[发明专利]阻燃抑烟型木塑复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料。

背景技术

木塑复合材料是以木质纤维材料和塑料为主要原料制造的复合材料。作为一种新型的工程材料，木塑复合材料以其优良的耐水和耐腐蚀性能，耐虫蛀、尺寸稳定性好、生产工艺灵活，对设备的损害小，还可以用回收的废旧木材和塑料为原料制得，并且可循环使用等优点而倍受人们的关注。

正是由于木塑复合材料的众多优点，使得其市场增长的很快，特别是在建筑及汽车方面的应用。而另一方面，急速扩张的市场又为木塑复合材料更广泛的应用提出了更高的性能要求。如室内装璜用的地板、天花板均要求材料具有一定的阻燃性，以降低发生火灾的危险性。

目前，主要采用向材料中添加阻燃剂来提高其阻燃性，减少火灾的发生率。

一些卤代阻燃剂如有机溴的化合物常被用于提高聚合物的阻燃性能，但是由于其燃烧的不充分而通常增加了烟及一氧化碳的生成速率，而烟尘和毒性气体是火灾中造成人身伤亡的重要原因。

还有将硼酸和硼砂混合物加入到木塑复合材料中作阻燃剂，在燃烧测试中，硼酸和硼砂的混合物对于减少材料的质量，材料变得更难点燃且需要更多的氧来维持燃烧，但硼酸和硼砂混合物的加入降低了材料的弹性模量和断裂模量，增加了吸湿性。

一些常用的无机阻燃剂，如氢氧化铝，虽然具有无毒物污染的优点，但用于填充量很高的高分子复合材料尤其是木塑复合材料，也存在很大劣势，因为这类阻燃剂本身在基体中就需要很高的填充量，为了达到合适的阻燃性能添加量通常要60％以上。阻燃剂高的添加含量不仅导致最终产品的高密度和弹性性能的缺失，而且会带来混合、挤出方面的问题。

纳米粘土粒子在木塑复合材料中的添加有助于提高其力学强度，同时复合材料的阻燃性能也有一定改善，但这种方法的成本高，而且复合材料的阻燃性能难以满足实际需要，因而其实际应用受到严重制约。

申请日为2006.06.08、申请号20061003998.5的专利公开了一种阻燃塑木复合材料。其原料中的塑料采用的是聚乙烯、聚丙烯或它们的混合。采用聚乙烯和聚丙烯或其混合物作为阻燃木塑复合材料的缺点是，这类木塑复合材料的阻燃性能较低，除非添加比例很高的阻燃剂(如申请号20061003998.5所公开的采用高添加量的聚磷酸铵)，而在此情况下不仅木塑复合材料的生产成本高而且力学性能大幅度降低。此外，采用聚乙烯、聚丙烯或其混合制备的木塑复合材料其木质感差，在室内装饰、家具等室内应用领域(有阻燃要求)的使用价值不高，其推广应用受到制约。

申请日为2005.01.20、申请号200510011207.X的专利公开了一种生产木塑制品的阻燃复合材料发泡粒料，塑料采用聚氯乙烯。该申请利用聚氯乙烯自身的难燃性赋予木塑复合材料一定的阻燃性，但没有能够解决聚氯乙烯木塑复合材料燃烧时发烟量大的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有木塑复合材料存在阻燃性能较低、发烟量大，阻燃剂加入量大增加了成本且降低了材料的力学性能的缺点，而提供一种阻燃抑烟型木塑复合材料。本发明利用聚磷酸铵和淀粉与木粉组成的复合阻燃体系对木塑复合材料进行无卤阻燃改性，本发明提供了一种阻燃性能好、经济、环保、力学性能好的阻燃木塑复合材料。

本发明的阻燃抑烟型木塑复合材料按重量份主要由100～610份的塑料、20～300份的木质纤维、9～100份的膨胀型阻燃剂、4.5～80份的增容剂和0.75～20份的润滑剂经熔融共混、一步法成型而成；其中塑料是聚苯乙烯和/或添加了热稳定剂的聚氯乙烯，聚氯乙烯与热稳定剂重量比为4～20∶1。

所述的木质纤维为长度为1～8mm且长径比为5～15的纤维、木粉、竹粉、农作物秸秆粉、果壳粉纤维中的一种或几种的混合。

所述的膨胀型阻燃剂由重量比为20∶1～8的聚磷酸铵和淀粉组成，聚磷酸铵的聚合度为1000～4000。

所述的增溶剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐改性聚苯乙烯、氯化聚乙烯、钛酸酯、异氰酸酯或硅烷偶联剂，所述的硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷或(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。

所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸金属盐、石蜡或聚乙烯蜡；硬脂酸金属盐为硬脂酸钠、硬脂酸锶、硬脂酸钙或硬脂酸锌。