一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法，属于木塑复合材料技术领域。所述有机/无机无卤阻燃木塑复合材料主要由以下重量份的组分组成：改性桉木粉40

【技术实现步骤摘要】
一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及木塑复合材料
，具体涉及一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]木塑复合材料(Wood Plastic Composites，WPC)在上世纪60年代被提出，90年代在欧美发达国家就已广泛应用的新型环保材料。2007年以后，国内木塑复合材料研究及应用迅速发展，逐渐广泛应用于汽车内饰、门窗地板、园林景观等方面，2019年国内木塑复合材料年产量约320万吨。WPC是以热塑性塑料(PE、PP、PVC等)为基体，与木质纤维(木粉、竹粉、麻纤维、秸秆、稻秆、玉米秆、花生壳等)按一定比例混合并添加一些加工助剂(主要是偶联剂、抗氧剂、阻燃剂等)，经高温挤压成型或平压、辊压成型等工艺制成的环保的复合材料。WPC的原材料可用聚乙烯、聚丙烯等；高分子化合物制成的包装袋、塑料瓶、一次性餐具等塑料制品在被使用后弃置成为的固体废物，以及农作物废弃秸秆、木材加工生产所产生的边角废料，对这些材料进行回收利用，既提高了循环利用效率，也解决了部分生态环境污染问题。WPC具有木材的颜色和外观，亦具塑料的可加工性，且制备的板材不含游离甲醛，是一种绿色环保材料，它能够替代部分使用木材、塑料、金属等材料所制成的产品，具有巨大的发展潜力。
[0003]而由于塑料与木纤维均是易燃材料，在使用过程中存在消防安全隐患，现在大部分使用环境均要求材料具有一定的阻燃性能，所以这限制WPC的发展。因此，对WPC的阻燃研究显得尤为重要。WPC阻燃研究已经有较长时间，但仍然需要更加深入的探讨研究。现阶段的阻燃WPC仍然存在很多问题需要解决，主要以下几点：(1)目前的阻燃剂的极性强，与WPC所用到的非极性聚合物的相容性较差，很大程度上影响复合材料的力学强度；(2)己经发现单一组分的阻燃剂在WPC的阻燃应用中受到限制，多组分的复配有机阻燃剂协同阻燃将是发展方向，但是复配体系的优化设计及协同/协效机理研究尚不完善，(3)WPC的阻燃研究相较于纯PP等聚合物阻燃有差别，WPC的阻燃更为复杂，既涉及了木纤维的阻燃还有聚合物的阻燃，两者之间的阻燃机理也有差别，所以WPC的阻燃研究需要更进一步完善。WPC的阻燃研究还有很大的开发和研究空间，开发出适合WPC的阻燃体系，探索不同阻燃剂之间对WPC的协效阻燃作用，并且研究阻燃剂的改性方法，提高与复合材料之间的界面相容性，使WPC阻燃性能得到保障的同时，力学性能得到提升，制造成本得到降低等是未来的研究重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述问题，提供一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法，该木塑复合材料中的DOPO基有机磷阻燃剂和三氧化二锑具有良好的协同阻燃效果，使木塑复合材料的阻燃性能得到了显著提升。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料，主要由以下重量份的组分组成：改性桉木
粉40
‑
60份、低密度聚乙烯12
‑
30份、马来酸酐接枝低密度聚乙烯16
‑
22份、复配有机阻燃剂6
‑
12份、三氧化二锑母粒5
‑
8份和润滑剂1
‑
3份。
[0007]优选的，上述有机/无机无卤阻燃木塑复合材料主要由以下重量份的组分组成：改性桉木粉50份、低密度聚乙烯12份、马来酸酐接枝低密度聚乙烯18份、复配有机阻燃剂10份、三氧化二锑母粒7份和润滑剂3份。
[0008]优选的，所述复配有机阻燃剂为DOPO(9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物)基有机磷阻燃剂和DOPS(9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
硫化物)按1：1的质量比混合而得。
[0009]优选的，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸钡。
[0010]本专利技术还提供了一种权利所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)先将改性桉木粉放置在鼓风烘箱中烘干以脱除水分；
[0012](2)按上述重量份数称取低密度聚乙烯、改性桉木粉、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、复配有机阻燃剂、三氧化二锑母粒和润滑剂，将称取的物料进行初混；所述复配有机阻燃剂为DOPO基有机磷阻燃剂和DOPS按1：1的质量比混合而得；
