CN110305386A - 一种高效阻燃塑木复合材料板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高效阻燃塑木复合材料板材由塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性木粉、改性海泡石、硼‑磷复配阻燃剂、小苏打、硬脂酸钙、萜烯树脂、白油及抗氧剂复合而成。本发明生产制造方便,生产成本低,强度高,阻燃效果好。高效阻燃塑木复合材料板材和普通聚氯乙烯基塑木板材相比,燃烧或隐燃过程中不会释放有毒有害的卤素气体,不会对周围人群造成毒气伤害;高效阻燃塑木复合材料板材和普通聚乙烯基、聚丙烯基塑木板材相比,具有高效阻燃性,板材在使用过程中不会发生火灾,使用更安全。本发明可广泛应用于交通运输、装修装饰、包装存储等诸多领域。
Description
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
近年来,随着人们环境保护意识的增强,原料来源广泛、环境友好、可再生、可循环使用的塑木复合材料越来越受到人们的重视。塑木复合材料由新/旧塑料、秸秆粉及各种助剂混合均匀后经挤压、模压或注塑等工艺成型,成型速度快,生产效率高;塑木复合材料可用作托盘、包装箱等包装材料,铺板、铺梁等仓储材料,房屋、地板、建筑模板等装修、装饰材料,公园、球场、街道等场合使用的露天桌椅、板凳等休闲材料,汽车内装饰材、管材等。塑木复合材料具有诸多优点,比如:材料均质、尺寸较木材稳定、不易产生裂纹、且无木材节疤、斜纹等缺陷;耐水性能好,防腐蚀,防虫蛀;可设计性强,可加工制作成不同形状、不同颜色的制品;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;废弃后可回收再利用,有利于环保等诸多优点。但也存在一些明显不足,如阻燃方面,如果使用聚氯乙烯塑料做基体,虽然具有一定的阻燃性,但此类材料在燃烧或隐燃过程中将释放大量有毒有害的卤素气体,将对周围人群造成严重的生命威胁;而常规聚乙烯、聚丙烯基塑木材料,虽然不含卤素,但自身完全不阻燃,在使用过程中极易发生燃烧,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,特别是对聚乙烯、聚丙烯基塑木复合材料的阻燃性能进行改进十分必要。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供一种高效阻燃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:
所述的塑料粒子采用聚乙烯、聚丙烯中的一种。
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。
所述的改性木粉,平均粒径为40-120目。
所述的改性海泡石,平均粒径为60-100nm。
所述的硼-磷复配阻燃剂,平均粒径为0.1-0.5μm。
所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种。
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)、按质量比100∶100-120∶3-5∶0.3-0.4∶2-3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1-2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20-40min;接下来加入氨水,室温下反应2-3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶5-15∶0.02-0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至40-50℃,搅拌20-30min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶20-26称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在60-70℃下搅拌3-4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶10-14∶1-3∶6-8称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,搅拌均匀,升温至80-90℃,反应12-16h,接下来将反应温度降至50-70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应6-10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在70-80℃下真空干燥10-18h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌10-20min,挤出造粒,挤出机机筒温度165-185℃,模头温度165-195℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10-20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度170-190℃,模头温度165-195℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
本发明一种高效阻燃塑木复合材料板材,生产制造方便,传统的塑料生产工艺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,强度高,阻燃效果好。高效阻燃塑木复合材料板材和普通聚氯乙烯基塑木板材相比,燃烧或隐燃过程中不会释放有毒有害的卤素气体,不会对周围人群造成毒气伤害;高效阻燃塑木复合材料板材和普通聚乙烯基、聚丙烯基塑木板材相比,具有高效阻燃性,板材在使用过程中不会发生火灾,使用更安全。一种高效阻燃塑木复合材料板材可广泛应用于交通运输、装修装饰、包装存储等诸多领域。
具体实施方式
实施例1:
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:
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)、按质量比100∶110∶4∶0.35∶2.5分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1.5h,然后将木粉加入其中,继续搅拌30min;接下来加入氨水,室温下反应2.5h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶10∶0.04称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至45℃,搅拌25min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶23称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在65℃下搅拌3.5h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶12∶2∶7称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至85℃,反应14h,接下来将反应温度降至60℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应8h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在75℃下真空干燥14h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌15min,挤出造粒,挤出机机筒温度175℃,模头温度180℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌15min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度180℃,模头温度180℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例2:
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:
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)、按质量比100∶100∶3∶0.3∶2分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20min;接下来加入氨水,室温下反应2h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶5∶0.02称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至40℃,搅拌20min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶20称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在60℃下搅拌3h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶10∶1∶6称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至80℃,反应12h,接下来将反应温度降至50℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应6h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在70℃下真空干燥10h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌10min,挤出造粒,挤出机机筒温度165℃,模头温度165℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度170℃,模头温度165℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例3:
