專利名稱：一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料、方法和系統(tǒng)的制作方法
一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料、方法和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于木塑材料或塑木材料加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料、制備方法和制備系統(tǒng)。背景技術(shù)：
目前，可用于木塑復(fù)合材料的無鹵阻燃劑主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、納米粘土粒子、聚磷酸銨以及紅磷等。其中，氫氧化鋁和氫氧化鎂具有熱穩(wěn)定性好，發(fā)煙量小，無毒，不產(chǎn)生腐蝕性氣體等優(yōu)點，但填充量大于50%以上才呈現(xiàn)較好的阻燃效果，以致嚴重影響木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能；聚磷酸銨屬于膨脹型阻燃劑，其能促使材料在燃燒時會生成碳質(zhì)泡沫層，起到隔熱、隔氧、抑煙、防滴等功效，其添加量大于15%才具有較好的阻燃效果，但其熱分解溫度偏低，不適合成型加工溫度要求高的木塑復(fù)合材料；紅磷的阻燃效率很高，10%添加量就能使材料可燃性顯著降低，但其對不含氧的高聚物如PP、PE、EVA、ABS、PS 等的阻燃效果不理想，而通常用于木塑復(fù)合材料的樹脂為PP或PE，因此紅磷單獨用于木塑復(fù)合材料的阻燃性能不佳。在國外無鹵阻燃木塑復(fù)合材料產(chǎn)品大多數(shù)采用聚磷酸銨作為主阻燃劑，其添加量都在25%以上；采用這種阻燃體系的木塑復(fù)合材料產(chǎn)品成本過高，同時也會降低木塑復(fù)合材料產(chǎn)品的力學(xué)性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決的上述技術(shù)問題，提供了一種可生產(chǎn)出不含任何鹵成分，阻燃性能和力學(xué)性能高，成本低，擠出成型速度快，生產(chǎn)能耗低的木塑復(fù)合材料的制備原料、制備方法和制備系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料，包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維40% 60%、塑料25% 35%、次磷酸鹽3% 15%、硼酸鋅3% 15%、偶聯(lián)劑O. 5% 4%和其他助劑5% 20%。進一步地，所述木質(zhì)纖維至少是木粉或農(nóng)業(yè)廢纖維中的一種，所述塑料為PE塑膠或PP塑膠或PVC塑料。進一步地，所述其他助劑包括有相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑和表面改性劑。進一步地，所述相容劑為高分子相容劑，且其接枝率為5%以上。進一步地，所述高分子相容劑為石蠟接枝馬來酸酐。一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法，包括有以下步驟
a.將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理；
b.將由磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑，與干燥和表面改性處理后的木質(zhì)纖維、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行高速共混；
c.將充分相容、復(fù)合一起的木質(zhì)纖維、塑料、復(fù)合阻燃劑、相容劑、潤滑劑、抗氧劑和抗菌劑依次進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理，制得本無鹵阻燃木塑復(fù)合材料。進一步地，所述將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理，具體為先將木質(zhì)纖維在干燥機中進行微波干燥，再將干燥后的木質(zhì)纖維與表面改性劑一并放入混合機中充分混合，進行表面改性處理。進一步地，所述高速共混過程的溫度100°C 150°C。一種無齒阻燃木塑復(fù)合材料的制備系統(tǒng)，包括有一利用其發(fā)出的電磁波對木質(zhì)纖維進行干燥的微波干燥機、混合機、雙螺桿擠出塑化機、熱模切料機和雙錐擠出成型機。進一步地，所述微波干燥機發(fā)出的微波為高頻電磁波，頻率為300MHZ 300GHZ。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過上述技術(shù)方案,生產(chǎn)出來的木塑復(fù)合材料不含任何鹵成分,通過其內(nèi)含的復(fù)合阻燃劑具有非常高的阻燃性能，且所需復(fù)合阻燃劑添加量明顯降低，減少了生產(chǎn)成本，并且通過石蠟接枝馬來酸酐和高扭矩同向雙螺桿擠出機，降低木質(zhì)纖維的極性，促進木質(zhì)纖維和復(fù)合阻燃劑在塑料基體中的均勻分散，強化熔體，既確保木塑復(fù)合材料的阻燃和力學(xué)性能，又大大提升了擠出成型速度，提高生產(chǎn)效率，同時降低了生產(chǎn)能耗。

圖I是本發(fā)明所述的一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法實施例的流程 圖2是本發(fā)明所述的一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)原理框圖。具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一種無鹵阻燃生物質(zhì)木塑復(fù)合材料的制備原料，包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維40% 60%、塑料25% 35%、次磷酸鹽3% 15%、硼酸鋅3% 15%、偶聯(lián)劑O. 5% 4%和其他助劑5% 20%。其中，所述木質(zhì)纖維至少是木粉(如鋸末、下腳料、枝椏等)或農(nóng)業(yè)廢纖維(如稻殼、果殼、秸桿等)中的一種，所述塑料為PE塑膠或PP塑膠或PVC塑料；所述納米無機粒子是納米二氧化硅、納米碳酸鈣等；所述其他助劑包括有相容劑、潤滑劑、抗氧齊U、抗菌劑和表面改性劑，所述相容劑為高分子相容劑，如石蠟接枝馬來酸酐，其接枝率為5%以上。如圖I中所示
