本发明涉及木塑复合材料
技术领域：
，尤其涉及一种多元塑料基木塑复合材料。
背景技术：
：木塑复合材料是以植物纤维与塑料作为原料，结合高分子合金加工工艺，通过挤出、注塑等方法制备的新型复合材料。木塑复合材料具有木质感和耐候性等优点，且成本低廉，目前木塑复合材料制品在建材、汽车工业、货物的包装运输、仓贮业、室内装潢、农业大棚骨架及日常生活用具等方面都有广泛的应用。近年来废旧塑料已严重威胁城市环境，寻找废旧塑料的利用方法成为研究者关注热点，国内外也有许多利用废旧塑料生产木塑复合材料的研究报道，但多数是以单一塑料组分作为塑料基体，而生活垃圾中塑料成分较为复杂，且塑料物性不同，利用起来较为困难，且其易燃性是限制木塑材料应用的原因之一，提高木塑材料的阻燃性能也一直是本领域人员研究的热点。技术实现要素：本发明提出了一种多元塑料基木塑复合材料，以多元废弃塑料为塑料基体，加入复合阻燃剂、改性矿物纤维在相容剂的作用下与木质纤维素复配，提高了木塑复合材料的阻燃性能和力学强度，环保节能。本发明提出的一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料40-70份、木质纤维粉30-50份、复合阻燃剂5-15份、改性矿物纤维5-8份、润滑剂3-5份、相容剂5-8份、助剂1-5份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为40-60wt％，聚丙烯的含量为30-50wt％，聚氯乙烯的含量为5-15wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配。在具体实施例中，多元废弃塑料的重量份可以为45、50、55、60、65；木质纤维粉的重量份可以为33、35、38、40、42、45、48；复合阻燃的重量份可以为6、7、8、9、10、12、14；改性矿物纤维的重量份可以为5.5、6、6.5、7、7.5；润滑剂的重量份可以为3.2、3.5、3.8、4、4.5、4.8；相容剂的重量份可以为5.5、6、6.5、7、7.5；助剂的重量份可以为1.5、2、3、3.5、4、4.5。优选地，多元废弃塑料中还包括聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；优选地，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在多元废弃塑料中的总含量不超过10wt％。优选地，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂、tpp阻燃剂、rdp阻燃剂和bdp阻燃剂中的一种或两种以上混合物。优选地，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：4-7；优选地，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15。优选地，改性矿物纤维为酸刻蚀并偶联剂处理的矿物纤维，其中，矿物纤维为玄武岩纤维、水镁石纤维和硅灰石纤维中的一种或两种以上混合物。优选地，改性矿物纤维的制备过程包括：将矿物纤维置于1mol/l的酸溶液中，在70-90℃下反应1-2h，抽滤，洗涤烘干得到酸刻蚀物料；将硅烷偶联剂分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶联剂乙醇溶液，加入酸刻蚀物料，在70-90℃下反应1.5-2.5h，过滤，在105-115℃下干燥7-9h，得到改性矿物纤维。优选地，改性矿物纤维的制备过程中，矿物纤维和酸溶液的质量体积比g：ml为3-7：1，硅烷偶联剂与乙醇溶液的质量体积比g：ml为1-3：50，硅烷偶联剂与酸刻蚀物料的重量比为0.5-1：100。优选地，润滑剂硬脂酸盐、硬脂酸、pe蜡中的一种或两种以上混合物。优选地，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯丙烯酸甲酯中的一种或两种以上混合物。优选地，助剂为抗静电剂、抗氧剂、抗菌剂中的一种或两种以上混合物。优选地，抗静电剂为埃洛石纳米管、镀镍碳纤维、碳纳米管、氧化石墨烯中的一种或两种以上混合物。优选地，抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂626、抗氧剂1010中的一种或者两种以上混合物。优选地，抗菌剂为纳米银粉或纳米氧化锌粉末。本发明以多元废弃塑料为原料，环保节能，多元塑料性能互配，提高了材料的综合性能，加入改性矿物纤维，利用硅烷偶联剂对矿物纤维进行改性，矿物纤维表面存在杂质且表面光滑，经酸刻蚀后，表面杂质被除去，裸露在纤维表面的硅氧键增多，增加与硅烷偶联剂反应的表面活性点，提高与多元塑料组分的相容性，使矿物纤维在塑料中均匀分布，提高了木塑制品的力学强度，同时矿物纤维和木质纤维粉搭配使用，两种纤维结构协同作用，在相容剂的配合下在塑料母体中形成均匀分布的支撑体，大幅提高了材料的硬度和拉伸强度；复合阻燃剂利用富含阻燃元素单体dopo对介硅基孔材料接枝改性，提高了阻燃剂的有效利用率，介孔材料催化磷系阻燃剂的阻燃机理，促进酯交换反应进行生成更致密的炭层，同时聚集在炭层表面对生成的炭层起到了稳定作用，另外杂化介孔材料上的活性酸性位点会催化塑料降解产物形成交联结构，促进成碳进步提高阻燃效果，矿物纤维层状结构在燃烧时促使炭层在其表面沉积，起到阻隔气体扩散与热量传递的作用，达到阻燃效果进一步提高材料的阻燃性；抗静电剂、抗氧剂、抗菌剂作为助剂加入，改善木塑复合材料的抗静电、抗菌性能，使材料耐老化、耐候性能，稳定性高，延长使用时间。