CN107090185A - 一种塑木复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种塑木复合材料及其制备方法，涉及复合材料技术领域，塑木复合材料包括以下重量份的原料：水稻秸秆25‑33份、聚磷酸铵7‑29份、废弃聚乙烯泡沫塑料15‑27份、陶瓷纤维5‑21份、聚乙烯醇缩甲醛纤维15‑21份、脲醛树脂12‑16份、酚醛泡沫8‑10份、氧化镁13‑19份、膨胀珍珠岩15‑23份、阻燃剂0.6‑1.0份、发泡剂0.3‑0.7份、热稳定剂0.3‑0.5份、抗氧剂0.4‑0.8份和相容剂0.7‑0.9份；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)粉碎、(3)混合、(4)搅拌、(5)造粒。本发明制得的塑木复合材料具有阻燃、抗拉强度高、抗压强度高和保温隔热性能好的优点。

Description

一种塑木复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种塑木复合材料及其制备方法。
背景技术
塑木复合材料是一种绿色环保的材料，但是现有的塑木复合材料保温隔热效果一般，在制作成对保温隔热要求高的室内隔墙型材时，还存在不足。
将塑木复合材料作为装潢材料，容易燃烧，一般情况下氧指数仅有17-19％，着火后不能自熄。同时其抗拉强度和抗压强度性能也有待提高，不然该塑木复合材料无法满足对强度有特殊要求的建筑。
发明内容
为了解决现有的塑木复合材料在制作成对抗拉强度、抗压强度、阻燃和保温隔热性能要求高的型材时，还存在不足的问题，本发明的目的是提供一种塑木复合材料及其制备方法，制得的塑木复合材料具有阻燃、抗拉强度高、抗压强度高和保温隔热性能好的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种塑木复合材料，包括以下重量份的原料：水稻秸秆25-33份、聚磷酸铵7-29份、废弃聚乙烯泡沫塑料15-27份、陶瓷纤维5-21份、聚乙烯醇缩甲醛纤维15-21份、脲醛树脂12-16份、酚醛泡沫8-10份、氧化镁13-19份、膨胀珍珠岩15-23份、阻燃剂0.6-1.0份、发泡剂0.3-0.7份、热稳定剂0.3-0.5份、抗氧剂0.4-0.8份和相容剂0.7-0.9份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有耐火、质轻、耐高温、热稳定性好、导热率低和机械强度高的优点。
原料中添加了聚乙烯醇缩甲醛纤维，聚乙烯醇缩甲醛纤维具有强度高、韧性好和耐磨的特点。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫具有均匀的闭孔结构、导热系数低、低烟、耐火性好和质轻的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有质轻和耐火的优点。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好、稳定性好、环保性好和防火性好的优点。
优选地，包括以下重量份的原料：水稻秸秆29份、聚磷酸铵18份、废弃聚乙烯泡沫塑料21份、陶瓷纤维13份、聚乙烯醇缩甲醛纤维18份、脲醛树脂14份、酚醛泡沫9份、氧化镁16份、膨胀珍珠岩19份、阻燃剂0.8份、发泡剂0.5份、热稳定剂0.4份、抗氧剂0.6份和相容剂0.8份。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，能够提高塑木复合材料的阻燃性能。
优选地，所述发泡剂为碳黑，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高塑木复合材料的保温隔热性能。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高塑木复合材料的热稳性。
优选地，所述抗氧剂为对二苯胺，可延缓或抑制塑木复合材料氧化的进行，从而阻止塑木复合材料老化并延长其使用寿命。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，能够改善无机填料与有机树脂相容性，提高塑木复合材料的强度，改善加工流变性。
一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和水稻秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、阻燃剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-450r/min，加热温度控制在40-50℃，混合时间控制在20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料、陶瓷纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、脲醛树脂、酚醛泡沫、氧化镁、膨胀珍珠岩、热稳定剂、抗氧剂和相容剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在50-200r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有的塑木复合材料在制作成对抗拉强度、抗压强度、阻燃和保温隔热性能要求高的型材时，还存在不足的问题。
2、本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有耐火、质轻、耐高温、热稳定性好、导热率低和机械强度高的优点。
3、本发明的原料中添加了聚乙烯醇缩甲醛纤维，聚乙烯醇缩甲醛纤维具有强度高、韧性好和耐磨的特点。
4、本发明的原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫具有均匀的闭孔结构、导热系数低、低烟、耐火性好和质轻的优点。
5、本发明的原料中添加了氧化镁，氧化镁具有质轻和耐火的优点。
6、本发明的原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好、稳定性好、环保性好和防火性好的优点。
7、本发明中所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，能够提高塑木复合材料的阻燃性能。
8、本发明中所述发泡剂为碳黑，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高塑木复合材料的保温隔热性能。
9、本发明中所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高塑木复合材料的热稳性。
10、本发明中所述抗氧剂为对二苯胺，可延缓或抑制塑木复合材料氧化的进行，从而阻止塑木复合材料老化并延长其使用寿命。
11、本发明中所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，能够改善无机填料与有机树脂相容性，提高塑木复合材料的强度，改善加工流变性。
