專利名稱：阻燃塑木復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然高分子化合物和聚烯烴塑料的復(fù)合物，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑木復(fù)合材料是近幾年來發(fā)展起來的一種新型材料，它利用廢棄的各種天然纖維和回收塑料(PE或PP)進(jìn)行復(fù)配，生產(chǎn)出各種不同截面的型材，被廣泛用于園林建筑、運輸、裝潢等行業(yè)。由于天然纖維、PE或PP塑料都是易燃物質(zhì)，因此塑木復(fù)合材料本身也十分容易燃燒，一般情況下氧指數(shù)僅有17％-19％，著火后不能自熄，屬于易燃類材料，這使得它在應(yīng)用過程中受到了限制，只能在室外或近水區(qū)域得到應(yīng)用。
對于有阻燃要求的塑木復(fù)合材料，通常會利用聚氯乙烯本身的難燃特點，以聚氯乙烯做為基料，再添加少許阻燃劑的技術(shù)來達(dá)到阻燃目的，CN1500832A《聚氯乙烯(PVC)板材》中，采用添加四溴鄰苯二甲酸酐和三氧化二銻進(jìn)行復(fù)配，生產(chǎn)阻燃塑木材料。由于PVC本身燃燒會產(chǎn)生氯化氫等有害物質(zhì)，而溴系阻燃劑燃燒也因為會產(chǎn)生“二惡英”等破壞大氣臭氧層的物質(zhì)，已經(jīng)逐步被世界各國禁止使用，因此，環(huán)境友好型的阻燃塑木復(fù)合材料的開發(fā)被逐步重視。以PP或PE作為基料生產(chǎn)的塑木復(fù)合材料占世界總生產(chǎn)量的80％，到目前為止，其阻燃該性問題，國內(nèi)還沒有專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種阻燃塑木復(fù)合材料，提高PP或PE為基料的塑木復(fù)合材料的阻燃特性，使之能在室內(nèi)裝飾材料中得到應(yīng)用。
本發(fā)明的另一目的是提供了一種上述復(fù)合材料的制備方法。
一種阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于該阻燃塑木復(fù)合材料由下列各組分組成(A)質(zhì)量百分比15-32％的塑料。
所述塑料可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或它們的混合物；它可以是回收塑料也可以是新料。
(B)質(zhì)量百分比5-70％的天然纖維。
所述天然纖維可以是谷糠、木粉、秸桿、果殼等以及它們的混合物。
(C)質(zhì)量百分比7-50％的聚磷酸銨(APP)。
所述聚磷酸銨(APP)的分子式為(NH4)n+2PnO3n+1，其聚合度n的范圍是20-4000。
(D)質(zhì)量百分比0-20％的成碳劑；所述成碳劑為富碳的多羥基化合物，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羥基的有機(jī)樹脂或它們的混合物。
(E)質(zhì)量百分比3-10％的發(fā)泡劑。
所述發(fā)泡劑源為含氮的多碳化合物，可以是三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、尿素、聚酰胺、三氯氰氨(MN)或它們的混合物。
(F)質(zhì)量百分比1-10％的加工助劑所述加工助劑可以硬脂酸鈣、抗氧劑1010、抗氧劑168、穩(wěn)定劑UV531、馬來酸酐接枝聚乙烯或它們的混合物或它們的混合物。
上述組分通過以下工藝方法制得阻燃塑木復(fù)合材料。
步驟一將回收塑料進(jìn)行分揀、破碎、烘干和去除金屬雜質(zhì)常規(guī)處理后，通過攪拌機(jī)充分混勻并備用，如塑料為新料，則直接通過攪拌機(jī)充分混勻并備用，攪拌時攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20-400rpm；步驟二將聚磷酸銨和發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)為加熱溫度40-60℃，混合時間10-30分鐘，如果組分中含有成碳劑，則將成碳劑與聚磷酸銨和發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)控制在加熱溫度40-60℃，混合時間10-30分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟一處理后的塑料、步驟二處理后的聚磷酸銨、成碳劑和發(fā)泡劑混合后加入天然纖維和加工助劑并通過攪拌機(jī)充分混勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20-400rpm；步驟四將經(jīng)過步驟三混勻后的用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，加工溫度為100-200℃，真空度≤-0.02MPa。
