CN113248843A - 高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料及制备方法 - Google Patents

高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料及制备方法。本发明的塑木复合材料主要由改性木粉、三聚氰胺甲醛树脂、聚氯乙烯、二元氯醋树脂所制得。本发明中所采用的改性木粉先由三聚氰胺、甲醛溶液在柠檬酸的催化作用下在木粉表面进行改性反应，再经烘干获得。改性木粉增强了与三聚氰胺甲醛树脂的相容性。本发明的塑木复合材料在制备时，聚氯乙烯在成型过程发生部分自交联形成交联聚氯乙烯，使得最终产品的静曲强度、抗拉强度优异，阻燃性持久、用模拟海水煮172h后的阻燃性能仍不会出现明显降低，表面无明显变化，适用于海边景区的栈道等。

Description

高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料及制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料及制备方法。
背景技术
传统的阻燃塑木复合材料中，基本都是使用添加阻燃剂的方法，如CN200610039985.4、CN201110231742.1等中公开的，外加聚磷酸铵，或者外加阻燃剂三(二溴苯基)磷酸酯、十溴联苯醚等，由于外加的阻燃剂与木粉及塑料的结合力差，在户外使用的过程中存在易分解、随雨水流失等问题，导致户外使用塑木复合材料的阻燃性能下降很快，直至消失，并且随着外加型阻燃剂的流失，造成塑木表面不平整导致塑木材料的力学性能也急剧下降。
而且，普通的塑木复合材料都是使用热塑性的树脂如聚乙烯等，在成型过程中无热固性树脂及交联物质的参与固化，导致复合材料的强度低，作为受力的物件如地板、护栏等易发生变形，而且各组分间的相容性也不尽如人意，尤其是用于作为海边景观的塑木复合材料，如地板、护栏等，在涨潮时会浸泡如海水中，导致其快速破坏，如塑木开裂、阻燃性能下降等。
因此，针对上述问题，需要发明一种具有高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀型塑木复合材料。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种具有高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀型塑木复合材料；
本发明还提供了上述的塑木复合材料的制备方法，该制备方法具有工艺简单，易于产业化的特点。
本发明所提供的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，主要是由改性木粉、三聚氰胺甲醛树脂、聚氯乙烯、二元氯醋树脂、交联剂、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂制备而获得。
上述的塑木复合材料中，主要原料的重量份数如下：
改性木粉20～35；三聚氰胺甲醛树脂15～28；聚氯乙烯28～40；二元氯醋树脂5～10；交联剂0.5～1.5；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.5；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.5；紫外线吸收剂0.2～0.5。
优选的，改性木粉21～35；三聚氰胺甲醛树脂16～28；聚氯乙烯29～40；二元氯醋树脂6～10；交联剂0.5～1.4；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉22～35；三聚氰胺甲醛树脂17～28；聚氯乙烯30～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.6～1.5；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉23～35；三聚氰胺甲醛树脂18～28；聚氯乙烯31～40；二元氯醋树脂8～10；交联剂0.5～1.4；增塑剂4～5；热稳定剂0.6～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉24～35；三聚氰胺甲醛树脂18～28；聚氯乙烯31～40；二元氯醋树脂8～10；交联剂0.6～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.6～1.3；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉25～35；三聚氰胺甲醛树脂19～28；聚氯乙烯32～40；二元氯醋树脂9～10；交联剂0.7～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.7～1.2；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉26～35；三聚氰胺甲醛树脂20～28；聚氯乙烯33～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.7～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.1；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉27～35；三聚氰胺甲醛树脂21～28；聚氯乙烯34～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉28～35；三聚氰胺甲醛树脂18～28；聚氯乙烯35～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉29～35；三聚氰胺甲醛树脂19～28；聚氯乙烯36～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉30～35；三聚氰胺甲醛树脂20～28；聚氯乙烯37～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.8～1.2；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉31～35；三聚氰胺甲醛树脂21～28；聚氯乙烯38～40；二元氯醋树脂7～10；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.3。
