专利名称：一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法。
背景技术：
木塑复合材料是将木质纤维材料如木材、稻壳、竹屑、麻类、秸秆、坚果硬壳等以粉状、纤维状或刨花等形态作为增强物或填料加入到热塑性塑料中经过熔融复合得到的一类新型复合材料。与传统的木质材料相比，它具有不怕虫蛀、耐水、耐腐蚀、不易开裂和不易吸湿变形等优点，可广泛应用于门窗、地板、天棚及各种建筑和装修领域，同时又可以作为船舶和汽车的内衬材料。此外，聚烯烃基木塑复合材料还能重复使用和回收再利用，环境友好，维护费用低。但作为主要由可燃的木质纤维材料和高燃烧热值的塑料构成的木塑复合材料具有较大火灾危险性，尤其是应用在公共场所或室内等领域时，必须要进行阻燃处理。目前所制备的阻燃型木塑复合材料存在阻燃剂用量大、热释放速率高、产烟量大、阻燃处理成本偏高、易生成CO有害气体的缺点。
发明内容
本发明是要解决现有阻燃木塑复合材料燃烧时热释放速率高、产烟量大、易生成 CO有害气体的问题，提供一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法。本发明阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4份的润滑剂、20 50份的塑料、0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5份的矿物质填料制成；其中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、 竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、 抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。上述阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、按重量份数比称取30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4份的润滑剂、20 50份的塑料、0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5份的矿物质填料；二、将称取的木质纤维材料、偶联剂和润滑剂放入高速混合机中，在温度为40 120°C下热混3 10分钟，得热混料；三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至40 60°C，将称取的塑料、抗氧剂、纳米无机阻燃剂和矿物质填料投入到冷混机中再混合5 20 分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为160 190°C、螺杆转速为30 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物； 抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。本发明采用纳米无机阻燃剂制备的阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，具有优异的抑烟性能、良好的阻燃性和力学性能。阻燃型聚烯烃基木塑复合材料兼具木材和热塑性塑料的优良性能，可锯、可刨、可钉，加工性能好，易于安装，耐腐蚀、耐潮、防滑、尺寸稳定性好， 应用范围广，同时木质感强、外观视觉较好、成型性能好。本发明所采用的原料均为绿色环保材料，所得制品不会对环境及人体造成损害， 是一种环保阻燃型木塑复合材料。本发明所采用的纳米无机阻燃剂的添加量为原料总质量的15%时，与未添加阻燃剂的木塑复合材料相比，燃烧时的热释放速率下降了 46%，烟释放总量降低了 38%;成炭率提高了近一倍；点燃时间延长了将近一倍。本发明所采用的纳米无机阻燃剂含量不超过25%，低于传统的无机填充型阻燃剂，对木塑制品的力学性能影响较小，弯曲强度35 50Mpa，弯曲模量3. 5 5Gpa。本发明所述的阻燃型木塑复合材料可用于室内或者其他对阻燃性能有较高要求的场合，如室内用地板、壁板、天花板、办公家具和楼梯等，此外还可用汽车内饰、电器外壳和海洋船舶内饰材料等领域。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由 30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4份的润滑剂、20 50份的塑料、 0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5份的矿物质填料制成；其中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物； 塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。本实施方式中木质纤维材料为混合物时，各组份之间按任意比例混合；偶联剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；润滑剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合； 塑料为混合物时，各组份之间按任意比例混合；抗氧剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；纳米无机阻燃剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；矿物质填料为混合物时， 各组份之间按任意比例混合。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由30份的木质纤维材料、2份的偶联剂、0. 5份的润滑剂、20份的塑料、0. 01份的抗氧剂和8份的纳米无机阻燃剂制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由70份的木质纤维材料、8份的偶联剂、4份的润滑剂、50份的塑料、 1份的抗氧剂、30份的纳米无机阻燃剂和5份的矿物质填料制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由40 60份的木质纤维材料、3 7份的偶联剂、1 3份的润滑剂、30 40份的塑料、0. 03 0. 07份的抗氧剂、15 25份的纳米无机阻燃剂和1 4份的矿物质填料制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由50份的木质纤维材料、5份的偶联剂、2份的润滑剂、35份的塑料、 0. 05份的抗氧剂、20份的纳米无机阻燃剂和3份的矿物质填料制成。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是木质纤维材料的含水率小于3% (重量)。