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料40份、木质纤维粉30份、复合阻燃剂5份、改性矿物纤维5份、润滑剂3份、相容剂5份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为60wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配。实施例2一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料70份、木质纤维粉50份、复合阻燃剂15份、改性矿物纤维8份、润滑剂5份、相容剂8份、助剂5份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为40wt％，聚丙烯的含量为50wt％，聚氯乙烯的含量为5wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配。实施例3一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料60份、木质纤维粉45份、复合阻燃剂10份、改性矿物纤维7份、润滑剂4份、相容剂7份、助剂4份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为40wt％，聚氯乙烯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：4。实施例4一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料50份、木质纤维粉40份、复合阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂2份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为40wt％，聚丙烯的含量为35wt％，聚氯乙烯的含量为15wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂和tpp阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：7，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15。实施例5一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、复合阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂和tpp阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：7，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15；润滑剂硬脂酸钠，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯，助剂为抗静电剂、抗氧剂和抗菌剂；改性矿物纤维为酸刻蚀并偶联剂处理的矿物纤维，其中，矿物纤维为玄武岩纤维、水镁石纤维；改性矿物纤维的制备过程包括：将矿物纤维置于1mol/l的酸溶液中，在70℃下反应2h，抽滤，洗涤烘干得到酸刻蚀物料；将硅烷偶联剂分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶联剂乙醇溶液，加入酸刻蚀物料，在90℃下反应1.5h，过滤，在115℃下干燥7h，得到改性矿物纤维。实施例6一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、复合阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂和tpp阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：7，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15；润滑剂硬脂酸钠和硬脂酸，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯和马来酸酐接枝聚丙烯，助剂为埃洛石纳米管、抗氧剂1098和纳米银粉；改性矿物纤维为酸刻蚀并偶联剂处理的矿物纤维，其中，矿物纤维为玄武岩纤维、水镁石纤维和硅灰石纤维；改性矿物纤维的制备过程包括：将矿物纤维置于1mol/l的酸溶液中，在90℃下反应1h，抽滤，洗涤烘干得到酸刻蚀物料；将硅烷偶联剂分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶联剂乙醇溶液，加入酸刻蚀物料，在70℃下反应2.5h，过滤，在105℃下干燥9h，得到改性矿物纤维；其中，矿物纤维和酸溶液的质量体积比g：ml为3：1，硅烷偶联剂与乙醇溶液的质量体积比g：ml为1：50，硅烷偶联剂与酸刻蚀物料的重量比为1：100。