一种蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子复合材料加工领域，具体设及一种赔石粉改性聚丙締木塑阻燃 发泡复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 木塑复合材料是指经过预处理的植物纤维粉末与树脂复合得到的一种介于木材 和塑料之间的新型材料，它既保留了木质的外观和像木材一样可接受二次加工的特性，又 拥有了聚丙締的热塑性，同时，其尺寸稳定性比木材好，具有不怕虫蛙、吸水性低、可重复利 用等优点。因此其代替木材和树脂在包装、建筑、装饰、汽车、环境保护等领域都备受关注。 但是，由于亲水性的木纤维与疏水性的塑料制件粘结力小，导致木塑制品的力学性能比纯 塑料差，而木纤维在加工过程中被压缩致密使得木塑制品的密度一般比较高，且泡孔分布 不均匀，烙体流动性差。
[0003] 聚丙締木塑复合材料(PP-WPC)作为木材的替代品在室外使用时，易受气候的影响 出现尺寸不稳定的现象。例如，当溫度发生变化时，材料会出现热胀冷缩的现象，当下雨时， 材料会因吸水而出现膨胀变形现象。对于高木粉含量的PP-WPC，如果植物纤维表面处理不 好，更易导致吸水膨胀变形的后果，因此，需要通过设计新配方和新工艺来解决运一问题， W制备出尺寸稳定性高(线性热膨胀系数小、吸水膨胀率低）的聚丙締木塑复合材料。
[0004] 现有技术中于木粉表面存在很多径基，具有很强的极性，亲水性很强，因此木粉与 非极性的PP难W相容，如果直接混合制得的PP-WPC的力学性能将很差，又大多采用加入相 容剂W改善木粉和PP的界面相容性的方法，成本高，效果差。而木纤维在加工过程中被压缩 致密使得木塑制品的密度一般比较高，且泡孔分布不均匀，烙体流动性差。
[0005] 由于近些年自然资源的过度开发使得木材价格上涨，高木粉添加量使得模塑复合 板材成本增加，且木粉与PP都属于易燃物，木塑复合材料极易燃烧，并且燃烧过程中会产生 浓烟，在日常使用过程中极易引发火灾并造成重大的人身财产损失。未经发泡的PP木塑密 度大，力学性能差，不易加工，同时美观度和实用性不足，且在室外运用过程中易老化，不耐 磨等缺点。运些缺点都极大限制了木塑复合材料制品的应用。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡 复合材料及其制备方法。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[000引一种赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009] (1)木粉碱化预处理:将杨木粉在室溫下浸泡于化0田容液中进行碱化预处理，随后 水洗至中性、干燥，得到的杨木粉备用；
[0010] (2)各原料组分按重量份数计化步骤（1)所得杨木粉20~40份、赔石粉10~20份、 聚丙締50~70份、相容剂5~10份、偶联剂2~3份、改性AC发泡剂1~2份、阻燃剂10~15份、 发泡调节剂3~5份、润滑剂3份、滑石粉2份、抗氧剂1份，将各原料组分置于高速混合机中高 速混合制成预混料；
[0011] (3)阻燃聚丙締木塑发泡复合材料母粒的制备:将步骤(2)所得预混料加入双螺杆 挤出机中烙融挤出，挤出料经冷却、造粒后得到阻燃聚丙締木塑发泡复合材料母粒；
[0012] (4)阻燃聚丙締木塑发泡复合材料的制备:将阻燃聚丙締木塑发泡复合材料母粒 加入注射机中，使用对应模具制备所需形状的赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料。
[0013] 上述方案中，步骤(1)所述NaOH溶液的质量浓度为5%，碱化预处理的时间为2地。
[0014] 上述方案中，步骤(2)所述相容剂为马来酸酢接枝聚丙締。
[0015] 上述方案中，步骤(2)所述偶联剂为硅烷偶联剂K册50。
[0016] 上述方案中，步骤(2)所述改性AC发泡剂的改性剂为氧化锋，所述改性AC发泡剂是 由改性剂氧化锋和AC发泡剂混合制备得到。
[0017] 上述方案中，步骤(2)所述阻燃剂为反应型环保P、N、化复合体系阻燃剂FR8000。
[0018] 上述方案中，步骤（2)所述发泡调节剂为苯乙締-丙締酸醋类Ξ元共聚物（St- ACR)，是由甲基丙締酸甲醋、丙締酸下醋及苯乙締单体经过多段乳液聚合反应制备得到，是 一种具有多层结构的超高分子量聚合物。
[0019] 上述方案中，步骤(2)所述润滑剂为硬脂酸和液体石蜡。
[0020] 上述方案中，步骤(2)所述抗氧剂为2,6-Ξ级下基-4-甲基苯酪。
