专利名称：阻燃塑木复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于天然高分子化合物和聚烯烃塑料的复合物，属于复合材料技术领域。
背景技术：
塑木复合材料是近几年来发展起来的一种新型材料，它利用废弃的各种天然纤维和回收塑料(PE或PP)进行复配，生产出各种不同截面的型材，被广泛用于园林建筑、运输、装潢等行业。由于天然纤维、PE或PP塑料都是易燃物质，因此塑木复合材料本身也十分容易燃烧，一般情况下氧指数仅有17％-19％，着火后不能自熄，属于易燃类材料，这使得它在应用过程中受到了限制，只能在室外或近水区域得到应用。
对于有阻燃要求的塑木复合材料，通常会利用聚氯乙烯本身的难燃特点，以聚氯乙烯做为基料，再添加少许阻燃剂的技术来达到阻燃目的，CN1500832A《聚氯乙烯(PVC)板材》中，采用添加四溴邻苯二甲酸酐和三氧化二锑进行复配，生产阻燃塑木材料。由于PVC本身燃烧会产生氯化氢等有害物质，而溴系阻燃剂燃烧也因为会产生“二恶英”等破坏大气臭氧层的物质，已经逐步被世界各国禁止使用，因此，环境友好型的阻燃塑木复合材料的开发被逐步重视。以PP或PE作为基料生产的塑木复合材料占世界总生产量的80％，到目前为止，其阻燃该性问题，国内还没有专利。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种阻燃塑木复合材料，提高PP或PE为基料的塑木复合材料的阻燃特性，使之能在室内装饰材料中得到应用。
本发明的另一目的是提供了一种上述复合材料的制备方法。
一种阻燃塑木复合材料，其特征在于该阻燃塑木复合材料由下列各组分组成(A)质量百分比15-32％的塑料。
所述塑料可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或它们的混合物；它可以是回收塑料也可以是新料。
(B)质量百分比5-70％的天然纤维。
所述天然纤维可以是谷糠、木粉、秸杆、果壳等以及它们的混合物。
(C)质量百分比7-50％的聚磷酸铵(APP)。
所述聚磷酸铵(APP)的分子式为(NH4)n+2PnO3n+1，其聚合度n的范围是20-4000。
(D)质量百分比0-20％的成碳剂；所述成碳剂为富碳的多羟基化合物，可以是淀粉、季戊四醇和它的二聚物、三聚物以及乙二醇等含有羟基的有机树脂或它们的混合物。
(E)质量百分比3-10％的发泡剂。
所述发泡剂源为含氮的多碳化合物，可以是三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、尿素、聚酰胺、三氯氰氨(MN)或它们的混合物。
(F)质量百分比1-10％的加工助剂所述加工助剂可以硬脂酸钙、抗氧剂1010、抗氧剂168、稳定剂UV531、马来酸酐接枝聚乙烯或它们的混合物或它们的混合物。
上述组分通过以下工艺方法制得阻燃塑木复合材料。
步骤一将回收塑料进行分拣、破碎、烘干和去除金属杂质常规处理后，通过搅拌机充分混匀并备用，如塑料为新料，则直接通过搅拌机充分混匀并备用，搅拌时搅拌机转速控制在20-400rpm；步骤二将聚磷酸铵和发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数为加热温度40-60℃，混合时间10-30分钟，如果组分中含有成碳剂，则将成碳剂与聚磷酸铵和发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数控制在加热温度40-60℃，混合时间10-30分钟；步骤三将经过步骤一处理后的塑料、步骤二处理后的聚磷酸铵、成碳剂和发泡剂混合后加入天然纤维和加工助剂并通过搅拌机充分混匀，搅拌机转速控制在20-400rpm；步骤四将经过步骤三混匀后的用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为100-200℃，真空度≤-0.02MPa。
通过本发明公开的方法生产的阻燃塑木复合材料，其氧指数为25-36％。
