利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法

摘要

利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法。涉及一种无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法，复合材料的组分和重量份数为：聚乙烯树脂20-30份，木粉50-70份，复配膨胀型无卤阻燃剂20-30份，相容剂PE-g-MAH1-3份，抗氧剂1010 0.5-1份，抗氧剂1680.5-1份，润滑剂2-5份，抗紫外线剂0.5-1份。与聚乙烯树脂、木粉、接枝物及其他加工助剂等经高混机混料、双螺杆挤出机挤出造粒、锥形双螺杆挤出机挤出成型等步骤得到一种无卤阻燃木塑复合材料。本发明方法生产的产品具有色泽浅，仿木效果好，离火自熄、发烟量小等优异的阻燃性能，能够达到垂直燃烧测试的V-0级阻燃级别。

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法，特别是涉及一种利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是一类涵盖面广、产品种类多、形态结构多样的基础性材料，在它身上充分体现了循环经济、资源利用、健康环保、节约替代等可持续发展经济的先进理念，由于它的多数产品都具有资源综合利用以及由此带来的保护环境的功能，所以近年来逐渐引起了社会的重视。当前我国政府“循环经济”和“建设节约型社会”理念的提出更是给我国木塑行业的发展增添了强大的推动力量。

随着人们对环境资源重视程度的提高，以废旧物资回收和资源综合利用为核心的循环型经济发展模式已成为世界经济发展的趋势。大力开发资源循环利用技术，将对国民经济发展和环境可持续发展产生深远影响。而利用废旧塑料和木制纤维生产木塑复合材料制品正是适应这一要求的好项目。在国内，每年产生的各种废旧塑料和木制纤维废料数量可观。但由于国内市场尚处起步阶段，木塑制品在国内市场还没有大面积推广。中国市场与北美市场相比，木塑复合材料及制成品的增长还有相当大的空间。 

目前，国内研发的木塑材料有结构类、装饰类、包装类和特型类等几大类型，包括线材、型材、板材和异型材等多种系列，其适用范围几乎可以涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其他相似复合材料现在的使用领域。已开始涉及到的木塑材料应用范围包括：墙裙、窗台、套门、楼板、连廊、隔断、顶棚、护栏、包边、栅栏、栈桥、洗澡间、门窗套、休息亭、汽车库、船甲板、家具饰件、水上通道、露天座椅、楼梯踏步、露天平台、集装箱铺板、运动场座椅、轻轨隔音墙、多功能墙隔板、高速公路隔音墙等，并开始渗入建筑、家装、物流、包装、园林、市政、环保等行业，年生产总值正逐年提高，市场前景十分广阔。

但是，由于木塑复合材料中的主要原料植物纤维与塑料（特别是聚烯烃塑料）都是可燃易燃材料，因此，木塑复合材料不具备阻燃性，具有消防安全隐患，这个缺点在相当的程度上限制了这种绿色环保产品的应用。

目前对木塑复合材料的阻燃多采用传统的对聚合物进行阻燃的技术，基本上没有注意到木塑复合材料自身所具有的特点，因此取得的阻燃效果不好，或者性价比太低。如何开发一种适用于木塑复合材料的阻燃技术是一个亟待解决的问题。另外，由于红磷的阻燃效率很高，大多数阻燃木塑产品均加有红磷，虽然能够满足复合材料的阻燃要求，但是产品的颜色被红磷染上了暗红色，限制了其的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料及其制备方法。采用聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐属于无卤膨胀型阻燃剂，在燃烧过程中大大减少了有毒气体和腐蚀性气体的产生。本方法生产的无卤阻燃木塑复合材料产品色泽浅，仿木效果，离火自熄、发烟量小，能够达到垂直燃烧测试的V-0级阻燃级别。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料，所述复合材料的组分和重量份数为：聚乙烯树脂20-30份，木粉50-70份，复配膨胀型无卤阻燃剂20-30份，相容剂PE-g-MAH即聚乙烯接马来酸酐1-3份，抗氧剂1010即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5-1份，抗氧剂168即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5-1份，润滑剂2-5份，抗紫外线剂0.5-1份。

所述的利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料的方法，所述材料中复配膨胀型无卤阻燃剂为聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐的混合物，其中聚磷酸铵的重量份数为15-20份，三聚氰胺磷酸盐的重量份数为5-15份。

利用膨胀型阻燃剂制备无卤阻燃木塑复合材料的方法，所述方法包括以下制备过程：将聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐按照比例混合得到复配膨胀型无卤阻燃剂，然后与聚乙烯树脂、木粉、接枝物及助剂经高混机混料、双螺杆挤出机挤出造粒、锥形双螺杆挤出机挤出成型步骤即可。

本发明的优点与效果是：

1.本发明采用的聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐属于无卤膨胀型阻燃剂，它们含有磷、氮两种阻燃元素，具有阻燃效率高和无卤、低烟、低毒等特点，符合当今人们保护生态环境的要求。膨胀型阻燃剂在聚合物燃烧时，通过酸源、炭源、气源的协同作用，在材料表面形成致密的多孔泡沫炭层，该炭层既可以阻止内层聚合物的进一步降解及可燃气体向表面的释放，又可以阻隔热量向聚合物的传递以及隔绝氧源，从而阻止火焰的蔓延和传播。与传统的卤系阻燃剂相比，这种阻燃剂在燃烧过程中大大减少了有毒气体和腐蚀性气体的产生。

2.本发明方法生产的无卤阻燃木塑复合材料产品具有色泽浅，仿木效果好，离火自熄、发烟量小等优异的阻燃性能，能够达到垂直燃烧测试的V-0级阻燃级别。

3.本发明工艺路线简单、产品质量稳定，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的实施不限于此。

实施例1：

 称取20公斤高密度聚乙烯树脂、50公斤木粉、6公斤加工助剂、20公斤聚磷酸铵、8公斤三聚氰胺磷酸盐，高混机中混料10min，经双螺杆挤出机在一定条件下挤出造粒，锥形双螺杆挤出机挤出成型，将产品取样制成标准样条进行垂直燃烧测试，样条离火自熄，全部能够达到UL94 V-0阻燃级别。

实施例2：

称取25公斤高密度聚乙烯树脂、60公斤木粉、8公斤加工助剂、30公斤聚磷酸铵、10公斤三聚氰胺磷酸盐，高混机中混料10min，经双螺杆挤出机在一定条件下挤出造粒，锥形双螺杆挤出机挤出成型，将产品取样制成标准样条进行垂直燃烧测试，样条离火自熄，全部能够达到UL94 V-0阻燃级别。