[0021] 上述方案中，步骤（2)所述高速混合的转速为9 0 0~110 0转/分钟，混合时间为 5min。
[0022] 上述方案中，步骤(3)所述双螺杆挤出机各区的溫度为Τι = 190°C，T2 = 195°C，T3 = 195 °C，Τ4 = 195 °C，Τ模=200 °C，挤出速度0.6m/min。
[0023] 上述方案中，步骤(4)所述注射机的成型加工溫度为185~195°C。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] (1)本发明对木粉进行碱化预处理，还加入了偶联剂、相容剂，极大地改善了木纤 维与聚丙締的界面相容性，使木塑复合材料的吸水率降低并提高了木塑复合材料的力学性 能；
[0026] (2)本发明加入无机赔石粉充当填料和阻燃协效剂，适量无机赔石粉的加入可W 提高木塑复合材料的弯曲性能和冲击性能，而且赔石粉具有优良的热稳定性及尺寸稳定 性，同时还具有隔热、阻燃、吸声、高耐磨等特殊性能;赔石粉作为无机填料比木粉密度更小 且价廉，用于木塑复合材料中可W进一步降低复合材料的密度和吸水率，同时还能提高复 合材料的阻燃性能和抗摩擦能力；
[0027] (3)本发明通过加入纳米氧化剂对AC发泡剂进行改性，降低AC发泡剂的分解溫度， 使得发泡剂的分解溫度低于200°C，避免过高的加工溫度使木粉糊化W及产生能源浪费；同 时还加入聚丙締酸醋类发泡调节剂，对发泡孔径和密度进行调节，优化了复合材料的发泡 效果和烙体强度，增强应力传递，使得复合材料的机械性能和加工性能得到增强，木塑复合 材料具有良好的泡孔结构，可W纯化裂纹尖端，阻止裂纹的扩展，从而有效地克服一般木塑 复合材料脆性大、延展性和抗冲击应力低的缺点，并且降低了材料的密度，不仅节省原料， 而且隔音、隔热性能也较好，具有更精确的外观尺寸，表面性能更加出众，而且更具有木质 感；
[00%] (4)本发明通过加入FR8000高效阻燃剂，与添加的无机赔石粉形成协效阻燃效应， 可W在降低阻燃剂添加量的同时，提升复合材料的阻燃效果。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明制备得到的赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料的显微沈Μ图。
[0030] 图2为为本发明制备得到的赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料显微沈Μ图。
[0031] 图3为实施例3、4、7制备得到的赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料的TGA 图。
[0032] 图4为实施例3、4、7制备得到的赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料的DTG 图。
【具体实施方式】
[0033] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0034] W下实施例中，所述发泡调节剂为苯乙締-丙締酸醋类Ξ元共聚物(St-ACR)，是由 甲基丙締酸甲醋、丙締酸下醋及苯乙締单体经过多段乳液聚合反应制备得到，是一种具有 多层结构的超高分子量聚合物，具体的制备方法参照专利CN103980413A。
[0035] 实施例1
[0036] -种赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料，包含如下物料组分:杨木粉40份； 赔石粉10份;聚丙締50份;马来酸酢接枝聚丙締5份;硅烷偶联剂K册50 2份;改性AC发泡剂1 份(AC发泡剂0.9份、纳米氧化锋0.1份）;FR8000阻燃剂15份;发泡调节剂3份;润滑剂3份(硬 脂酸1份、液体石蜡2份）；滑石粉2份;2,6-立级下基-4-甲基苯酪1份。
[0037] 上述赔石粉改性聚丙締木塑阻燃发泡复合材料的制备方法如下：
[0038] (1)物料预处理:取所需质量杨木粉，室溫下浸泡于装有质量分数为5 %化0H溶液 的器皿中，24h后将碱化处理过的木粉用自来水洗涂至中性，鼓风干燥箱中于105°C条件下 干燥至含水率为3%左右，制粉备用;将其他物料置于鼓风干燥箱中80°C烘干12h。
[0039] (2)配料:依次将预处理后杨木粉、聚丙締(PP)、相容剂、偶联剂、改性AC发泡剂、阻 燃剂、发泡调节剂、润滑剂、滑石粉、抗氧剂等原料按所需质量进行称取备用。
[0040] (3)木粉、聚丙締、加工助剂高速预混