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、按重量份数比称取30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4 份的润滑剂、20 50份的塑料、0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5 份的矿物质填料；二、将称取的木质纤维材料、偶联剂和润滑剂放入高速混合机中，在温度为40 120°C下热混3 10分钟，得热混料；三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至40 60°C，将称取的塑料、抗氧剂、纳米无机阻燃剂和矿物质填料投入到冷混机中再混合5 20分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为160 190°C、螺杆转速为30 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、 纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。本实施方式中木质纤维材料为混合物时，各组份之间按任意比例混合；偶联剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；润滑剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合； 塑料为混合物时，各组份之间按任意比例混合；抗氧剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；纳米无机阻燃剂为混合物时，各组份之间按任意比例混合；矿物质填料为混合物时， 各组份之间按任意比例混合。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
八不同的是步骤一中按重量份数比称取40份的木质纤维材料、6份的偶联剂、1份的润滑剂、30份的塑料、1份的抗氧剂、20 份的纳米无机阻燃剂和2份的矿物质填料。其它与具体实施方式
八相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
八不同的是步骤一中按重量份数比称取50份的木质纤维材料、5份的偶联剂、2份的润滑剂、40份的塑料、0. 05份的抗氧剂、 25份的纳米无机阻燃剂和3份的矿物质填料。其它与具体实施方式
八相同。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
八至十之一不同的是步骤一中木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。其它与具体实施方式
八至十之一相同。
具体实施方式
十二 本实施方式与具体实施方式
八至十一之一不同的是步骤一中木质纤维材料的含水率小于3% (重量)。其它与具体实施方式
八至十一之一相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
八至十二之一不同的是步骤二中在温度为40°C下热混。其它与具体实施方式
八至十二之一相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
八至十二之一不同的是步骤二中在温度为120°C下热混。其它与具体实施方式
八至十二之一相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
八至十二之一不同的是步骤二中在温度为60 100°C下热混。其它与具体实施方式
八至十二之一相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
八至十二之一不同的是步骤二中在温度为80°C下热混。其它与具体实施方式
八至十二之一相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
八至十六之一不同的是步骤二中热混3分钟。其它与具体实施方式
至十六之一相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
八至十六之一不同的是步骤二中热混10分钟。其它与具体实施方式
八至十六之一相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
八至十六之一不同的是步骤二中热混7分钟。其它与具体实施方式
八至十六之一相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
八至十九之一不同的是步骤三中温度降至40°C。其它与具体实施方式
八至十九之一相同。
具体实施方式
二十一本实施方式与具体实施方式
八至十九之一不同的是步骤三中温度降至60°C。其它与具体实施方式
八至十九之一相同。
具体实施方式
二十二 本实施方式与具体实施方式
八至十九之一不同的是步骤三中温度降至50°C。其它与具体实施方式
八至十九之一相同。
具体实施方式
二十三本实施方式与具体实施方式
八至二十二之一不同的是步骤三中混合5分钟。其它与具体实施方式
八至二十二之一相同。
具体实施方式
二十四本实施方式与具体实施方式
八至二十二之一不同的是步骤三中混合20分钟。其它与具体实施方式
八至二十二之一相同。
具体实施方式
二十五本实施方式与具体实施方式
八至二十二之一不同的是步骤三中混合10 15分钟。其它与具体实施方式
八至二十二之一相同。
具体实施方式
二十六本实施方式与具体实施方式
八至二十二之一不同的是步骤三中混合12分钟。其它与具体实施方式
八至二十二之一相同。
具体实施方式
二十七本实施方式与具体实施方式
八至二十六之一不同的是步骤四中机筒温度为140°C。其它与具体实施方式
八至二十六之一相同。
具体实施方式
二十八本实施方式与具体实施方式
八至二十六之一不同的是步骤四中机筒温度为190°C。其它与具体实施方式
八至二十六之一相同。
具体实施方式
二十九本实施方式与具体实施方式
八至二十六之一不同的是步骤四中机筒温度为165 185°C。其它与具体实施方式
八至二十六之一相同。
具体实施方式
三十本实施方式与具体实施方式
八至二十六之一不同的是步骤四中机筒温度为170°C。其它与具体实施方式
八至二十六之一相同。
具体实施方式
三十一本实施方式与具体实施方式
八至三十之一不同的是步骤四中口模温度为160°C。其它与具体实施方式
八至三十之一相同。
具体实施方式
三十二 本实施方式与具体实施方式
八至三十之一不同的是步骤四中口模温度为190°C。其它与具体实施方式
八至三十之一相同。
具体实施方式
三十三本实施方式与具体实施方式
八至三十之一不同的是步骤四中口模温度为170 180°C。其它与具体实施方式
八至三十之一相同。
具体实施方式
三十四本实施方式与具体实施方式
八至三十之一不同的是步骤四中口模温度为180°C。其它与具体实施方式
八至三十之一相同。
具体实施方式
三十五本实施方式与具体实施方式
八至三十四之一不同的是步骤四中螺杆转速为30r/min。其它与具体实施方式
八至三十四之一相同。
具体实施方式
三十六本实施方式与具体实施方式
