一种阻燃木塑表层复合物及具有该阻燃木塑表层复合物的木塑复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃木塑表层复合物及具有该阻燃木塑表层复合物的木塑复合材料的制备方法，涉及木塑材料的技术领域，按照质量份数计，阻燃木塑表层复合物的原料具体包括如下组分：高密度聚乙烯10～50份、聚丙烯10～50份、乙烯丙烯酸共聚物10～50份、填充物10～50份、阻燃剂10～30份、抗紫外剂0.1～0.5份、抗氧剂0.1～0.5份、色粉0.5～8份、防霉剂0.1～1份、润滑剂0.1～3份以及层状硅酸盐0.5～6份。本发明专利技术具有防火阻燃的效果且木塑阻燃表层与芯层之间的粘接强度高。

A flame retardant WPC and a preparation method of WPC with the flame retardant WPC

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃木塑表层复合物及具有该阻燃木塑表层复合物的木塑复合材料的制备方法
本专利技术涉及木塑材料的
，尤其是涉及一种阻燃木塑表层复合物及具有该阻燃木塑表层复合物的木塑复合材料的制备方法。
技术介绍
木塑，即木塑复合材料，是近年来国内外蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。目前，我国天然林资源日益减少，木质品市场需求与日俱增，聚烯烃基木塑作为一种性能优良的新型环保、可代木材料，具有快速发展空间。在普通木塑表面共挤包覆一层特殊耐候改性塑料，通过花纹、混色、不同方式打磨等技术实现仿木效果。聚烯烃基木塑地板主要用于园林庭院等户外景观，因聚烯烃基木塑中的两种主要原料都是易燃物，为了满足木塑地板对森林火灾的防火要求，需要对共挤木塑耐候改性塑料表层进行阻燃改性，以满足逐渐增长的市场需求。授权公告号为CN102218883B的中国专利公开一种涂敷硅阻燃涂层的木塑板材，在木塑板材的表面涂敷厚度为0.3mm的硅阻燃涂层，其硅阻燃涂层的制备方法：取原料重量组份有树脂20～35份、硅阻燃剂25～45份、阻燃协效剂8～12份以及颜填料6～10份；各组分研磨后过325目筛，利用恒温磁力搅拌器搅拌均匀，用刷子均匀地沿着木塑板材的纵横方向涂敷，使涂层厚度达到0.3mm，干燥24小时使耐火时间达到35min。上述技术方案存在以下缺陷：虽然在木塑板材表面涂覆阻燃涂层具有一定的阻燃效果，但是通过涂敷的方式，阻燃涂层与木塑板材之间粘结性差，影响木塑板材的阻燃效果。
技术实现思路
本专利技术的目的一是提供一种阻燃木塑表层复合物,具有防火阻燃的效果且阻燃木塑表层与芯层之间的粘接强度高；本专利技术的目的二是提供一种具有阻燃木塑表层复合物的木塑复合材料的制备方法，该制备工艺简单，且阻燃木塑表层与芯层之间的粘结性好。本专利技术的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种阻燃木塑表层复合物,按照质量份数计，阻燃木塑表层的原料具体包括如下组分：高密度聚乙烯10～50份、聚丙烯10～50份、乙烯丙烯酸共聚物10～50份、填充物10～50份、阻燃剂10～30份、抗紫外剂0.1～0.5份、抗氧剂0.1～0.5份、色粉0.5～8份、防霉剂0.1～1份、润滑剂0.1～3份以及层状硅酸盐0.5～6份。通过采用上述技术方案，聚丙烯密度小，力学性能好且聚丙烯强度高于聚乙烯，加入聚丙烯能够提高木塑材料的拉伸性能、弯曲性能和抗冲击性能。乙烯丙烯酸共聚物是一种具有热塑性和极高粘接性的聚合物，由于羧基基团的存在以及氢键的作用，聚合物的结晶化被抑制，主链的线性被破坏，提高了乙烯丙烯酸共聚物的粘性，因此能够增加芯层与表层之间的粘连性，保证木塑地板的防火效果。加入阻燃剂，能够提高木塑地板的阻燃效果，降低木塑地板芯层燃烧的可能性。本专利技术的进一步设置为：所述阻燃剂至少包括聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、红磷阻燃剂、季戊四醇、次磷酸铝、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。通过采用上述技术方案，聚磷酸铵遇热会膨胀，对基材表面进行覆盖，隔绝空气，从而达到阻燃效果，且本身无毒无味，不产生腐蚀性气体。三聚氰胺氰尿酸盐燃烧时，形成的碳泡沫层对聚合物起到保护作用，绝热隔氧。季戊四醇属于膨胀型阻燃剂，燃烧时膨胀，覆盖在基材表面，隔绝空气，阻止燃烧，从而达到阻燃的效果。