本發(fā)明提供了一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法，包括有以下步驟
步驟A.將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理；
步驟B.將由磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑，與干燥和表面改性處理后的木質(zhì)纖維、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行高速共混；
步驟C.將充分相容、復(fù)合一起的木質(zhì)纖維、塑料、復(fù)合阻燃劑、相容劑、潤滑劑、抗氧劑和抗菌劑依次進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理，制得本無鹵阻燃木塑復(fù)合材料。其中，所述將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理，具體為先將木質(zhì)纖維在干燥機中進行微波干燥，再將干燥后的木質(zhì)纖維與表面改性劑一并放入混合機中充分混合，進行表面改性處理。所述高速共混過程的溫度為100°C 150°C。如圖2中所示
本發(fā)明還提供了一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備系統(tǒng)，包括有一利用其發(fā)出的電磁波對木質(zhì)纖維進行干燥的微波干燥機I、混合機2、雙螺桿擠出塑化機3、熱模切料機4和雙錐擠出成型機5 ;其中，所述微波干燥機(如廣州凱棱公司型號為KL的微波干燥機)I包括有設(shè)備控制箱、微波發(fā)生器、單元加熱箱、微波抑制器、機架和上下料斗等，主要用于利用其微波發(fā)生器發(fā)出的300MHZ 300GHZ電磁波對木質(zhì)纖維進行干燥，使木質(zhì)纖維本身成為發(fā)熱體，不需要熱傳導(dǎo)的過程，加熱迅速，受熱均勻，且由內(nèi)到外進行脫水，水份排出速度快，電能消耗小，干燥效率高、效果好，并且可使木質(zhì)纖維細胞腔打開，有利于后工序中PE或PP塑料或PVC塑料和添加劑滲透進細胞腔中，從而使得木質(zhì)纖維、塑料包覆熔合更充分；所述混合機2是一立式混合機組(如DYHL系統(tǒng)混合機組)，主要由高速混合機構(gòu)成，用于控制在100°C 150°C高溫下將由磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑，與干燥和表面改性處理后的木質(zhì)纖維、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行攪拌、混合，使石蠟接枝馬來酸酐(熔點低約50°C 60°C)迅速變成液體，滲入并包覆木質(zhì)纖維，且其所帶的MAH基團與木質(zhì)纖維的羥基反應(yīng)，降低木質(zhì)纖維的極性，促進木質(zhì)纖維在塑料基體中的均勻 分散，強化熔體，提升擠出成型速度，降低能耗。本發(fā)明所述制備系統(tǒng)的工作原理為首先，微波干燥機I的微波發(fā)生器發(fā)出300MHZ-300GHZ電磁波對木質(zhì)纖維進行干燥，輸送至混合機2 ;接著，加入表面改性劑充分混合，進行表面改性處理；然后，往所述混合機2內(nèi)加入復(fù)合阻燃劑、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑，并保持溫度在IOiTC 150°C之間下進行攪拌、高速混合；最后，依次經(jīng)雙螺桿擠出塑化機3、熱模切料機4和雙錐擠出成型機5分別進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理，制得本無鹵阻燃木塑復(fù)合材料。這樣，按照本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料、方法和系統(tǒng)，生產(chǎn)出來的木塑復(fù)合材料不含任何鹵成分，通過其內(nèi)含的復(fù)合阻燃劑具有非常高的阻燃性能，且所需復(fù)合阻燃劑添加量明顯降低，減少了生產(chǎn)成本，并且通過石蠟接枝馬來酸酐和高扭矩同向雙螺桿擠出機2，降低木質(zhì)纖維的極性，促進木質(zhì)纖維和復(fù)合阻燃劑在塑料基體中的均勻分散，強化熔體，既確保木塑復(fù)合材料的阻燃和力學(xué)性能，又大大提升了擠出成型速度，提高生產(chǎn)效率，同時降低了生產(chǎn)能耗。下面結(jié)合幾個實施例對本發(fā)明所述的無鹵阻燃生物質(zhì)木塑復(fù)合材料的制備原料和制備方法進一步進行說明。實施例一
將本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料，包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維40%、塑料35%、次磷酸鹽5%、硼酸鋅5%、偶聯(lián)劑4%和其他助劑11%，按照本發(fā)明所述的制備方法，并采用本發(fā)明所述的制備系統(tǒng)，制得本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料，具體為首先，微波干燥機I對上述木質(zhì)纖維進行干燥，輸送至混合機2 ;接著，將上述其他助劑中的表面改性劑加入充分混合，進行表面改性處理；然后，往所述混合機2內(nèi)加入由上述磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行攪拌、高速混合；最后，依次經(jīng)雙螺桿擠出塑化機3、熱模切料機4和雙錐擠出成型機5分別進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理。實施例二