优选的，改性木粉20～34；三聚氰胺甲醛树脂15～27；聚氯乙烯28～39；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～33；三聚氰胺甲醛树脂15～26；聚氯乙烯28～38；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～33；三聚氰胺甲醛树脂15～26；聚氯乙烯28～38；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～32；三聚氰胺甲醛树脂15～26；聚氯乙烯28～37；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～31；三聚氰胺甲醛树脂15～25；聚氯乙烯28～38；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～30；三聚氰胺甲醛树脂15～26；聚氯乙烯28～37；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.5；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～29；三聚氰胺甲醛树脂15～25；聚氯乙烯28～36；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～28；三聚氰胺甲醛树脂15～24；聚氯乙烯28～35；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～27；三聚氰胺甲醛树脂15～23；聚氯乙烯28～34；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～26；三聚氰胺甲醛树脂15～22；聚氯乙烯28～33；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.3；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～25；三聚氰胺甲醛树脂15～21；聚氯乙烯28～32；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～24；三聚氰胺甲醛树脂15～20；聚氯乙烯28～31；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉20～23；三聚氰胺甲醛树脂15～20；聚氯乙烯28～30；二元氯醋树脂7～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂4～5；热稳定剂0.5～1.4；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，主要原料的重量份数如下：改性木粉22～33；三聚氰胺甲醛树脂16～26；聚氯乙烯30～38；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，主要原料的重量份数如下：改性木粉23～32；三聚氰胺甲醛树脂17～25；聚氯乙烯31～37；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，主要原料的重量份数如下：改性木粉24～31；三聚氰胺甲醛树脂18～24；聚氯乙烯32～36；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，主要原料的重量份数如下：改性木粉25～30；三聚氰胺甲醛树脂19～23；聚氯乙烯33～35；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，主要原料的重量份数如下：改性木粉26～29；三聚氰胺甲醛树脂20～22；聚氯乙烯33～35；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉23～31；三聚氰胺甲醛树脂17～25；聚氯乙烯31～37；二元氯醋树脂6～8；交联剂0.8～1.2；增塑剂3～4.5；热稳定剂0.5～1.0；偶联剂1～2.3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
优选的，改性木粉24；三聚氰胺甲醛树脂22；聚氯乙烯34；二元氯醋树脂7；交联剂1.0；增塑剂4；热稳定剂0.8；偶联剂1.8；抗氧剂0.35；紫外线吸收剂0.3。
优选的，改性木粉22；三聚氰胺甲醛树脂24；聚氯乙烯32；二元氯醋树脂8；交联剂1.1；增塑剂3.5；热稳定剂0.8；偶联剂1.8；抗氧剂0.35；紫外线吸收剂0.3。
改性木粉的粒度为80～100目。
三聚氰胺甲醛树脂为粉状，固含量大于或等于99％。
二元氯醋树脂为聚氯乙烯-醋酸乙烯，型号为CP-710。
增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯或者邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种；
交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰质量比依次为20～25：1；
优选的，热稳定剂为钙锌复合热稳定剂；
优选的，聚氯乙烯为标准料聚氯乙烯树脂，牌号S-1000；
优选的，偶联剂选自硅烷偶联剂KH550或者硅烷偶联剂KH570；
优选的，抗氧剂为抗氧剂1010；
优选的，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
改性木粉的制备步骤如下：
在甲醛溶液中加入氢氧化钠，调节溶液至碱性，然后再加入三聚氰胺，搅拌均匀后，升温，保温反应，然后降温，加入柠檬酸，调节物料至酸性，再加入木粉，搅拌混合，充分混合均匀后，干燥，获得改性木粉；
优选的，在质量浓度35～40％的甲醛溶液中加入质量浓度为40～60％的氢氧化钠溶液将pH调至8.5～9.5，然后加入三聚氰胺，搅拌均匀后升温至90～98℃并保温反应1～3h,然后降至室温，加入柠檬酸，调节pH至3～4.5，然后加入木粉，搅拌混合1～2h，充分混合均匀，置于真空烘箱中于60～80℃充分干燥至挥发份＜4％，获得改性木粉；
优选的，在质量浓度37％的甲醛溶液中加入质量浓度为50％的氢氧化钠溶液将pH调至9，然后加入三聚氰胺，搅拌均匀后升温至95℃并保温反应2h,然后降至室温，加入柠檬酸，调节pH至4，然后加入木粉，搅拌混合1.5h，充分混合均匀，置于真空烘箱中于70℃充分干燥至挥发份＜4％，获得改性木粉；
优选的，三聚氰胺、甲醛的摩尔比为1：2～4；
优选的，三聚氰胺、甲醛的摩尔比为1：3；