本发明的有益效果本发明采用对环境友好的聚磷酸胺作为阻燃剂主体，通过复配生产出PP和基的阻燃塑木复合材料，氧指数达到25-36％，可以直接作为室内装潢材料使用，大大扩展了塑木复合材料的应用范围，市场前景广阔，经济效益明显。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1(A)32kg的回收聚乙烯(PE)树脂；(B)45kg的木粉天然纤维；(C)12kg聚合度为4000的聚磷酸铵；(D)2kg的季戊四醇；(E)8kg的三聚氰胺；(F)1kg的硬脂酸钙加工助剂。
上述组分通过以下工艺方法制得阻燃塑木复合材料。
步骤一将32kg的回收聚乙烯(PE)树脂进行分拣、破碎、烘干和去除金属杂质常规处理后，通过搅拌机充分混匀并备用搅拌时搅拌机转速控制在400rpm；步骤二将12kg的聚磷酸铵、2kg的季戊四醇成碳剂和8kg的三聚氰胺发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数为加热温度控制在60℃，混合时间控制在15分钟；步骤三将经过步骤一处理后的回收聚乙烯(PE)树脂、步骤二处理后12kg的聚磷酸铵、2kg的季戊四醇成碳剂和8kg的三聚氰胺发泡剂混合后加入45kg的木粉和加工助剂并通过搅拌机充分混匀，搅拌机转速控制在20-400rpm；步骤四将经过步骤三混匀后的32kg的回收聚乙烯(PE)树脂、12kg聚合度为4000的聚磷酸铵、2kg的季戊四醇成碳剂、8kg的三聚氰胺发泡剂、45kg的木粉天然纤维与1kg的硬脂酸钙加工助剂用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度控制在100℃，真空度控制在≤-0.02MPa。
实施例2(A)18kg的聚丙烯(PP)树脂新料；(B)70kg的秸秆天然纤维；(C)7kg聚合度为20的聚磷酸铵；(D)3kg的三聚氰胺；(E)2kg的抗氧剂1010加工助剂。
上述组分通过以下工艺方法制得阻燃塑木复合材料。
步骤一将18kg的聚丙烯(PP)树脂新料直接通过搅拌机充分混匀并备用，搅拌时搅拌机转速控制在20rpm；步骤二将7kg聚合度为20的聚磷酸铵和3kg的三聚氰胺发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数为加热温度40℃，混合时间30分钟；步骤三将经过步骤一处理后的18kg的聚丙烯(PP)树脂新料、步骤二处理后的聚磷酸铵和3kg的三聚氰胺发泡剂混合后加入70kg的秸秆天然纤维和抗氧剂1010加工助剂一起通过搅拌机充分混匀，搅拌机转速控制在400rpm；步骤四将经过步骤三混匀后的18kg聚丙烯(PP)树脂新料、7kg聚合度为20的聚磷酸铵、3kg的三聚氰胺发泡剂、70kg的秸秆天然纤维与2kg的抗氧剂1010加工助剂用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为200℃，真空度≤-0.02MPa。
实施例3(A)7kg的回收聚乙烯(PE)树脂和8kg的聚乙烯(PE)树脂新料；(B)3kg的谷糠天然纤维和2kg的果壳天然纤维；(C)20kg的聚合度为1000的聚磷酸铵和20kg的聚合度为3000的聚磷酸铵；(D)10kg的季戊四醇和10kg的乙二醇；(E)5kg的三聚氰胺和5kg的聚酰胺；(F)5kg的稳定剂UV531和5kg的马来酸酐接枝聚乙烯加工助剂。
上述组分通过以下工艺方法制得阻燃塑木复合材料。
步骤一将回收的7kg聚乙烯(PE)树脂进行分拣、破碎、烘干和去除金属杂质常规处理后，通过搅拌机充分混匀，并和8kg的聚乙烯(PE)树脂新料一起搅拌机充分混匀，搅拌时搅拌机转速控制在200rpm；步骤二将20kg的聚合度为1000的聚磷酸铵和20kg的聚合度为3000的聚磷酸铵、10kg的季戊四醇和10kg的乙二醇成碳剂、5kg的三聚氰胺和5kg的聚酰胺发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数为加热温度50℃，混合时间20分钟；步骤三将经过步骤一处理后的塑料、步骤二处理后的聚磷酸铵、成碳剂和发泡剂混合后加入3kg的谷糠天然纤维和2kg的果壳天然纤维和5kg的稳定剂UV531和5kg的马来酸酐接枝聚乙烯加工助剂一起通过搅拌机充分混匀，搅拌机转速控制在200rpm；步骤四将经过步骤三混匀后的塑料、聚磷酸铵、成碳剂、发泡剂、天然纤维与5kg的稳定剂UV531和5kg的马来酸酐接枝聚乙烯加工助剂用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为150℃，真空度≤-0.02MPa。
