫刚木包装制品有限公司 一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法
CN108690245A (zh) * 2018-05-29 2018-10-23 柴建锋 一种高强度聚乙烯板材及其制备方法
CN109827010A (zh) * 2019-02-15 2019-05-31 山东方大新材料科技有限公司 一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管
CN117584473A (zh) * 2023-11-24 2024-02-23 尤特森新材料集团有限公司 一种耐高低温的阻燃复合板及其制备工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105037868A (zh) * 2015-05-22 2015-11-11 哈尔滨唐风科技发展有限公司 一种以碳纤维生产废料为增强纤维的木塑复合材料方法
CN105906916A (zh) * 2016-06-17 2016-08-31 天长市富达电子有限公司 一种高导热冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法
CN106189177A (zh) * 2015-07-02 2016-12-07 北京林业大学 一种木塑复合材料的制备方法及木塑复合材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105037868A (zh) * 2015-05-22 2015-11-11 哈尔滨唐风科技发展有限公司 一种以碳纤维生产废料为增强纤维的木塑复合材料方法
CN106189177A (zh) * 2015-07-02 2016-12-07 北京林业大学 一种木塑复合材料的制备方法及木塑复合材料
CN105906916A (zh) * 2016-06-17 2016-08-31 天长市富达电子有限公司 一种高导热冰箱电源线用阻燃聚乙烯护套料及其制作方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107488357A (zh) * 2017-09-26 2017-12-19 苏州卫刚木包装制品有限公司 一种高弹性阻燃木塑包装材料及其制备方法
CN108690245A (zh) * 2018-05-29 2018-10-23 柴建锋 一种高强度聚乙烯板材及其制备方法
CN109827010A (zh) * 2019-02-15 2019-05-31 山东方大新材料科技有限公司 一种抗冲击、防开裂的聚乙烯排水管
CN117584473A (zh) * 2023-11-24 2024-02-23 尤特森新材料集团有限公司 一种耐高低温的阻燃复合板及其制备工艺
CN117584473B (zh) * 2023-11-24 2024-06-04 尤特森新材料集团有限公司 一种耐高低温的阻燃复合板及其制备工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107057390A (zh) 一种碳纤维增强的阻燃型木纤维复合聚乙烯板材及其制备方法
CN102352116B (zh) 一种木塑复合材料及其制备方法
CN100503699C (zh) 一种利用废弃物制成的复合材料的制备方法
CN102304291B (zh) 一种竹塑复合材料及其制备方法
CN103435882B (zh) 热塑性木塑复合材料及其生产方法
CN101081934B (zh) 一种麻茎秆与塑料复合材料的制备方法
CN103665902B (zh) 一种废漆渣增容木塑复合材料的制备方法
CN104804331A (zh) Frp废弃物的再利用方法、pvc基木塑复合材料及其制备方法
CN105585868A (zh) 一种秸塑复合材料及其制备方法
CN104725705B (zh) 一种聚乙烯木塑复合材料的制备方法
CN105949640A (zh) 一种碳化植物纤维增强微发泡塑料模板及其制备方法
CN107129702A (zh) 一种阻燃型木塑相变复合材料
CN106675063A (zh) 一种木质纤维素‑丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法
CN107057389A (zh) 一种可生物降解的聚乳酸‑pbs‑木纤维复合泡沫材料及其制备方法
CN101775200A (zh) 一种橡实果壳/聚乳酸复合材料及其制备方法
CN105949678A (zh) 造纸污泥/pvc木塑复合材料及其制备方法
CN103012949B (zh) 一种聚丙烯基木塑复合材料及其制备方法
CN105131633A (zh) 一种木塑复合材料的制备方法
CN102634220A (zh) 改性pvc木塑复合材料与制备方法
CN102643503B (zh) 辐照接枝制造聚合木的方法
CN102924954A (zh) 一种利用棉花秸秆制备木塑复合材料的方法
CN101585970B (zh) 一种低吸水率的聚烯烃木塑复合材料
CN108587129A (zh) 一种可降解环保材料及其制备方法
CN106867066A (zh) 一种含导电炭黑的抗静电型木橡塑三元复合材料及其制备方法
CN104530738B (zh) 一种pp/abs木塑复合板材及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170818