一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术适用于阻燃复合材料领域，本发明专利技术提供一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法，工艺简单，利用废弃的PE塑料和木纤维作为再生的木塑材料进行加工，节约成本，安全环保，添加木纤维类阻燃剂和协同阻燃剂提高阻燃剂与木塑材料的相容性，再加入纳米无机阻燃剂与木塑材料协同组成无卤阻燃体系，结合纳米级材料粒径分布均匀、无团聚的优点，对纳米无机阻燃剂进行表面改性，既可在PE中增加分散性能，又能获得优异的阻燃效果，结果不仅可以降低阻燃剂的含量，同时可以起到增强木塑材料体系力学性能的作用。

A Wood-Plastic High Dispersion Reinforced Flame Retardant Composite and Its Preparation Method

The invention is applicable to the field of flame retardant composites. The invention provides a wood-plastic high dispersion reinforced flame retardant composite material and its preparation method. The process is simple. The waste PE plastics and wood fibers are used as recycled wood-plastic materials for processing, which saves cost, is safe and environmentally friendly. The compatibility of wood-fiber flame retardants and wood-plastic materials is improved by adding wood-fiber flame retardants and synergistic flame retardants. Nano-inorganic flame retardant and wood-plastic materials synergistically constitute halogen-free flame retardant system. Combining the advantages of uniform particle size distribution and non-agglomeration of nano-materials, surface modification of nano-inorganic flame retardant can not only increase dispersion performance in PE, but also obtain excellent flame retardant effect. As a result, not only the content of flame retardant can be reduced, but also the mechanical properties of wood-plastic material system can be enhanced. Function.

【技术实现步骤摘要】
一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法
本专利技术属于阻燃复合材料领域，尤其涉及一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料因其具有塑料的防水，防潮，不易腐蚀、虫蚀以及木材的可加工性，良好的切、剧、钉等优异的性能而得到广泛应用。随着我国对环保与资源循环的日益重视，废旧PE(聚乙烯)与废弃木粉、稻糠等可循环利用资源越来越多利用于木塑复合材料中。木塑复合材料的主要成分为塑料与木质纤维，均为易燃性材料，且木塑产品多用于建筑装饰性内外墙，建筑用内外装饰板与地板，对防火阻燃性能要求严格。目前市场木塑材料用阻燃剂主要针对塑料阻燃剂方面的研究与开发，鲜有针对复合材料体系中木纤维的阻燃剂，由于产品针对性较为单一，因而对木塑产品的阻燃效果不尽理想。