阻燃塑木复合材料的氧指数按照GB2406-80的方法测试。
附表实施例对应的阻燃塑木复合材料的氧指数
本发明阻燃塑木复合材料，为提高相关技术性能的需要，制作时还可添加其它有关常规助剂，如抗紫外线剂，以提高材料的抗老化性能；添加润滑剂、脱模剂，以提高材料的加工性能；还可以根据需要添加着色剂染色。这些技术方案，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种阻燃塑木复合材料，其特征在于该阻燃塑木复合材料由下列各组分组成(A)质量百分比15-32％的塑料；(B)质量百分比5-70％的天然纤维；(C)质量百分比7-40％的聚磷酸铵，其分子式为(NH4)n+2PnO3n+1；(D)质量百分比0-20％的成碳剂；(E)质量百分比3-10％的发泡剂；(F)质量百分比1-10％的加工助剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述的塑料是聚乙烯、聚丙烯或它们的混合物。
3.根据权利要求2所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述的塑料是回收塑料或新料或它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述的天然纤维为谷糠、木粉、秸杆、果壳或它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于聚磷酸铵的聚合度n的范围是20-4000。
6.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述成碳剂为富碳的多羟基化合物，为淀粉、季戊四醇和它的二聚物、三聚物以及乙二醇或它们的混合物。
7.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述发泡剂源为含氮的多碳化合物，为三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、尿素、聚酰胺、三氯氰氨或它们的混合物。
8.根据权利要求1所述的阻燃塑木复合材料，其特征在于所述加工助剂是硬脂酸钙、抗氧剂1010、抗氧剂168、稳定剂UV531、马来酸酐接枝聚乙烯或它们的混合物。
9.权利要求1所述的阻燃塑木复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤一将回收塑料进行分拣、破碎、烘干和去除金属杂质常规处理后，通过搅拌机充分混匀并备用，如塑料为新料，则直接通过搅拌机充分混匀并备用，搅拌时搅拌机转速控制在20-400rpm；步骤二将聚磷酸铵和发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数为加热温度40-60℃，混合时间10-30分钟，如果组分中含有成碳剂，则将成碳剂与聚磷酸铵和发泡剂在混合机中充分混合，混合机转速控制在400rpm以上，工艺参数控制在加热温度40-60℃，混合时间10-30分钟；步骤三将经过步骤一处理后的塑料、步骤二处理后的聚磷酸铵、成碳剂和发泡剂混合后加入天然纤维和加工助剂并通过搅拌机充分混匀，搅拌机转速控制在20-400rpm；步骤四将经过步骤三混匀后的塑料、聚磷酸铵、成碳剂、发泡剂、天然纤维与加工助剂用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，加工温度为100-200℃，真空度≤-0.02MPa。
全文摘要
一种阻燃塑木复合材料，其特征在于该阻燃塑木复合材料由下列各组分组成(A)质量百分比15－32％的塑料；(B)质量百分比5－70％的天然纤维；(C)质量百分比7－40％的聚磷酸铵，其分子式为(NH
文档编号B29B9/12GK1837278SQ20061003998
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者温原, 戴东花, 丁建生, 吴汾 申请人:南京聚隆化学实业有限责任公司, 南京聚锋新材料有限公司