通過本發(fā)明公開的方法生產(chǎn)的阻燃塑木復(fù)合材料，其氧指數(shù)為25-36％。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用對環(huán)境友好的聚磷酸胺作為阻燃劑主體，通過復(fù)配生產(chǎn)出PP和基的阻燃塑木復(fù)合材料，氧指數(shù)達(dá)到25-36％，可以直接作為室內(nèi)裝潢材料使用，大大擴(kuò)展了塑木復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，市場前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例1(A)32kg的回收聚乙烯(PE)樹脂；(B)45kg的木粉天然纖維；(C)12kg聚合度為4000的聚磷酸銨；(D)2kg的季戊四醇；(E)8kg的三聚氰胺；(F)1kg的硬脂酸鈣加工助劑。
上述組分通過以下工藝方法制得阻燃塑木復(fù)合材料。
步驟一將32kg的回收聚乙烯(PE)樹脂進(jìn)行分揀、破碎、烘干和去除金屬雜質(zhì)常規(guī)處理后，通過攪拌機(jī)充分混勻并備用攪拌時攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm；步驟二將12kg的聚磷酸銨、2kg的季戊四醇成碳劑和8kg的三聚氰胺發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)為加熱溫度控制在60℃，混合時間控制在15分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟一處理后的回收聚乙烯(PE)樹脂、步驟二處理后12kg的聚磷酸銨、2kg的季戊四醇成碳劑和8kg的三聚氰胺發(fā)泡劑混合后加入45kg的木粉和加工助劑并通過攪拌機(jī)充分混勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20-400rpm；步驟四將經(jīng)過步驟三混勻后的32kg的回收聚乙烯(PE)樹脂、12kg聚合度為4000的聚磷酸銨、2kg的季戊四醇成碳劑、8kg的三聚氰胺發(fā)泡劑、45kg的木粉天然纖維與1kg的硬脂酸鈣加工助劑用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，加工溫度控制在100℃，真空度控制在≤-0.02MPa。
實施例2(A)18kg的聚丙烯(PP)樹脂新料；(B)70kg的秸稈天然纖維；(C)7kg聚合度為20的聚磷酸銨；(D)3kg的三聚氰胺；(E)2kg的抗氧劑1010加工助劑。
上述組分通過以下工藝方法制得阻燃塑木復(fù)合材料。
步驟一將18kg的聚丙烯(PP)樹脂新料直接通過攪拌機(jī)充分混勻并備用，攪拌時攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20rpm；步驟二將7kg聚合度為20的聚磷酸銨和3kg的三聚氰胺發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)為加熱溫度40℃，混合時間30分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟一處理后的18kg的聚丙烯(PP)樹脂新料、步驟二處理后的聚磷酸銨和3kg的三聚氰胺發(fā)泡劑混合后加入70kg的秸稈天然纖維和抗氧劑1010加工助劑一起通過攪拌機(jī)充分混勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm；步驟四將經(jīng)過步驟三混勻后的18kg聚丙烯(PP)樹脂新料、7kg聚合度為20的聚磷酸銨、3kg的三聚氰胺發(fā)泡劑、70kg的秸稈天然纖維與2kg的抗氧劑1010加工助劑用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，加工溫度為200℃，真空度≤-0.02MPa。
實施例3(A)7kg的回收聚乙烯(PE)樹脂和8kg的聚乙烯(PE)樹脂新料；(B)3kg的谷糠天然纖維和2kg的果殼天然纖維；(C)20kg的聚合度為1000的聚磷酸銨和20kg的聚合度為3000的聚磷酸銨；(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的穩(wěn)定劑UV531和5kg的馬來酸酐接枝聚乙烯加工助劑。
上述組分通過以下工藝方法制得阻燃塑木復(fù)合材料。
步驟一將回收的7kg聚乙烯(PE)樹脂進(jìn)行分揀、破碎、烘干和去除金屬雜質(zhì)常規(guī)處理后，通過攪拌機(jī)充分混勻，并和8kg的聚乙烯(PE)樹脂新料一起攪拌機(jī)充分混勻，攪拌時攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在200rpm；步驟二將20kg的聚合度為1000的聚磷酸銨和20kg的聚合度為3000的聚磷酸銨、10kg的季戊四醇和10kg的乙二醇成碳劑、5kg的三聚氰胺和5kg的聚酰胺發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)為加熱溫度50℃，混合時間20分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟一處理后的塑料、步驟二處理后的聚磷酸銨、成碳劑和發(fā)泡劑混合后加入3kg的谷糠天然纖維和2kg的果殼天然纖維和5kg的穩(wěn)定劑UV531和5kg的馬來酸酐接枝聚乙烯加工助劑一起通過攪拌機(jī)充分混勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在200rpm；步驟四將經(jīng)過步驟三混勻后的塑料、聚磷酸銨、成碳劑、發(fā)泡劑、天然纖維與5kg的穩(wěn)定劑UV531和5kg的馬來酸酐接枝聚乙烯加工助劑用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，加工溫度為150℃，真空度≤-0.02MPa。