將本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料，其包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維60%、塑料25%、次磷酸鹽3%、硼酸鋅3%、偶聯(lián)劑4%和其他助劑5%，按照本發(fā)明所述的制備方法，并采用本發(fā)明所述的制備系統(tǒng)，制得本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料，具體為首先，微波干燥機I對上述木質(zhì)纖維進行干燥，輸送至混合機2 ;接著，將上述其他助劑中的表面改性劑加入充分混合，進行表面改性處理；然后，往所述混合機2內(nèi)加入由上述磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行攪拌、高速混合；最后，依次經(jīng)雙螺桿擠出塑化機3、熱模切料機4和雙錐擠出成型機5分別進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理。實施例三
將本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料，其包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維50%、塑料30%、次磷酸鹽3%、硼酸鋅3%、偶聯(lián)劑4%和其他助劑10%，按照本發(fā)明所述的制備方法，并采用本發(fā)明所述的制備系統(tǒng)，制得本發(fā)明所述的無鹵阻燃木塑復(fù)合材料，具體為首先，微波干燥機I 對上述木質(zhì)纖維進行干燥，輸送至混合機2 ;接著，將上述其他助劑中的表面改性劑加入充分混合,進行表面改性處理；然后,往所述混合機2內(nèi)加入由上述磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行攪拌、高速混合；最后，依次經(jīng)雙螺桿擠出塑化機3、熱模切料機4和雙錐擠出成型機5分別進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料，其特征在于，包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維40% 60%、塑料25% 35%、次磷酸鹽3% 15%、硼酸鋅3% 15%、偶聯(lián)劑O. 5% 4%和其他助劑5% 20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備原料，其特征在于，所述木質(zhì)纖維至少是木粉或農(nóng)業(yè)廢纖維中的一種，所述塑料為PE塑膠或PP塑膠或PVC塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備原料，其特征在于，所述其他助劑包括有相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑和表面改性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備原料，其特征在于，所述相容劑為高分子相容劑，且其接枝率為5%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備原料，其特征在于，所述高分子相容劑為石蠟接枝馬來酸酐。
6.一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括有以下步驟a.將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理；b.將由磷酸鹽和硼酸鋅經(jīng)復(fù)合改性工藝調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑，與干燥和表面改性處理后的木質(zhì)纖維、塑料、相容劑、潤滑劑、抗氧劑、抗菌劑進行高速共混；c.將充分相容、復(fù)合一起的木質(zhì)纖維、塑料、復(fù)合阻燃劑、相容劑、潤滑劑、抗氧劑和抗菌劑依次進行擠出塑化、熱模切料、擠出成型處理，制得本無鹵阻燃木塑復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述將木質(zhì)纖維進行干燥，并進行表面改性處理，具體為先將木質(zhì)纖維在干燥機中進行微波干燥，再將干燥后的木質(zhì)纖維與表面改性劑一并放入混合機中充分混合,進行表面改性處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述高速共混過程的溫度100°C 150。。。
9.一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括有一利用其發(fā)出的電磁波對木質(zhì)纖維進行干燥的微波干燥機(I)、混合機(2)、雙螺桿擠出塑化機(3)、熱模切料機(4)和雙錐擠出成型機(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述微波干燥機(I)發(fā)出的微波為高頻電磁波，頻率為300MHZ 300GHZ。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃木塑復(fù)合材料的制備原料、方法和系統(tǒng)，該制備原料包含的成分及重量百分比為木質(zhì)纖維40%～60%、塑料25%～35%、次磷酸鹽3%～15%、硼酸鋅3%～15%、偶聯(lián)劑0.5%～4%和其他助劑5%～20%；制備時，首先微波干燥機對木質(zhì)纖維進行干燥，輸送至混合機；接著加入其他助劑中的表面改性劑混合，進行表面改性處理；然后加入由磷酸鹽和硼酸鋅調(diào)制而成的復(fù)合阻燃劑、塑料，以及其他助劑中的相容劑、潤滑劑、抗氧劑和抗菌劑進行高速混合；最后依次經(jīng)雙螺桿擠出塑化機、熱模切料機和雙錐擠出成型機進行處理；即可生產(chǎn)出不含鹵成分，阻燃和力學(xué)性能高，成本低，擠出成型速度快，生產(chǎn)能耗低的木塑復(fù)合材料。
文檔編號C08L23/06GK102924943SQ20121042662
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者游瑞生 申請人:游瑞生, 廣東康特環(huán)?？萍加邢薰?br>