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:
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)、按质量比100∶120∶5∶0.4∶3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌40min;接下来加入氨水,室温下反应3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶15∶0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至50℃,搅拌30min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶26称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在70℃下搅拌4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶14∶3∶8称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至90℃,反应16h,接下来将反应温度降至70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在80℃下真空干燥18h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌20min,挤出造粒,挤出机机筒温度185℃,模头温度195℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度190℃,模头温度195℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例4:
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:
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)、按质量比100∶100∶3∶0.4∶3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20min;接下来加入氨水,室温下反应2h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶15∶0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至50℃,搅拌20min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶20称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在60℃下搅拌4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶14∶3∶6称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至80℃,反应12h,接下来将反应温度降至70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在80℃下真空干燥10h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌10min,挤出造粒,挤出机机筒温度165℃,模头温度195℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度190℃,模头温度165℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例5:
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:
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)、按质量比100∶120∶5∶0.4∶2分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20min;接下来加入氨水,室温下反应3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶15∶0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至40℃,搅拌20min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶20称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在70℃下搅拌4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶14∶1∶6称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至80℃,反应16h,接下来将反应温度降至70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在70℃下真空干燥10h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌10min,挤出造粒,挤出机机筒温度185℃,模头温度195℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度170℃,模头温度195℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例6:
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:
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)、按质量比100∶120∶3∶0.35∶3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1h,然后将木粉加入其中,继续搅拌30min;接下来加入氨水,室温下反应3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶5∶0.04称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至50℃,搅拌20min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶23称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在70℃下搅拌3h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶12∶3∶6称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至85℃,反应16h,接下来将反应温度降至50℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应8h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在80℃下真空干燥10h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌15min,挤出造粒,挤出机机筒温度185℃,模头温度180℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度180℃,模头温度165℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例7:
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:
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)、按质量比100∶100∶4∶0.4∶2分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1.5h,然后将木粉加入其中,继续搅拌40min;接下来加入氨水,室温下反应2h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶10∶0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至40℃,搅拌25min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶26称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在60℃下搅拌3.5h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶14∶1∶7称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至90℃,反应12h,接下来将反应温度降至60℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在70℃下真空干燥14h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌20min,挤出造粒,挤出机机筒温度185℃,模头温度180℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度180℃,模头温度180℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例8:
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:
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)、按质量比100∶110∶5∶0.3∶2.5分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20min;接下来加入氨水,室温下反应3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶5∶0.04称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至50℃,搅拌20min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶23称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在65℃下搅拌4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶10∶1∶7称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至90℃,反应14h,接下来将反应温度降至50℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在80℃下真空干燥10h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌15min,挤出造粒,挤出机机筒温度165℃,模头温度180℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度170℃,模头温度180℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
实施例9:
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:
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)、按质量比100∶110∶4∶0.3∶2分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌40min;接下来加入氨水,室温下反应3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶15∶0.02称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至45℃,搅拌30min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶23称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在65℃下搅拌3h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶10∶2∶8称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至85℃,反应14h,接下来将反应温度降至70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应6h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在75℃下真空干燥18h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌15min,挤出造粒,挤出机机筒温度175℃,模头温度180℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌15min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度180℃,模头温度195℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
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:
实施例10:
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:
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)、按质量比100∶105∶3.5∶0.34∶2.3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1.2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌24min;接下来加入氨水,室温下反应2.3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶12∶0.05称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至46℃,搅拌23min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶21称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在67℃下搅拌3.4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶11∶1.3∶6.5称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,然后搅拌均匀,升温至86℃,反应14.5h,接下来将反应温度降至56℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应7h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在78℃下真空干燥17h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌12min,挤出造粒,挤出机机筒温度170℃,模头温度175℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌12min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度178℃,模头温度173℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
下面通过检测证明实施例1的效果,检测结果如下:
静曲强度:35.86MPa,静曲模量:2.02GPa,氧指数:31.02(%),热释放速率峰值(PHRR):798.9kW/m2,烟释放速率峰值(PSPR):0.23m2/s,生烟总量(TSP):24.2m2。
上述测试结果表明,本发明的一种高效阻燃塑木复合材料板材综合力学性能佳,抑烟效果好,阻燃效果显著。
Claims (10)
1.一种高效阻燃塑木复合材料板材,其特征在于由包括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,其特征在于由包括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,其特征在于由包括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。
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,其特征在于所述的改性木粉,平均粒径为40-120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,其特征在于所述的改性海泡石,平均粒径为60-100nm。
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,其特征在于所述的硼-磷复配阻燃剂,平均粒径为0.1-0.5μm。
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,其特征在于所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种高效阻燃塑木复合材料板材的制备方法,其特征在于其制作过程为:
(1)、按质量比100∶100-120∶3-5∶0.3-0.4∶2-3分别称取木粉、蒸馏水、正硅酸乙酯、十二烷基磺酸钠和氨水,将蒸馏水、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠搅拌混合1-2h,然后将木粉加入其中,继续搅拌20-40min;接下来加入氨水,室温下反应2-3h,之后过滤,得到处理后的木粉,用蒸馏水漂洗处理后的木粉,直至滤液呈中性,最后将处理后的木粉干燥,筛分,得到改性木粉;
(2)、按质量比1∶5-15∶0.02-0.06称取双-[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(TESPT)、乙醇和蒸馏水,将TESPT和乙醇超声分散均匀,然后将蒸馏水加入其中,升温至40-50℃,搅拌20-30min,降至室温,得到硅烷乙醇溶液;按质量比1∶20-26称取海泡石和乙醇,搅拌溶解,得到海泡石乙醇溶液;将海泡石乙醇溶液与硅烷乙醇溶液混合,在60-70℃下搅拌3-4h,得到改性海泡石;
(3)、按质量比100∶10-14∶1-3∶6-8称取蒸馏水、硼酸、无水氯化钙和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO),将硼酸、无水氯化钙先后溶解于蒸馏水中,搅拌均匀,升温至80-90℃,反应12-16h,接下来将反应温度降至50-70℃后,将DOPO加入其中,分散均匀后,继续反应6-10h,过滤,水洗至洗出液为中性,将过滤得到的固体组分在70-80℃下真空干燥10-18h,研磨,筛分,得到硼-磷复配阻燃剂;
(4)、按配方量称取各原料;
(5)、将塑料粒子、马来酸酐接枝塑料粒子、改性海泡石、硼-磷复配阻燃剂、硬脂酸钙、萜烯树脂及白油置于机械搅拌釜内搅拌10-20min,挤出造粒,挤出机机筒温度165-185℃,模头温度165-195℃,得到阻燃塑料粒子;
(6)、将上述阻燃塑料粒子、改性木粉、小苏打及抗氧剂置于机械搅拌釜内并再次机械搅拌10-20min;
(7)、混匀后,采用挤出机进行熔融共混挤出,挤出机机筒温度170-190℃,模头温度165-195℃,得到高效阻燃塑木复合材料板材。
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