阻燃塑木復(fù)合材料的氧指數(shù)按照GB2406-80的方法測試。
附表實施例對應(yīng)的阻燃塑木復(fù)合材料的氧指數(shù)

本發(fā)明阻燃塑木復(fù)合材料，為提高相關(guān)技術(shù)性能的需要，制作時還可添加其它有關(guān)常規(guī)助劑，如抗紫外線劑，以提高材料的抗老化性能；添加潤滑劑、脫模劑，以提高材料的加工性能；還可以根據(jù)需要添加著色劑染色。這些技術(shù)方案，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于該阻燃塑木復(fù)合材料由下列各組分組成(A)質(zhì)量百分比15-32％的塑料；(B)質(zhì)量百分比5-70％的天然纖維；(C)質(zhì)量百分比7-40％的聚磷酸銨，其分子式為(NH4)n+2PnO3n+1；(D)質(zhì)量百分比0-20％的成碳劑；(E)質(zhì)量百分比3-10％的發(fā)泡劑；(F)質(zhì)量百分比1-10％的加工助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述的塑料是聚乙烯、聚丙烯或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述的塑料是回收塑料或新料或它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述的天然纖維為谷糠、木粉、秸桿、果殼或它們的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于聚磷酸銨的聚合度n的范圍是20-4000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述成碳劑為富碳的多羥基化合物，為淀粉、季戊四醇和它的二聚物、三聚物以及乙二醇或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述發(fā)泡劑源為含氮的多碳化合物，為三聚氰胺、雙氰胺、聚磷酸銨、尿素、聚酰胺、三氯氰氨或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于所述加工助劑是硬脂酸鈣、抗氧劑1010、抗氧劑168、穩(wěn)定劑UV531、馬來酸酐接枝聚乙烯或它們的混合物。
9.權(quán)利要求1所述的阻燃塑木復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一將回收塑料進(jìn)行分揀、破碎、烘干和去除金屬雜質(zhì)常規(guī)處理后，通過攪拌機(jī)充分混勻并備用，如塑料為新料，則直接通過攪拌機(jī)充分混勻并備用，攪拌時攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20-400rpm；步驟二將聚磷酸銨和發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)為加熱溫度40-60℃，混合時間10-30分鐘，如果組分中含有成碳劑，則將成碳劑與聚磷酸銨和發(fā)泡劑在混合機(jī)中充分混合，混合機(jī)轉(zhuǎn)速控制在400rpm以上，工藝參數(shù)控制在加熱溫度40-60℃，混合時間10-30分鐘；步驟三將經(jīng)過步驟一處理后的塑料、步驟二處理后的聚磷酸銨、成碳劑和發(fā)泡劑混合后加入天然纖維和加工助劑并通過攪拌機(jī)充分混勻，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速控制在20-400rpm；步驟四將經(jīng)過步驟三混勻后的塑料、聚磷酸銨、成碳劑、發(fā)泡劑、天然纖維與加工助劑用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，擠出造粒，加工溫度為100-200℃，真空度≤-0.02MPa。
全文摘要
一種阻燃塑木復(fù)合材料，其特征在于該阻燃塑木復(fù)合材料由下列各組分組成(A)質(zhì)量百分比15－32％的塑料；(B)質(zhì)量百分比5－70％的天然纖維；(C)質(zhì)量百分比7－40％的聚磷酸銨，其分子式為(NH
文檔編號B29B9/12GK1837278SQ20061003998
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者溫原, 戴東花, 丁建生, 吳汾 申請人:南京聚隆化學(xué)實業(yè)有限責(zé)任公司, 南京聚鋒新材料有限公司