一种轻质阻燃木塑复合材料及制备方法和用途技术

本领域属于复合材料领域，涉及一种木塑复合材料及其制备方法和用途。该材料由包括以下重量份的组份制成：塑料100-200份，木纤维100-400份，阻燃剂10-100份，偶联剂3-20份，胶黏剂20-80份，辅助剂2-10份。与现有技术相比，本发明专利技术制备的轻质阻燃木塑复合材料密度低、重量轻、尺寸稳定性好，相较于轻质纤维板具有更好的力学性能和强度，可应用于包装材料和墙体材料方面；另一方面，本发明专利技术的产品能安全地应用于室内，如家具材料、装饰材料等。同时，该种轻质阻燃木塑复合材料兼具木材和塑料的优点，可替代纯木制品和纯塑料制品，既节约了木材资源，又缓解了塑料制品难于回收的局面。

【技术实现步骤摘要】

本领域属于复合材料领域，涉及一种木塑复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
木塑复合材料是近年来蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等代替树脂胶黏剂，与一定数量的木粉、稻壳、秸杆等废植物纤维混合而成的新型木质材料，再经挤压、模压、注塑成型等塑料加工工艺，生产出板材或型材。木塑复合材料因具有木材和塑料的双重优点，如:寿命长、可再生、造价低、可喷涂、美观、防虫、防腐，比纯塑料硬度高，可与木材一样进行加工、粘接和固定等，特别是在采用废旧塑料与木材加工剩余物或秸杆为原料，在环境保护和资源利用方面有突出优势。正是由于木塑复合材料的诸多优点，其在很多领域都有广泛的应用，如:家具材料、栅栏材料、舰船材料、汽车材料、建筑材料等领域；另一方面，随着木塑复合材料的应用越来越广泛，许多领域对材料的要求也越来越高，人们也进行了深入的研究和开发，赋予木塑复合材料特殊性能和应用。中国专利CN101570639A公开了一种阻燃木塑复合材料及其制备方法。本专利技术材料由改性废旧塑料、木质纤维、膨胀型阻燃剂、润滑剂和助剂制成，具体方法包括:称取原料、预处理木质纤维、混合原料得到预混料；预混料进行熔融复合制得木塑复合材料熔体；熔体通过挤出、注射、热压或模压成型即得阻燃型木塑复合材料。中国专利CN 101899219A公开了一种阻燃木塑复合材料及其制备方法，该阻燃木塑复合材料包括:木纤维、塑料、红磷、成炭剂、发泡剂、辅助剂、染料等，按照一定比例混合制备而成。上述专利聚磷酸铵为阻燃主体，以季戊四醇或淀粉为炭源的膨胀型阻燃体系制备的阻燃木塑复合材料具有良好的阻燃性，但是聚磷酸铵的加入量大，制备成本高且力学性能大幅度降低；另一方面，在制备过程中，高温混合熔融时易于造成聚磷酸铵的分解，影响到材料的最终阻燃性能。中国专利CN 1020 20862A公开了一种轻质木塑复合材料及其制造方法，其制造工艺为先将木纤维干燥至低含水率，然后对木纤维用硅烷偶联剂表面处理后，与可发性聚苯乙烯(EPS)进行混合，再进行施胶、组坯、预压，最后热压成型得到轻质木塑复合材料。以上专利的方法，均制备出单一功能性木塑复合材料，虽然材料性能优越，在一些特定场合也得到应用，但是在某些功能上的缺陷也限制了木塑复合材料更为广泛的应用。随着科技的不断发展和人们需求的不断提高，对木塑复合材料的要求也更加多元化，具有双重甚至多重功能性的木塑复合材料将更能迎合市场的需求，使人们的生活更加舒适、安全、美观。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种既轻质又阻燃的木塑复合材料，该种材料密度低、质量轻，又具有良好的阻燃性能。本专利技术的另一个目的是提供一种轻质阻燃木塑复合材料的制备方法，本专利技术制造工艺简单，易于控制，产品稳定性好。本专利技术的另一个目的在于提供该木塑复合材料用作家具材料或装饰材料的用途。本专利技术的技术方案如下:一种木塑复合材料，该材料由包括以下重量份的组份制成:塑料100-200 份，木纤维100-400 份，阻燃剂10-100 份，偶联剂3-20份，·胶黏剂 20-80份，辅助剂 2-10份。所述的塑料为阻燃型的可挥发性聚苯乙烯(EPS)。所述的木纤维为生产中密度纤维板使用的木质纤维，含水率在6_10%。所述的阻燃剂由60-80%无卤阻燃剂、10-30%成炭剂和5_20%抑烟剂混合而成。所述的无卤阻燃剂为聚磷酸盐，优选焦磷酸三聚氰胺盐或聚磷酸三聚氰胺盐。所述的成炭剂为含有多个羟基的长链碳氢化合物，优选淀粉与季戊四醇或淀粉与乙二醇以任意比的混合物。所述的抑烟剂为硼酸锌。所述的偶联剂为硅烷偶联剂，优选KH570(Y_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烧)。所述的胶黏剂为脲醛树脂胶或酚醛树脂胶。所述的辅助剂为氢氧化镁(Mg(OH)2)或氢氧化铝(Al(OH)3)中的一种或两种。