优选的，三聚氰胺的用量与木粉的质量比为0.1～0.3：1；
优选的，三聚氰胺的用量与木粉的质量比为0.2：1。
上述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂充分混合均匀，然后降温，获得第二预混料；
(4)再将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料；
(5)将(4)制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出成型；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
上述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为170～180℃，螺杆转速为200～250rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在100～120℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为180～200℃，螺杆转速为250～300rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为190～210℃，螺杆转速为5～15rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料；
优选的，上述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为175℃，螺杆转速为220rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在110℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为190℃，螺杆转速为280rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为200℃，螺杆转速为10rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
本发明的有益效果在于：
(1)使用了经过改性的改性木粉，改性后的木粉增强了与三聚氰胺甲醛树脂的相容性。而二元氯醋树脂(聚氯乙烯-醋酸乙烯)具有优良粘结性能，使用二元氯醋树脂(聚氯乙烯-醋酸乙烯)可以增加聚氯乙烯、改性木粉与三聚氰胺甲醛树脂的相容性，起到黏合的作用，对于提高终产品的强度、持久耐燃性具有显著的作用；聚氯乙烯在成型过程与交联剂进行受热交联，形成部分交联的聚氯乙烯，也对塑木复合材料的静曲强度、耐海水性等均起到进一步的增强作用；
(2)塑木复合材料具有本体阻燃能力，而且三聚氰胺甲醛树脂经过后期高温交联固化后得到高交联密度的型材，产品的静曲强度、抗拉强度得到极大提升，而且阻燃性持久、用模拟海水(3.5％氯化钠溶液)煮172h后的阻燃性能仍不会出现明显降低，且表面无明显变化，尤其适用于海边景区的栈道等使用；
(3)本发明产品制备工艺简单，易于产业化。
具体实施方式
为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。
本发明中部分原料的型号及厂家如下：
三聚氰胺甲醛树脂为粉状，固含量99％，购自山东旺升新材料科技有限公司；
聚氯乙烯为标准料聚氯乙烯树脂，牌号S-1000,购自中国石化股份有限公司齐鲁分公司；
二元氯醋树脂(聚氯乙烯-醋酸乙烯)，牌号CP-710，购自韩国韩华集团公司；
增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或者邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，购自山东科兴化工有限责任公司；
交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰质量比依次为20～25：1；
热稳定剂为钙锌复合热稳定剂，牌号G0102W，购自江苏爱特恩高分子材料有限公司；
偶联剂为硅烷偶联剂KH550或者硅烷偶联剂KH570，购自广州市中杰化工科技有限公司。
实施例1
高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰质量比依次为22：1；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为175℃，螺杆转速为220rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在110℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为190℃，螺杆转速为280rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为200℃，螺杆转速为10rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
其中，改性木粉的制备方法如下：
在质量浓度37％的甲醛溶液中加入质量浓度为50％的氢氧化钠溶液将pH调至9，然后加入三聚氰胺，搅拌均匀后升温至95℃并保温反应2h,然后降至室温，加入柠檬酸，调节pH至4，然后加入木粉，搅拌混合1～2h，充分混合均匀，置于真空烘箱中于70℃充分干燥至挥发份＜4％，获得改性木粉；其中，三聚氰胺、甲醛的摩尔比为1：3；三聚氰胺的用量与木粉的质量比为0.2：1。
实施例2～3与实施例1中的工艺参数略有不同，原料用量完全相同，具体如下：
实施例2
高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为170℃，螺杆转速为200rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在100℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为180℃，螺杆转速为250rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为190℃，螺杆转速为5rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
改性木粉的制备方法同实施例1。
实施例3