具体实施方式
实施例1
一种塑木复合材料，包括以下重量份的原料：水稻秸秆29份、聚磷酸铵18份、废弃聚乙烯泡沫塑料21份、陶瓷纤维13份、聚乙烯醇缩甲醛纤维18份、脲醛树脂14份、酚醛泡沫9份、氧化镁16份、膨胀珍珠岩19份、阻燃剂0.8份、发泡剂0.5份、热稳定剂0.4份、抗氧剂0.6份和相容剂0.8份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有耐火、质轻、耐高温、热稳定性好、导热率低和机械强度高的优点。
原料中添加了聚乙烯醇缩甲醛纤维，聚乙烯醇缩甲醛纤维具有强度高、韧性好和耐磨的特点。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫具有均匀的闭孔结构、导热系数低、低烟、耐火性好和质轻的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有质轻和耐火的优点。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好、稳定性好、环保性好和防火性好的优点。
阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，能够提高塑木复合材料的阻燃性能。
发泡剂为碳黑，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高塑木复合材料的保温隔热性能。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高塑木复合材料的热稳性。
抗氧剂为对二苯胺，可延缓或抑制塑木复合材料氧化的进行，从而阻止塑木复合材料老化并延长其使用寿命。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，能够改善无机填料与有机树脂相容性，提高塑木复合材料的强度，改善加工流变性。
一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和水稻秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、阻燃剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-450r/min，加热温度控制在40-50℃，混合时间控制在20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料、陶瓷纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、脲醛树脂、酚醛泡沫、氧化镁、膨胀珍珠岩、热稳定剂、抗氧剂和相容剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在50-200r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
实施例2
一种塑木复合材料，包括以下重量份的原料：水稻秸秆25份、聚磷酸铵7份、废弃聚乙烯泡沫塑料15份、陶瓷纤维5份、聚乙烯醇缩甲醛纤维15份、脲醛树脂12份、酚醛泡沫8份、氧化镁13份、膨胀珍珠岩15份、阻燃剂0.6份、发泡剂0.3份、热稳定剂0.3份、抗氧剂0.4份和相容剂0.7份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有耐火、质轻、耐高温、热稳定性好、导热率低和机械强度高的优点。
原料中添加了聚乙烯醇缩甲醛纤维，聚乙烯醇缩甲醛纤维具有强度高、韧性好和耐磨的特点。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫具有均匀的闭孔结构、导热系数低、低烟、耐火性好和质轻的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有质轻和耐火的优点。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好、稳定性好、环保性好和防火性好的优点。
阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，能够提高塑木复合材料的阻燃性能。
发泡剂为碳黑，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高塑木复合材料的保温隔热性能。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高塑木复合材料的热稳性。
抗氧剂为对二苯胺，可延缓或抑制塑木复合材料氧化的进行，从而阻止塑木复合材料老化并延长其使用寿命。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，能够改善无机填料与有机树脂相容性，提高塑木复合材料的强度，改善加工流变性。
一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和水稻秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、阻燃剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-450r/min，加热温度控制在40-50℃，混合时间控制在20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料、陶瓷纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、脲醛树脂、酚醛泡沫、氧化镁、膨胀珍珠岩、热稳定剂、抗氧剂和相容剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在50-200r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
实施例3
一种塑木复合材料，包括以下重量份的原料：水稻秸秆33份、聚磷酸铵29份、废弃聚乙烯泡沫塑料27份、陶瓷纤维21份、聚乙烯醇缩甲醛纤维21份、脲醛树脂16份、酚醛泡沫10份、氧化镁19份、膨胀珍珠岩23份、阻燃剂1.0份、发泡剂0.7份、热稳定剂0.5份、抗氧剂0.8份和相容剂0.9份。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有耐火、质轻、耐高温、热稳定性好、导热率低和机械强度高的优点。
原料中添加了聚乙烯醇缩甲醛纤维，聚乙烯醇缩甲醛纤维具有强度高、韧性好和耐磨的特点。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫具有均匀的闭孔结构、导热系数低、低烟、耐火性好和质轻的优点。
原料中添加了氧化镁，氧化镁具有质轻和耐火的优点。