实施例7一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、复合阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂和tpp阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：7，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15；润滑剂pe蜡，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，助剂为埃洛石纳米管镀镍碳纤维、抗氧剂109、抗氧剂626、抗氧剂1010、纳米银粉、纳米氧化锌粉末；改性矿物纤维为酸刻蚀并偶联剂处理的矿物纤维，其中，矿物纤维为玄武岩纤维；改性矿物纤维的制备过程包括：将矿物纤维置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反应1.5h，抽滤，洗涤烘干得到酸刻蚀物料；将硅烷偶联剂分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶联剂乙醇溶液，加入酸刻蚀物料，在80℃下反应2h，过滤，在110℃下干燥8h，得到改性矿物纤维；其中，矿物纤维和酸溶液的质量体积比g：ml为7：1，硅烷偶联剂与乙醇溶液的质量体积比g：ml为3：50，硅烷偶联剂与酸刻蚀物料的重量比为0.5：100。实施例8一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、复合阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；复合阻燃剂为dopo接枝硅基介孔材料和磷系阻燃剂复配，磷系阻燃剂为rdx阻燃剂和tpp阻燃剂，dopo和硅基介孔材料的重量比为1：7，硅基介孔材料为介孔分子筛sba-15；润滑剂pe蜡，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，助剂为埃洛石纳米管镀镍碳纤维、抗氧剂109、抗氧剂626、抗氧剂1010、纳米银粉、纳米氧化锌粉末；改性矿物纤维为酸刻蚀并偶联剂处理的矿物纤维，其中，矿物纤维为玄武岩纤维；改性矿物纤维的制备过程包括：将矿物纤维置于1mol/l的酸溶液中，在80℃下反应1.5h，抽滤，洗涤烘干得到酸刻蚀物料；将硅烷偶联剂分散于25wt％的乙醇水溶液得到硅烷偶联剂乙醇溶液，加入酸刻蚀物料，在80℃下反应2h，过滤，在110℃下干燥8h，得到改性矿物纤维；其中，矿物纤维和酸溶液的质量体积比g：ml为5：1，硅烷偶联剂与乙醇溶液的质量体积比g：ml为2：50，硅烷偶联剂与酸刻蚀物料的重量比为0.75：100。对照例1一种木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、tpp阻燃剂8份、改性矿物纤维6份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；润滑剂pe蜡，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，助剂为埃洛石纳米管镀镍碳纤维、抗氧剂109、抗氧剂626、抗氧剂1010、纳米银粉、纳米氧化锌粉末；对照例2一种多元塑料基木塑复合材料，其原料按重量份包括：多元废弃塑料55份、木质纤维粉45份、tpp阻燃剂8份、润滑剂4份、相容剂6份、助剂3份；其中，多元废弃塑料中聚乙烯的含量为50wt％，聚丙烯的含量为30wt％，聚氯乙烯的含量为10wt％，聚碳酸酯的含量为5wt％，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的含量为5wt％；润滑剂pe蜡，相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，助剂为埃洛石纳米管镀镍碳纤维、抗氧剂109、抗氧剂626、抗氧剂1010、纳米银粉、纳米氧化锌粉末；将上述实施例6-8所述的多元塑料基木塑复合材料和对照例1-2所述的木塑复合材料进行性能测试，结果如下所示：性能实施例6实施例7实施例8对照例1对照例2拉伸强度/mpa8685907469断裂延伸率/％2.11.81.91.20.5冲击强度/(kj/m2)6465635543弯曲模量/mpa36493724386931292106ul-94阻燃性v0(1.6)v0(1.6)v0(1.6)v0(3.0)v0(3.5)极限氧指数(％)31.230.831.019.615.7从性能测试数据可以看出，本发明在多元塑料基体中加入改性矿物纤维，大幅增加了材料的力学性能，拉伸强度达到90mpa，弯曲模量达到3869mpa，比未添加制品分别提高了21.6-30.4％和23.6-83.7％，冲击强度高达65kj/m2，断裂延伸率最高可达2.1％，复合阻燃剂的加入提高了材料的阻燃性，其与改性矿物纤维配合使用，阻燃效果更佳，在ul-94阻燃性能测试为1.6mm，极限氧指数为31.2％，具备良好的阻燃性能，满足了实际使用要求。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12