高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为180℃，螺杆转速为250rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在120℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为200℃，螺杆转速为300rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为210℃，螺杆转速为15rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
实施例4～8中，原料的用量与实施例1有所不同，具体如下表1所示：
表1各实施例中产品的用量表
Figure BDA0003083623520000151
Figure BDA0003083623520000161
对比例1
其它条件同实施例1，使用普通木粉替换改性木粉；
对比例2
其它条件同实施例1，未采用三聚氰胺甲醛树脂，其余与实施例1相同；
对比例3
其它条件同实施例1，未采用二元氯醋树脂(聚氯乙烯-醋酸乙烯)，其余与实施例1相同；
对比例4
市售户外专用塑木地板，型号150S25-H，购自黄山华塑新材料有限公司。
实施例9
对各实施例及对比例中的产品性能进行检测，检测方法如下：
本发明的静曲强度(三点弯曲)、抗拉强度、耐海水腐蚀性能(3.5％氯化钠)均按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行检测，其中静曲强度(三点弯曲)按照4.7部分方法进行检测，抗拉强度按照4.24部分进行检测，耐海水腐蚀性能用3.5％的氯化钠溶液代替普通自来水，按照4.50中耐沸水性能测试的方法进行。阻燃性能中的燃烧等级按照GB/T8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行检测。
表2各实施例及对比例中产品的性能比较(海水(3.5％氯化钠溶液)煮前)
外观 静曲强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 燃烧等级
实施例1 平整光滑 61.2 41.5 A<sub>1</sub>
实施例2 平整光滑 60.8 40.7 A<sub>1</sub>
实施例3 平整光滑 61.5 40.9 A<sub>1</sub>
实施例4 平整光滑 61.7 41.1 A<sub>1</sub>
实施例5 平整光滑 60.2 39.6 A<sub>1</sub>
实施例6 平整光滑 62.3 41.3 A<sub>1</sub>
实施例7 平整光滑 59.4 39.2 A<sub>1</sub>
实施例8 平整光滑 62.8 41.4 A<sub>1</sub>
对比例1 平整光滑 58.6 37.9 A<sub>1</sub>
对比例2 平整光滑 48.7 31.5 B<sub>1</sub>
对比例3 平整光滑 59.9 39.7 A<sub>1</sub>
对比例4 平整光滑 28.4 25.2 B<sub>2</sub>
表3实施例及对比例中产品的性能比较(模拟海水(3.5％氯化钠溶液)煮172h后)
外观 静曲强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 燃烧等级
实施例1 平整光滑、无变色、无开裂 60.5 40.4 A<sub>1</sub>
实施例2 平整光滑、无变色、无开裂 60.2 40.1 A<sub>1</sub>
实施例3 平整光滑、无变色、无开裂 60.7 39.8 A<sub>1</sub>
实施例4 平整光滑、无变色、无开裂 60.9 40.3 A<sub>1</sub>
实施例5 平整光滑、无变色、无开裂 59.3 38.9 A<sub>1</sub>
实施例6 平整光滑、无变色、无开裂 60.5 40.4 A<sub>1</sub>
实施例7 平整光滑、无变色、无开裂 57.9 37.8 A<sub>1</sub>
实施例8 平整光滑、无变色、无开裂 61.2 40.6 A<sub>1</sub>
对比例1 基本平整、轻微变色、轻微开裂 54.2 34.4 A<sub>1</sub>
对比例2 明显变色、轻微开裂 41.9 26.3 B<sub>1</sub>
对比例3 基本平整、轻微变色、轻微开裂 56.4 36.8 A<sub>1</sub>
对比例4 严重变色、严重开裂 23.6 21.3 B<sub>2</sub>
从上表2、3中可以看出，实施例1-8均表现出优异的综合性能，如力学性能出众，静曲强度及抗拉强度出色，同时阻燃性能基本都在A1级，阻燃能力较好。经过模拟海水(3.5％氯化钠)进行水煮172h后，复合材料的表面基本变化不明显，其静曲强度和抗拉强度也无明显下降，阻燃性能基本保持，说明本发明产品具有优良的海水腐蚀性能。
从对比例1中产品的性能可以看出，采用普通木粉代替改性木粉之后，木粉与体系的相容性变差，导致力学性能，尤其是模拟海水(3.5％氯化钠溶液)煮172h后表面出现开裂现象，力学性能也出现轻微下降；
对比例2由于缺少热固性的三聚氰胺甲醛树脂，导致整个体系无法有效固化，耐海水腐蚀性能变差，而且阻燃性能仅仅靠交联聚氯乙烯起作用，阻燃性能下降明显；
对比例3由于缺少二元氯醋树脂，会导致聚氯乙烯与改性木粉及三聚氰胺甲醛树脂等组分的相容性欠佳，导致模拟海水(3.5％氯化钠溶液)煮172h后性能出现下降。
对比例4是常规的木塑复合材料，自身的力学性能及阻燃性能相当一般，在模拟海水(3.5％氯化钠溶液)煮172h后性能出现明显变差。

Claims (10)

1.高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，所述的塑木复合材料主要是由改性木粉、三聚氰胺甲醛树脂、聚氯乙烯、二元氯醋树脂制备而获得。
2.如权利要求1所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，所述的塑木复合材料还包括交联剂、增塑剂、热稳定剂、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的至少一种；
优选的，所述的塑木复合材料中，主要原料的重量份数如下：
改性木粉20～35；三聚氰胺甲醛树脂15～28；聚氯乙烯28～40；二元氯醋树脂5～10；
优选的，所述的塑木复合材料中，交联剂0.5～1.5；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.5；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.5；紫外线吸收剂0.2～0.5；
优选的，所述的塑木复合材料中，主要原料的重量份数如下：