次磷酸铝在一定温度下产生新的隔离物质，形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，防止可燃气体向外溢出，从而达到阻燃目的。十溴二苯乙烷中溴含量高，热稳定性好，抗紫外性能佳，其阻燃机理是当高聚物分解时，十溴二苯乙烷也开始分解，产生溴化氢，溴化氢消耗高分子讲解产生的自由基，延缓或中断燃烧的链反应，而且溴化氢是一种难燃的气体，密度比空气大，可在高分子材料表面形成屏障，降低可燃性气体的密度，从而起到阻燃效果。燃烧初期，三氧化二锑熔融，在材料表面形成保护膜，隔绝空气；高温状态下，三氧化二锑被气化，稀释了空气中氧浓度，从而起到了阻燃作用。氢氧化镁的阻燃机理是燃烧时释放出结合的水，具有冷却、减缓燃烧速率的效果。氢氧化镁环保性好、不释放烟雾、不会产生有害气体且成本低。氢氧化铝分子中所含的化学结合水的比例高达34％，这种结合水在阻燃木塑表层复合物的加工过程中保持稳定，超过200℃时开始分解，释放出水蒸汽，起到冷却、减慢燃烧速率的作用。本专利技术的进一步设置为：所述润滑剂至少包括硅酮粉、氧化聚乙烯蜡、硬脂酰胺、硬脂酸盐、聚乙烯蜡中的一种。通过采用上述技术方案，润滑剂为了改善阻燃剂添加引起的流动性差、生产速率慢的问题，加入润滑剂能够加快生产速率，减少对木塑地板的性能影响。硅酮粉在体系中能够均匀分散，硅酮跟硅酮之间的摩擦系数小，能够提高加工的流动性，提高润滑性能。氧化聚乙烯蜡粘度低、软化点高、硬度高、热稳定性好、高温挥发性低，既有极优的外部润滑性，又有较强的内部润滑作用。氧化聚乙烯蜡含有羟基和羧基，与聚乙烯和聚丙烯之间的相容性好。硬脂酰胺与硬质酸盐的润滑性好，且能够均匀分散，提高挤出过程的润滑效果。聚乙烯蜡作为润滑剂，其化学性质稳定，聚乙烯蜡与聚乙烯、聚丙烯相溶性好，能够改善挤出过程的流动性。本专利技术的进一步设置为：所述层状硅酸盐至少包括改性高岭土或改性蒙脱土中的一种。通过采用上述技术方案，改性高岭土与改性蒙脱土的作用是与加入的阻燃剂在阻燃性能上具有协同作用，改性高岭土与改性蒙脱土为纳米结构，木塑复合材料燃烧时，改性高岭土与改性蒙脱土能够在阻燃木塑表层复合物表面聚集，在阻燃木塑表层复合物表面形成一层致密的保护层，防止燃烧进一步进行，能够有效保护芯层。本专利技术的进一步设置为：所述改性高岭土的制备方法为：1)原料高岭土与60～80wt％的尿素水溶液按照质量比为1：2混合，然后机械搅拌，同时在20～100KHz超声处理6～12h，超声结束后，洗涤多次，直至将高岭土表面的尿素洗涤干净，干燥处理，得到插层改性的高岭土；2)将1)制备的插层改性高岭土研磨，置于烘箱内，在140～220℃下处理0.5～1h，得到剥片高岭土；3)按照质量百分比计，将剥片高岭土96～99％、硬脂酸0.2～0.8％、十二烷基苯磺酸钠0.5～3％置于球磨仪中，研磨2～4h，即得到改性高岭土。本专利技术的进一步设置为：所述改性蒙脱土的制备方法为：1)原料蒙脱土和水按照质量比为1：4～8混合，并搅拌至蒙脱土在水中均匀分散，然后加热到100℃；2)向步骤1中加入季铵盐，季铵盐的加入量为蒙脱土质量的5～12％，继续搅拌2～4h；3)将步骤2)的混合物抽滤、洗涤，洗涤至蒙脱土表面无氯离子，烘干后得到有机蒙脱土，烘干后研磨过300目筛；4)将15～20份有机蒙脱土加入到40～50份环氧树脂中，加入5～8份固化剂搅拌混合均匀；5)抽真空除去气泡，将混合料浇注到预热的模具中，在烘箱中加热固化，固化温度为100～120℃，固化时间为2～5h，固化结束，研磨过300目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：按照质量份数计，阻燃木塑表层的原料具体包括如下组分：高密度聚乙烯10～50份、聚丙烯10～50份、乙烯丙烯酸共聚物10～50份、填充物10～50份、阻燃剂10～30份、抗紫外剂0.1～0.5份、抗氧剂0.1～0.5份、色粉0.5～8份、防霉剂0.1～1份、润滑剂0.1～3份以及层状硅酸盐0.5～6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：按照质量份数计，阻燃木塑表层的原料具体包括如下组分：高密度聚乙烯10～50份、聚丙烯10～50份、乙烯丙烯酸共聚物10～50份、填充物10～50份、阻燃剂10～30份、抗紫外剂0.1～0.5份、抗氧剂0.1～0.5份、色粉0.5～8份、防霉剂0.1～1份、润滑剂0.1～3份以及层状硅酸盐0.5～6份。