八至三十四之一不同的是步骤四中螺杆转速为lOOr/min。其它与具体实施方式
八至三十四之一相同。
具体实施方式
三十七本实施方式与具体实施方式
八至三十四之一不同的是步骤四中螺杆转速为50 lOOr/min。其它与具体实施方式
八至三十四之一相同。
具体实施方式
三十八本实施方式与具体实施方式
八至三十四之一不同的是步骤四中螺杆转速为65r/min。其它与具体实施方式
八至三十四之一相同。
具体实施方式
三十九本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、称取20kg的木粉、1. 6kg的马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂、0. 8kg的石蜡、 14. 4kg的聚丙烯、0. 04kg的抗氧剂1010和4kg的纳米Mg(OH)2 ；二、将称取的木粉、马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂和石蜡放入高速混合机中，在温度为80°C下热混10分钟，得热混料； 三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至50°C，将称取的聚丙烯、抗氧剂1010和纳米Mg (OH)2投入到冷混机中再混合15分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为180°C、螺杆转速为80r/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木粉的颗粒目数为50 70目，木粉的含水率小于3%。本实施方式制得的阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的热释放速率峰值为沈0. 7kff/ m2，平均热释放速率153. 5kW/m2，总烟释放量为13. 121/m2,C0生成速率为3. 13X103g/s，平均比消光面积为437. 3m2/kg,点燃时间30s，弯曲强度为48. 42MPa，弯曲模量为3. 5GPa。未阻燃试样的热释放速率峰值为432. 6kW/m2，平均热释放速率沈9. lkff/m2,总烟释放量为15. 571/m2，CO生成速率为3. 81 X 103g/s，平均比消光面积为482. 5m2/kg，点燃时间为19s，弯曲强度为66. 97MPa，弯曲模量为3. 5GPa。
具体实施方式
四十本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、称取20kg的木粉、1. 6kg的马来酸酐改性聚丙烯偶联剂、0. 8kg的石蜡、 12. 4kg的聚丙烯、0. 03kg的抗氧剂1010和^cg的纳米Mg(OH)2 ；二、将称取的木粉、马来酸酐改性聚丙烯偶联剂和石蜡放入高速混合机中，在温度为80°C下热混10分钟，得热混料； 三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至50°C，将称取的聚丙烯、抗氧剂1010、纳米Mg(OH)2投入到冷混机中再混合15分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为185°C、螺杆转速为IOOr/ min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木粉的颗粒目数为50 70目，木粉的含水率小于3%。本实施方式制得的阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的热释放速率峰值为219. 7kff/ m2，平均热释放速率150. 9kW/m2，总烟释放量为10. 421/m2,C0生成速率为2. 99X 103g/s，平均比消光面积为343. 3m2/kg,点燃时间35s，弯曲强度为46. 98MPa，弯曲模量为4. 2GPa。未阻燃试样的热释放速率峰值为432. 6kW/m2，平均热释放速率沈9. lkff/m2,总烟释放量为15. 571/m2, CO生成速率为3. 81 X 103g/s，平均比消光面积为482. 5m2/kg，点燃时间为19s，弯曲强度为66. 97MPa，弯曲模量为3. 5GPa。
具体实施方式
四十一本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、称取20kg的木粉、1. 6kg的马来酸酐改性聚丙烯偶联剂、0. 8kg的石蜡、 10. 4kg的聚丙烯、0. Olkg的抗氧剂1010,6kg的纳米Mg (OH)2和2kg的纳米硼酸锌；二、将称取的木粉、马来酸酐改性聚丙烯偶联剂和石蜡放入高速混合机中，在温度为80°C下热混 10分钟，得热混料；三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至50°C， 将称取的聚丙烯、抗氧剂1010、纳米Mg(OH)2*纳米硼酸锌投入到冷混机中再混合15分钟， 得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为180°C、螺杆转速为lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、 注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木粉的颗粒目数为50 70目，木粉的含水率小于3%。本实施方式制得的阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的热释放速率峰值为200. 6kff/ m2，平均热释放速率141. 7kW/m2，总烟释放量为9. 451/m2，CO生成速率为2. 92X 103g/s，平均比消光面积为305. 3m2/kg,点燃时间43s，弯曲强度为41. 76MPa，弯曲模量为4. 3GPa。未阻燃试样的热释放速率峰值为432. 6kW/m2，平均热释放速率沈9. lkff/m2,总烟释放量为15. 571/m2，CO生成速率为3. 81 X 103g/s，平均比消光面积为482. 5m2/kg，点燃时间为19s，弯曲强度为66. 97MPa，弯曲模量为3. 5GPa。
具体实施方式