改性木粉20～35；三聚氰胺甲醛树脂15～28；聚氯乙烯28～40；二元氯醋树脂5～10；交联剂0.5～1.5；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.5；偶联剂1～3；抗氧剂0.3～0.5；紫外线吸收剂0.2～0.5。
3.如权利要求1所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，所述的塑木复合材料中，主要原料的重量份数如下：
改性木粉22～33；三聚氰胺甲醛树脂16～26；聚氯乙烯30～38；二元氯醋树脂6～9；交联剂0.8～1.5；增塑剂3～5；热稳定剂0.5～1.2；偶联剂1～2.5；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
4.如权利要求1所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，所述的塑木复合材料中，主要原料的重量份数如下：
改性木粉23～31；三聚氰胺甲醛树脂17～25；聚氯乙烯31～37；二元氯醋树脂6～8；交联剂1～1.5；增塑剂3～4.5；热稳定剂0.5～1.0；偶联剂1～2.3；抗氧剂0.3～0.4；紫外线吸收剂0.2～0.4。
5.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，改性木粉的粒度为80～100目。
6.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，三聚氰胺甲醛树脂为粉状，固含量大于或等于99％；
二元氯醋树脂为聚氯乙烯-醋酸乙烯，型号为CP-710。
7.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯或者邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种；
优选的，交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷与过氧化二苯甲酰质量比依次为20～25：1；
优选的，热稳定剂为钙锌复合热稳定剂；
优选的，聚氯乙烯为标准料聚氯乙烯树脂，牌号S-1000；
优选的，偶联剂选自硅烷偶联剂KH550或者硅烷偶联剂KH570；
优选的，抗氧剂为抗氧剂1010；
优选的，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531。
8.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料，其特征在于，改性木粉的制备步骤如下：
在甲醛溶液中加入氢氧化钠，调节溶液至碱性，然后再加入三聚氰胺，搅拌均匀后，升温，保温反应，然后降温，加入柠檬酸，调节物料至酸性，再加入木粉，搅拌混合，充分混合均匀后，干燥，获得改性木粉；
优选的，在质量浓度35～40％的甲醛溶液中加入质量浓度为40～60％的氢氧化钠溶液，将pH调至8.5～9.5，然后加入三聚氰胺，搅拌均匀后升温至90～98℃并保温反应1～3h,然后降至室温，加入柠檬酸，调节pH至3～4.5，然后加入木粉，搅拌混合1～2h，充分混合均匀，置于真空烘箱中于60～80℃充分干燥至挥发份＜4％，获得改性木粉；
优选的，在质量浓度37％的甲醛溶液中加入质量浓度为50％的氢氧化钠溶液，将pH调至9，然后加入三聚氰胺，搅拌均匀后升温至95℃并保温反应2h,然后降至室温，加入柠檬酸，调节pH至4，然后加入木粉，搅拌混合1.5h，充分混合均匀，置于真空烘箱中于70℃充分干燥至挥发份＜4％，获得改性木粉；
优选的，三聚氰胺、甲醛的摩尔比为1：2～4；
优选的，三聚氰胺、甲醛的摩尔比为1：3；
优选的，三聚氰胺的用量与木粉的质量比为0.1～0.3：1；
优选的，三聚氰胺的用量与木粉的质量比为0.2：1。
9.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂充分混合均匀，然后降温，获得第二预混料；
(4)再将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料；
(5)将(4)制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出成型；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
10.如权利要求2所述的高强度、持久阻燃、耐海水腐蚀塑木复合材料的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为170～180℃，螺杆转速为300～350rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在100～120℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为180～200℃，螺杆转速为250～300rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为190～210℃，螺杆转速为5～15rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料；
优选的，(1)将聚氯乙烯、交联剂、增塑剂、热稳定剂先在室温充分混合均匀，获得第一预混料；
(2)将第一预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到复合交联聚氯乙烯粒料；挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为175℃，螺杆转速为320rpm；
(3)将(2)中得到的复合交联聚氯乙烯粒料、二元氯醋树脂、三聚氰胺甲醛树脂、改性木粉、偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂先在110℃充分混合均匀，然后降温至70℃以下，获得第二预混料；
(4)将第二预混料加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒，得到成型复合粒料，挤出造粒的工艺条件为：机筒温度为190℃，螺杆转速为280rpm；
(5)将(4)中制得的粒料输送至锥形双螺杆塑木型材挤出机，挤出的工艺条件为：机筒温度为200℃，螺杆转速为10rpm；
(6)挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品塑木复合材料。
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