2.根据权利要求1所述的一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：所述阻燃剂至少包括聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、红磷阻燃剂、季戊四醇、次磷酸铝、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：所述润滑剂至少包括硅酮粉、氧化聚乙烯蜡、硬脂酰胺、硬脂酸盐、聚乙烯蜡中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：所述层状硅酸盐至少包括改性高岭土或改性蒙脱土中的一种。


5.根据权利要求4所述的一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：所述改性高岭土的制备方法为：1）原料高岭土与60～80wt%的尿素水溶液按照质量比为1：2混合，然后机械搅拌，同时在20～100KHz超声处理6～12h，超声结束后，洗涤多次，直至将高岭土表面的尿素洗涤干净，干燥处理，得到插层改性的高岭土；2）将1）制备的插层改性高岭土研磨，置于烘箱内，在140～220℃下处理0.5～1h，得到剥片高岭土；3）按照质量百分比计，将剥片高岭土96～99%、硬脂酸0.2～0.8%、十二烷基苯磺酸钠0.5～3%置于球磨仪中，研磨2～4h，即得到改性高岭土。


6.根据权利要求4所述的一种阻燃木塑表层复合物，其特征在于：所述改性蒙脱土的制备方法为：1）原料蒙脱土和水按照质量比为1：4～8混合，并搅拌至蒙脱土在水中均匀分散，然后加热到100℃；2）向步骤1中加入季铵盐，季铵盐的加入量为蒙脱土质量的5～12%，继续搅拌2～4h；3）将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，张冰，冯卓，马庆江，
申请(专利权)人：宁波禾隆新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33