四十二 本实施方式阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、称取20kg的木粉、1. 6kg的马来酸酐改性聚丙烯偶联剂、0. 8kg的石蜡、 8. 4kg的聚丙烯、0. 008kg的抗氧剂1010,6kg的纳米Mg(OH)2和2kg的纳米有机改性蒙脱土 ；二、将称取的木粉、马来酸酐改性聚丙烯偶联剂和石蜡放入高速混合机中，在温度为 80°C下热混10分钟，得热混料；三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至50°C，将称取的聚丙烯、抗氧剂1010、纳米Mg(OH)2和纳米有机改性蒙脱土投入到冷混机中再混合15分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为180°C、螺杆转速为120r/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木粉的颗粒目数为50 70目，木粉的含水率小于3%。本实施方式制得的阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的热释放速率峰值为178. Ikff/ m2，平均热释放速率129. 2kW/m2，总烟释放量为7. 181/m2，CO生成速率为2. 85X 103g/s，平均比消光面积为2^m2/kg，点燃时间48s，弯曲强度为40. 34MPa，弯曲模量为4. SGPa0未阻燃试样的热释放速率峰值为432. 6kff/m2,平均热释放速率沈9. lkff/m2,总烟释放量为15. 571/m2, CO生成速率为3. 81 X 103g/s，平均比消光面积为482. 5m2/kg，点燃时间为19s，弯曲强度为66. 97MPa，弯曲模量为3. 5GPa。
权利要求
1.一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，其特征在于阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4份的润滑剂、20 50 份的塑料、0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5份的矿物质填料制成；其中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、 马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，其特征在于阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由30份的木质纤维材料、2份的偶联剂、0. 5份的润滑剂、 20份的塑料、0. 01份的抗氧剂和8份的纳米无机阻燃剂制成。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，其特征在于阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由70份的木质纤维材料、8份的偶联剂、4份的润滑剂、50 份的塑料、1份的抗氧剂、30份的纳米无机阻燃剂和5份的矿物质填料制成。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，其特征在于阻燃型聚烯烃基木塑复合材料按重量份数比由50份的木质纤维材料、5份的偶联剂、2份的润滑剂、35 份的塑料、0. 05份的抗氧剂、20份的纳米无机阻燃剂和3份的矿物质填料制成。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料，其特征在于木质纤维材料的颗粒目数为10 300目。
6.权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，其特征在于阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行一、按重量份数比称取30 70份的木质纤维材料、2 8份的偶联剂、0. 5 4份的润滑剂、20 50份的塑料、0. 01 1份的抗氧剂、8 30份的纳米无机阻燃剂和0 5份的矿物质填料；二、将称取的木质纤维材料、偶联剂和润滑剂放入高速混合机中，在温度为40 120°C下热混3 10分钟，得热混料；三、将步骤二得到的热混料放入冷混机中进行冷混，待温度降至40 60°C，将称取的塑料、抗氧剂、纳米无机阻燃剂和矿物质填料投入到冷混机中再混合5 20分钟，得混合好的物料；四、将步骤三得到的混合好的物料投入到机筒温度为140 190°C、口模温度为 160 190°C、螺杆转速为30 lOOr/min的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，然后采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料；其中步骤一中木质纤维材料为木粉、稻壳粉、竹屑、秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣中的一种或几种的混合物；偶联剂为硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂、聚亚甲基聚苯基异氰酸酯、马来酸酐、马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；润滑剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种的混合物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯回收料、聚丙烯回收料中的一种或几种的混合物；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1035中的一种或几种的混合物；纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种的混合物；矿物质填料为碳酸钙粉、硅酸钙、滑石粉、粉煤灰、炭黑中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中在温度为80°C下热混。
8.根据权利要求6或7所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中机筒温度为165 185°C。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中口模温度为180°C。
10.根据权利要求9所述的一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中螺杆转速为50 100r/min。
全文摘要
一种阻燃型聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法，涉及一种木塑复合材料及其制备方法。是要解决现有阻燃木塑复合材料燃烧时热释放速率高、产烟量大、易生成CO有害气体的问题。阻燃型聚烯烃基木塑复合材料由木质纤维材料、塑料、偶联剂、润滑剂、抗氧剂、纳米无机阻燃剂和矿物质填料制成。方法将木质纤维材料、偶联剂和润滑剂放入高速混合机中热混；再放入冷混机中冷混，将塑料、抗氧剂、纳米无机阻燃剂和矿物质填料投入到冷混机中再混合；然后进行熔融挤出造粒，采用挤出、注射、热压或模压成型，即制得阻燃型聚烯烃基木塑复合材料。本发明木塑复合材料燃烧时热释放速率低、产烟量小、健康环保。可广泛应用于室内建筑、装修和装饰材料等领域。
文档编号C08L23/12GK102321374SQ20111021565
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者宋永明, 杨伟军, 王伟宏, 王清文, 隋淑娟 申请人:东北林业大学