一种上述木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤:(I)按照上述配比称取各组分原料；(2)将木质纤维置于热处理机中搅拌处理，干燥至含水率低于5 %，并将偶联剂喷洒在木质纤维表面；(3)将步骤(2)得到的木质纤维和塑料置于高速混合机中混合搅拌，在搅拌同时加入胶黏剂，搅拌过程中控制温度在100-130°C，转速在50-300r/min，直至搅拌均匀；(4)将阻燃剂、辅助剂加入高速混合机中，在温度为100_130°C、转速为50_300r/min的条件下搅拌15-30分钟，然后搅拌冷却至20_40°C得预混料；(5)将预混料置于温度为150-200°C、转速为30-60r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合得到木塑复合材料熔体；(6)将步骤(5)中木塑复合材料熔体通过平行双螺杆挤出机挤出成型，分切，冷却、包装、检验入库，即得轻质阻燃木塑复合材料。一种上述木塑复合材料用作家具材料或装饰材料的用途。本专利技术的有益效果在于:与现有技术相比，本专利技术制备的轻质阻燃木塑复合材料密度低、重量轻、尺寸稳定性好，相较于轻质纤维板具有更好的力学性能和强度，可应用于包装材料和墙体材料方面；另一方面，本专利技术既选用了本身阻燃型的可发性聚苯乙烯为原料，又在成型过程中加入了有阻燃和抑烟双重功效的阻燃体系，强化了该材料的阻燃性能，使该木塑复合材料的产品能更安全地应用于室内，如家具材料、装饰材料等。同时，该种轻质阻燃木塑复合材料兼具木材和塑料的优点，可替代纯木制品和纯塑料制品，既节约了木材资源，又缓解了塑料制品难于回收的局面。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1按照下面的重量份称取原料:阻燃型EPS 100，木质纤维100，阻燃剂20(其中焦磷酸三聚氰胺盐:淀粉与季戊四醇混合物:硼酸锌为14: 3: 3)，偶联剂KH570 10，胶黏剂脲醛树脂胶20，辅助剂氢氧化镁(Mg (OH) 2) 2.5。生产该轻质阻燃木塑复合材料的方法:图1为本专利技术的工艺流程示意图，以下结合图1对本实施例进行说明。将上述木质纤维置于热处理机中搅拌处理，干燥至含水率为5%，并将偶联剂喷洒在木质纤维表面。将上述木质纤维和阻燃型EPS颗粒置于高速混合机中混合搅拌，在搅拌同时加入胶黏剂，搅拌过程中控制温度在100-130°C，转速在50-300r/min，直至搅拌均匀；将上述阻燃剂、辅助剂加入高速混合机中，在上述相同温度和转速下搅拌15-30分钟，然后搅拌冷却至20-40°C得预混料；将上述预混料置于温度为150_200°C、转速为30_60r/min的双螺杆挤出机中进行熔融复合得到木塑复合材料熔体；将上述木塑复合材料熔体通过平行双螺杆挤出机挤出成型，按照规格定长分切，经冷却、包装、检验入库，即得厚度为15mm的轻质阻燃木塑复合材料。实施例2按照下面的重量份称取原料:阻燃型EPS 100，木质纤维200，阻燃剂20(其中焦磷酸三聚氰胺盐:淀粉与季戊四醇混合物:硼酸锌为14: 3: 3)，偶联剂KH570 10，胶黏剂脲醛树脂胶20，辅助剂氢氧化镁(Mg (OH) 2) 2.5。将上述木质纤维置于热处理机中搅拌处理，干燥至含水率为5%，并将偶联剂喷洒在木质纤维表面。将上述木质纤维和阻燃型EPS颗粒置于高速混合机中混合搅拌，在搅拌同时加入胶黏剂，搅拌过程中控制温度在100-130°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木塑复合材料，其特征在于：该材料由包括以下重量份的组份制成：塑料????????100?200份，木纤维??????100?400份，阻燃剂??????10?100份，偶联剂??????3?20份，胶黏剂??????20?80份，辅助剂??????2?10份。

【技术特征摘要】
1.一种木塑复合材料，其特征在于:该材料由包括以下重量份的组份制成: 塑料100-200份， 木纤维 100-400份， 阻燃剂 10-100份， 偶联剂 3-20份， 胶黏剂 20-80份， 辅助剂 2-10份。2.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的塑料为阻燃型的可挥发性聚苯乙烯。3.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的木纤维为生产中密度纤维板使用的木质纤维，含水率在6-10%。4.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的阻燃剂由60-80%无卤阻燃剂、10-30 %成炭剂和5-20 %抑烟剂混合而成。5.根据权利要求4所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的无卤阻燃剂为聚磷酸盐，优选焦磷酸三聚氰胺盐或聚磷酸三聚氰胺盐； 或所述的成炭剂为含有多个羟基的长链碳氢化合物，优选淀粉与季戊四醇或淀粉与乙二醇以任意比的混合物； 或所述的抑烟剂为硼酸锌。6.根据权利要求1所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的偶联剂为硅烷偶联剂。7.根据权利要求6所述的木塑复合材料，其特征在于:所述的硅烷偶联剂为Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。8.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周一新，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：