同时由于通常所采用的再生PE在前期使用过程中存在老化与降解，性能特别是力学性能下降明显，目前市场上阻燃体系中的无机阻燃剂存在用量大，粉体粒径大等缺点，不仅成本过高，而且分散效果差，在木塑材料中容易分散不均匀成团从而降低了木塑复合材料的力学性能，大大限制了其在PE木塑复合材料中的应用。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法，旨在解决现有的阻燃剂针对木塑产品的阻燃效果差且在产品体系中用量大、分散性差而影响力学性能的技术问题。本专利技术的技术方案如下，一方面，一种木塑高分散增强阻燃复合材料，包括如下质量份数的下列组分：具体的，所述PE废塑料是废弃的塑料桶、塑料生活用品容器经回收和破碎处理得到的片料，所述木纤维粉末为废弃的木粉和/或糟糠粉，所述木纤维类阻燃剂为聚磷酸铵，所述协同阻燃剂为季戊四醇双二甲基硅酸酯和Sb2O3的混合物，所述纳米无机阻燃剂为表面改性处理的纳米氢氧化铝。具体的，所述木纤维粉末由20～30份的木粉和30～40份的稻糠粉组成，所述季戊四醇双二甲基硅酸酯的份数为2～3份，所述Sb2O3的份数为1～2份，所述纳米氢氧化铝的平均粒径为10～20纳米。具体的，所述固体偶联剂的型号为SZ11，所述液体硅烷偶联剂的型号为KH550。具体的，所述润滑剂的型号为R530。另一方面，一种木塑高分散增强阻燃复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将纳米无机阻燃剂分散后加入液体硅烷偶联剂进行表面改性处理，得到表面改性纳米无机阻燃剂；S2、按照权利要求1所述质量份数比取木纤维粉末、木纤维类阻燃剂加入高速混合机中高速混合均匀，得到混合均匀的木纤维阻燃混合物；S3、将PE废塑料和步骤S1中得到的表面改性纳米无机阻燃剂加入高速混合机中高速混合均匀，得到高分散纳米改性增强PE阻燃体系；S4、将步骤S2得到的木纤维阻燃混合物、步骤S3得到的高分散纳米改性增强PE阻燃体系、滑石粉、润滑剂、固体偶联剂、协同阻燃剂按照如权利要求1所述的质量份数关系加入高速混合机混合均匀，得到木塑高分散增强阻燃材料混合物；S5、将步骤S4得到的木塑高分散增强阻燃材料混合物进行造粒，得到废弃PE木塑复合粒料；S6、将步骤S5得到的废弃PE木塑复合粒料加入挤出机中挤出、成型、冷却、切割得到木塑高分散增强阻燃复合材料。具体的，步骤S1中，所述纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝。具体的，步骤S1中，将纳米氢氧化铝置于干燥箱进行第一次干燥后加入到无水乙醇溶液中，然后将混合溶液置于超声波仪器中超声分散，再加入液体硅烷偶联剂进行高速搅拌，在前述过程进行的同时根据无水乙醇的挥发量补充无水乙醇，得到经过表面改性后的纳米氢氧化铝，最后将表面改性后的纳米氢氧化铝进行第二次干燥处理。具体的，第一次干燥的温度为90～125℃温度、干燥时间为2～3h，超声分散的0.5～2h，高速搅拌的时间为1.5～3h，第二次干燥的温度为60～90℃、干燥时间为1～3h。具体的，步骤S2和步骤S3中，高速混合机的转速为800～1200r/min，混合时间为2～10min，步骤S4中，高速混合机的转速为900～1400r/min，混合时间为3～12min。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种木塑高分散增强阻燃复合材料的制备方法工艺简单，结合纳米级材料粒径分布均匀、无团聚的优点，对纳米无机阻燃剂进行表面改性，既可在PE中增加分散性能，又能起到阻燃作用，本专利技术的一种木塑高分散增强阻燃复合材料利用废弃的PE塑料和木纤维作为再生的木塑材料进行加工，节约成本，安全环保，添加木纤维类阻燃剂和协同阻燃剂提高阻燃剂与木塑材料的相容性，再加入纳米无机阻燃剂与木塑材料协同组成无卤阻燃体系，获得优异的阻燃效果，结果不仅可以降低阻燃剂的含量，同时可以起到增强木塑材料体系力学性能的作用。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，一种木塑高分散增强阻燃复合材料，包括如下质量份数的下列组分：具体的，所述PE废塑料是废弃的塑料桶、塑料生活用品容器经回收和破碎处理得到的片料，所述木纤维粉末为废弃的木粉和/或糟糠粉，所述木纤维类阻燃剂为聚磷酸铵，所述协同阻燃剂为季戊四醇双二甲基硅酸酯和Sb2O3的混合物，所述纳米无机阻燃剂为表面改性处理的纳米氢氧化铝。