一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料及其制备方法技术

一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料，由100份聚丙烯和聚氯乙烯、40-50份竹纤维粉、5-6份樟木粉、5-6份增容剂、5-6份增韧剂、30-40份阻燃剂及协效剂、4-6份热稳定剂、4-6份润滑剂、4-5份抑氧剂、和0-1份抗氧剂通过三次熔融共混、最后挤出成型。本竹塑复合材料具有优异的力学性能以及阻燃和防霉变性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种竹塑复合材料及其制备方法，具体地说是。
技术介绍
木塑复合材料(wood/plastic composite,简称“WPC”)是利用各种废弃的植物纤维与回收再生塑料通过复合、共混、改性工艺技术而制造的一种新兴的环境友好复合材料。目前WPC主要用于建筑领域的门窗、顶板、模板、地板、屋面板、隔板等。木塑产品的原料包括:各种废旧塑料(塑料包装、牛奶袋、废旧塑料制品、电视壳等)和木粉(木材加工的边角料、锯末、木粉、作物的稻壳、秸杆等)。木塑制品不仅硬度高、易着色、易加工、耐磨、吸水性小、有类似木质外观等诸多优点，并可以有效地解决世界森林资源日益缺乏以及大量废旧塑料对环境造成的“白色污染”问题，是良好的以塑代木，以塑代钢新型环保材料，具有很好的市场应用前景。研究表明:木塑复合材料在北美的市场从2003到2010年以两位数的速度增长，建筑材料占北美木塑复合材料总需求量的80% ;在西欧，车用材料已经占木塑复合材料需求量的一半以上，另有建筑材料约占30%的市场；在日本，木塑复合材料在地板、墙壁和家具等方面的应用也日渐普及；在我国，木塑复合材料已经广泛应用于包装、运输、市政、车辆船舶、室内门窗、地板、家具，以及户外建筑装饰材料等。然而，遇明火或在加热时易燃烧是WPC的一个关键性缺陷，这是由于木纤维和塑料树脂(通用塑料中除PVC之外，聚乙烯、聚丙烯、ABS等)均为易燃材料，直接应用，特别是室内，存在易引发火灾的安全隐患。因而WPC不经阻燃处理是难以达到建筑内部装修设计防火规范的要求，原则上是不允许作为相关建筑装修材料而直接使用的。WPC的阻燃机理涉及到木纤维阻燃、塑料阻燃以及二者的协同作用等问题。目前，国内外对于木塑复合材料阻燃 处理的技术研究一般采用分别对木纤维、塑料基体进行阻燃处理的方法。传统聚合物阻燃技术中比较成熟的一种方法是采用卤素阻燃剂(特别是溴系)和三氧化二锑(Sb2O3)配伍，俗称“卤一锑协同体系”。然而有研究报道，溴代二苯醚(PBDPO)的裂解产物含有二噁英类剧毒物，且燃烧过程产生的烟雾很大，极易造成人员窒息。如今，欧盟已经明令禁止使用含卤阻燃剂。常规的无卤阻燃体系(如氢氧化铝、氢氧化镁等)的阻燃机理是在受热时分解产生水，吸收热量而达到阻燃的目的，此类阻燃剂可以符合环保型阻燃的要求，但填料用量较大(通常需要达到40%左右)，导致WPC混炼和成型流动性变差，影响材料的加工性能和物理力学性能。采用有机蒙脱土(OMMT)对木塑复合材料进行阻燃改性尽管也有报道，然而目前蒙脱土与树脂基体间的相容性难以有实质性的改善，OMMT改性木塑复合材料的阻燃指标仍难以通过LOI和垂直燃烧等级测试。以聚磷酸铵(APP)为主体的膨胀阻燃体系制备的阻燃木塑复合材料(如“阻燃木塑复合材料及其制备方法”，公开号CN1837278A)，采用APP作为阻燃剂主体，以季戊四醇(PER)或淀粉为炭源，复合材料具备了较好的阻燃性，但APP加入量较大，而影响阻燃性木塑复合材料的力学性能；同时，APP价格较贵，也使生产成本提高。类似的还有，公开号为CN101469082A的中国专利，报道了一种水溶性含磷和含氮阻燃剂，用于阻燃纤维素物质，但阻燃剂添加量大，影响了制品物理力学性能，且阻燃效率比较有限。公开号为CN101812237A的中国专利，向回收塑料中加入以磷酸一氢铵、磷酸二氢铵为主体的磷酸铵类阻燃剂，但也未能从根本上解决上述问题。中国专利(申请号:200710173607.X)采用聚磷酸铵或聚磷酸酯作为阻燃剂，先用溶剂溶解阻燃剂后对木质纤维进行浸泡，然后制备无卤阻燃木塑复合材料，而其仍使用膨胀型阻燃剂，且增加了木质纤维处理的步骤使得其实用性大打折扣。已有研究报道，植物纤维中所含的纤维素、半纤维素为多羟基化合物(与添加PER类似)，从而在高温条件下与APP反应，充当碳源的作用，因而无需再添加“成碳剂”。木塑复合材料由于填充了大量的植物纤维，尽管被塑料包覆，但在一定潮湿条件下仍可以为真菌提供良好的生存环境，导致木塑复合材料霉变、腐烂，从而缩短使用寿命。此外，霉变会使木塑复合材料表面产生肉眼可见的霉菌斑点，影响其美观，这在WPC作为户外制品使用的时候会受到很大限制。广东迪美生物技术有限公司陈娟等公开了“一种木塑复合材料专用耐候防霉功能母粒及其制备方法”(公开号:CN102181090A)，其成份包括聚乙烯、ZnO, N-三氯甲硫基酞酰亚胺、4，5- 二氯-N-辛基-3-异噻唑啉酮等。华南师范大学公开的“一种长效防霉木塑复合材料及其制备方法”(公开号:CN101767362A)，其防霉添加剂为纳米Ti02、表面改性的纳米ZnO或其组合物，通过共挤出技术生产多层木塑复合材料，制备工艺比较复杂，使生产成本提高。考虑到木塑复合材料的主体为植物纤维，可利用天然樟木粉的防霉防蛀特性，不仅可以降低成本，而且更为环保。目前报道的木塑复合材料，其制备工艺以挤出成型、模压成型为主，并用于生产板、片材类制品，由于WPC已加入大量木粉，再添加大量阻燃剂和其它加工助剂，会导致体系流动性变差，从而影响到制品外观及其使用性能。近年来，木塑复合材料的阻燃性改性越来越受到人们的关注与重视。如何使用阻燃剂来提高聚合物基复合材料的阻燃性能，以及抑制复合材料的燃烧或裂解时产生烟气及有毒气体，已成为新材料研究开发和应用的关键问题。