原料中添加了膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩具有保温隔热性好、稳定性好、环保性好和防火性好的优点。
阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂，能够提高塑木复合材料的阻燃性能。
发泡剂为碳黑，加热放出二氧化碳，发泡效果好，能够提高塑木复合材料的保温隔热性能。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高塑木复合材料的热稳性。
抗氧剂为对二苯胺，可延缓或抑制塑木复合材料氧化的进行，从而阻止塑木复合材料老化并延长其使用寿命。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，能够改善无机填料与有机树脂相容性，提高塑木复合材料的强度，改善加工流变性。
一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和水稻秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、阻燃剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-450r/min，加热温度控制在40-50℃，混合时间控制在20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料、陶瓷纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、脲醛树脂、酚醛泡沫、氧化镁、膨胀珍珠岩、热稳定剂、抗氧剂和相容剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在50-200r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
对比例1
一种塑木复合材料，包括以下重量份的原料：玉米秸秆29份、聚磷酸铵20份、废弃聚乙烯泡沫塑料23份、成碳剂0.9份、发泡剂0.7份和热稳定剂0.5份。
一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和玉米秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、成碳剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-500r/min，加热温度控制在40-60℃，混合时间控制在10-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料和热稳定剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在20-300r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
将实施例1、实施例2和实施例3制得塑木复合材料和对比例1中制得用于塑木复合材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种塑木复合材料及其制备方法，从测得的抗压强度值可以看出，实施例1-3的抗压强度值均高于对比例1，说明该塑木复合材料抗压强度高。
2、一种塑木复合材料及其制备方法，从测得的抗拉强度值可以看出，实施例1-3的抗拉强度值均高于对比例1，说明该塑木复合材料抗拉强度高。
3、一种塑木复合材料及其制备方法，从测得的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明该塑木复合材料保温效果好。
4、一种塑木复合材料及其制备方法，根据GB8624—2012测得的氧指数可以看出，实施例1-3的氧指数均高于对比例1，说明该塑木复合材料的阻燃性好。
5、一种塑木复合材料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明该塑木复合材料的原料配方和制备方法的合理性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种塑木复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水稻秸秆25-33份、聚磷酸铵7-29份、废弃聚乙烯泡沫塑料15-27份、陶瓷纤维5-21份、聚乙烯醇缩甲醛纤维15-21份、脲醛树脂12-16份、酚醛泡沫8-10份、氧化镁13-19份、膨胀珍珠岩15-23份、阻燃剂0.6-1.0份、发泡剂0.3-0.7份、热稳定剂0.3-0.5份、抗氧剂0.4-0.8份和相容剂0.7-0.9份。
2.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：水稻秸秆29份、聚磷酸铵18份、废弃聚乙烯泡沫塑料21份、陶瓷纤维13份、聚乙烯醇缩甲醛纤维18份、脲醛树脂14份、酚醛泡沫9份、氧化镁16份、膨胀珍珠岩19份、阻燃剂0.8份、发泡剂0.5份、热稳定剂0.4份、抗氧剂0.6份和相容剂0.8份。
3.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。
4.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于：所述发泡剂为碳黑。
5.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钡。
6.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为对二苯胺。
7.根据权利要求1所述的塑木复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的塑木复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照塑木复合材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃聚乙烯泡沫塑料和水稻秸秆加入粉碎机中粉碎，即得粉碎料；
(3)将聚磷酸铵、阻燃剂和发泡剂在混合机中充分混合，混合机的转速控制在400-450r/min，加热温度控制在40-50℃，混合时间控制在20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(2)中的粉碎料、步骤(3)中的混合料、陶瓷纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维、脲醛树脂、酚醛泡沫、氧化镁、膨胀珍珠岩、热稳定剂、抗氧剂和相容剂加入搅拌机中混合均匀，搅拌机的转速控制在50-200r/min，即得搅拌料；
(5)将步骤(4)中的搅拌料加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒。
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