具体的，所述木纤维粉末由20～30份的木粉和30～40份的稻糠粉组成，所述季戊四醇双二甲基硅酸酯的份数为2～3份，所述Sb2O3的份数为1～2份，所述纳米氢氧化铝的平均粒径为10～20纳米。具体的，所述固体偶联剂的型号为SZ11，所述液体硅烷偶联剂的型号为KH550。具体的，所述润滑剂的型号为R530。本专利技术提供一种木塑高分散增强阻燃复合材料及其制备方法，利用废弃的PE塑料和木纤维作为再生的木塑材料进行加工，节约成本，安全环保，添加的木纤维类阻燃剂聚磷酸铵和协同阻燃剂提高阻燃剂与木塑材料的相容性，再加入纳米无机阻燃剂与木塑材料协同组成无卤阻燃体系，结合纳米级材料粒径分布均匀、无团聚的优点，利用液体硅烷偶联剂对纳米无机阻燃剂进行表面改性，既可在PE中增加分散性能，又能获得优异的阻燃效果，得到的复合材料不仅可以降低阻燃剂的含量，同时可以起到增强木塑材料体系力学性能的作用。实施例1(1)按照质量份数要求准备好原料：50份，木粉25份，稻糠粉32份，滑石粉35份，R530润滑剂5.5份，SZ11固体偶联剂5份，KH550液体硅烷偶联剂1份，纳米Al(OH)36.5份，季戊四醇双二甲基硅酸酯2份，Sb2O31.5份，聚磷酸铵23份。(2)将木粉、稻糠粉、聚磷酸铵加入高速混合机中于950r/min的转速下混合2min，得到聚磷酸氨与木纤维材料混合均匀的木纤维阻燃混合物。(3)将纳米Al(OH)3在105℃温度下置于干燥箱中进行第一次干燥2.5h后加入无水乙醇溶液中，然后将混合溶液置于超声波仪器中超声分散1.5h，再加入KH550高速搅拌2h，期间无水乙醇会挥发，根据实际情况补充无水乙醇，得到经过表面改性后分散良好的纳米Al(OH)3，最后将改性后的纳米Al(OH)3在80℃温度下第二次干燥2h，得到表面改性纳米Al(OH)3。(4)将废旧PE片料和表面改性纳米Al(OH)3加入高速混合机中于1000r/min的转速下混合3min，得到高分散纳米改性增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于，包括如下质量份数的下列组分：

【技术特征摘要】
1.一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于，包括如下质量份数的下列组分：2.如权利要求1所述的一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于：所述PE废塑料是废弃的塑料桶、塑料生活用品容器经回收和破碎处理得到的片料；所述木纤维粉末为废弃的木粉和/或糟糠粉；所述木纤维类阻燃剂为聚磷酸铵；所述协同阻燃剂为季戊四醇双二甲基硅酸酯和Sb2O3的混合物；所述纳米无机阻燃剂为表面改性处理的纳米氢氧化铝。3.如权利要求2所述的一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于，所述木纤维粉末由20～30份的木粉和30～40份的稻糠粉组成，所述季戊四醇双二甲基硅酸酯的份数为2～3份，所述Sb2O3的份数为1～2份，所述纳米氢氧化铝的平均粒径为10～20纳米。4.如权利要求3所述的一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于，所述固体偶联剂的型号为SZ11，所述液体硅烷偶联剂的型号为KH550。5.如权利要求1至4任一项所述的一种木塑高分散增强阻燃复合材料，其特征在于，所述润滑剂的型号为R530。6.一种木塑高分散增强阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将纳米无机阻燃剂分散后加入液体硅烷偶联剂进行表面改性处理，得到表面改性纳米无机阻燃剂；S2、按照权利要求1所述质量份数比取木纤维粉末、木纤维类阻燃剂加入高速混合机中高速混合均匀，得到混合均匀的木纤维阻燃混合物；S3、将PE废塑料和步骤S1中得到的表面改性纳米无机阻燃剂加入高速混合机中高速混合均匀，得到高分散纳米改性增强PE阻燃体系；S4、将步骤S2得到的木纤维阻燃混合物、步骤S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，吕怀兴，胡修才，
申请(专利权)人：格林美武汉城市矿产循环产业园开发有限公司，湖南格林美映鸿资源循环有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42