技术实现思路
`本专利技术为了解决现有无卤阻燃型木塑复合材料防霉变性差，以及阻燃剂APP添加量大使生产成本提高和引起材料物理力学性能下降的问题，从而提供了一种防霉变无卤阻燃抑烟竹塑复合材料及其制备方法。一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料，由以下质量份数的各组分组成:聚丙烯和聚氯乙烯:100质量份竹纤维粉:40-50质量份樟木粉:5_6质量份增容剂:5-6质量份增韧剂:5-6质量份阻燃剂及协效剂:30-40质量份热稳定剂:4-6质量份润滑剂:4-6质量份抑氧剂:4_5质量份；抗氧剂:0-1质量份。回收的聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)均可使用。对回收的PP，要求熔体流动速率(MFR)不低于0—3。PP和PVC的共混比例满足1:1 1:3 (质量比)。所述的竹纤维粉平均粒径40-80目；所述的樟木粉，平均粒径60-100目。所述的增容剂由主增容剂和辅助增容剂组成，其中主增容剂为乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯接枝共聚物(EVA-g-PVC)，辅助增容剂选自接枝来马酸酐聚丙烯(MAH-g-PP)、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(MAH-g-POE)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(GMA-g-PP)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的一种或几种的混合物。主增容剂与辅助增容剂的质量比例满足1:2 3:1。辅助增容剂为两种以上混合时，相互比例任所述的增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙丙橡胶(EPR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、聚烯烃热塑性弹性体(Ρ0Ε)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的一种或几种的混合物。当选择两种以上混合时，相互比例任意。所述的阻燃剂为聚磷酸铵(APP，聚合度1000 4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料，由以下质量份数的各组分组成：聚丙烯和聚氯乙烯：100质量份竹纤维粉：40?50质量份樟木粉：5?6质量份增容剂：5?6质量份增韧剂：5?6质量份阻燃剂及协效剂：30?40质量份热稳定剂：4?6质量份润滑剂：4?6质量份抑氧剂：4?5质量份；抗氧剂：0?1质量份聚丙烯和聚氯乙烯混合的质量比为1:1?1:3；竹纤维粉平均粒径40?80目；樟木粉平均粒径60?100目。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料，由以下质量份数的各组分组成: 聚丙烯和聚氯乙烯:100质量份 竹纤维粉:40-50质量份 樟木粉:5_6质量份 增容剂:5-6质量份 增韧剂:5-6质量份 阻燃剂及协效剂:30-40质量份 热稳定剂:4-6质量份 润滑剂:4-6质量份 抑氧剂:4-5质量份； 抗氧剂:0_1质量份 聚丙烯和聚氯乙烯混合的质量比为1:1-1:3 ;竹纤维粉平均粒径40-80目；樟木粉平均粒径60-100目。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于: 所述的增容剂由主增容剂和辅助增容剂组成，其中主增容剂为乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯接枝共聚物，辅助增容剂选自接枝来马酸酐聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的混合物；主增容剂与辅助增容剂的质量比例满足1:2-3:1 ;辅助增容剂为两种以上混合时，相互比例任意。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于: 所述的增韧剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙丙橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、聚烯烃热塑性弹性体、氯化聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的混合物；当选择两种以上混合时，相互比例任意。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于: 所述的阻燃剂为聚合度1000-4000的聚磷酸铵；所述阻燃协效剂包括有机、无机两类，有机协效剂选自季戊四醇、三聚氰胺、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或几种的混合物；无机协效剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、蒙脱土、沸石中的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晓钟，冯娟，郑烨钊，钱小洪，汪群峰，马岩，姚红焱，李丰奎，贾红滢，
申请(专利权)人：安徽国风木塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：