[0013](3)利用双螺杆挤出机进行熔融共混、挤出造粒；
[0014](4)物料挤出造粒后模压成型即制备得到有机/无机无卤阻燃木塑复合材料。
[0015]优选的，所述改性桉木粉的制备方法为：
[0016]1)首先称取一定量的桉木粉，再将称取的桉木粉和溶剂一起加入至三口烧瓶中，对物料进行超声分散，再把三口烧瓶转移至磁力搅拌加热套中加热搅拌，设置温度为80
‑
90℃；
[0017]2)同时，配置20ml硅烷偶联剂和20ml无水乙醇的混合溶液，将混合溶液加入到恒压滴液漏斗中；
[0018]3)待三口烧瓶中的物料温度到达反应温度80
‑
90℃时，开始向三口烧瓶中滴加步骤2)得到的混合溶液，滴完后再让混合物料在80℃反应3h；
[0019]4)反应结束后冷却至室温，通过抽滤来收集产物，最后在鼓风烘箱中进行干燥处理，烘干温度为160
‑
180℃，烘干时间为3h，最终得到硅烷偶联剂处理的改性桉木粉。
[0020]优选的，所述DOPO基有机磷阻燃剂的制备方法为：
[0021]1)将4,4'
‑
二氨基二苯基甲烷、对羟基苯甲醛以及溶剂1,4
‑
二氧六环加入到装有机械搅拌器和氮气保护装置的烧瓶中；所述4,4'
‑
二氨基二苯基甲烷和对羟基苯甲醛的摩尔比为1:2；
[0022]2)在室温下通入氮气以将烧瓶中的空气排除干净，再在室温下搅拌反应30
‑
40min，然后缓慢将温度升至50
‑
60℃并在此温度下反应2h；
[0023]3)缓慢加入DOPO，继续在50
‑
60℃下反应12h；所述4,4'
‑
二氨基二苯基甲烷和DOPO的摩尔比为1:2.2；
[0024]4)反应结束后待反应液自然冷却至室温，将其倒入冰水浴中水洗析出粗产物，将粗产物抽滤后洗涤以除去未反应的原料和杂质，最后烘干即得到最终产物DOPO基有机磷阻燃剂。
[0025]优选的，所述DOPS的制备方法为：
[0026]将10.8g的DOPO和60ml的甲苯加入三口烧瓶中，在氮气保护的条件下搅拌30min，加入五硫化二磷2.78g，并加热至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机/无机无卤阻燃木塑复合材料，其特征在于，主要由以下重量份的组分组成：改性桉木粉40
‑
60份、低密度聚乙烯12
‑
30份、马来酸酐接枝低密度聚乙烯16
‑
22份、复配有机阻燃剂6
‑
12份、三氧化二锑母粒5
‑
8份和润滑剂1
‑
3份。2.根据权利要求1所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料，其特征在于，主要由以下重量份的组分组成：改性桉木粉50份、低密度聚乙烯12份、马来酸酐接枝低密度聚乙烯18份、复配有机阻燃剂10份、三氧化二锑母粒7份和润滑剂3份。3.根据权利要求1或2所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料，其特征在于，所述复配有机阻燃剂为DOPO基有机磷阻燃剂和DOPS按1：1的质量比混合而得。4.根据权利要求1或2所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌或硬脂酸钡。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)先将改性桉木粉放置在鼓风烘箱中烘干以脱除水分；(2)按上述重量份数称取低密度聚乙烯、改性桉木粉、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、复配有机阻燃剂、三氧化二锑母粒和润滑剂，将称取的物料进行初混；所述复配有机阻燃剂为DOPO基有机磷阻燃剂和DOPS按1：1的质量比混合而得；(3)利用双螺杆挤出机进行熔融共混、挤出造粒；(4)物料挤出造粒后模压成型即制备得到有机/无机无卤阻燃木塑复合材料。6.根据权利要求5所述的有机/无机无卤阻燃木塑复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性桉木粉的制备方法为：1)首先称取一定量的桉木粉，再将称取的桉木粉和溶剂一起加入至三口烧瓶中，对物料进行超声分散，再把三口烧瓶转移至磁力搅拌加热套中加热搅拌，设置温度为80
‑
90℃；2)同时，配置20ml硅烷偶联剂和20ml无水乙醇的混合溶液，将混合溶液加入到恒压滴液漏斗中；3)待三口烧瓶中的物料温度到达反应温度80
‑
90℃时，开始向三口烧瓶中滴加步骤2)得到的混合溶液，滴完后再让混合物料在80℃反应3h；4)反应结束...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟华，严石静，陈裕雲，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：