[发明专利]一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种竹塑复合材料及其制备方法，具体地说是一种无卤阻燃防霉变竹塑复合材料及其制备方法。 

二、背景技术

木塑复合材料（wood/plastic composite，简称“WPC”）是利用各种废弃的植物纤维与回收再生塑料通过复合、共混、改性工艺技术而制造的一种新兴的环境友好复合材料。目前WPC主要用于建筑领域的门窗、顶板、模板、地板、屋面板、隔板等。木塑产品的原料包括：各种废旧塑料（塑料包装、牛奶袋、废旧塑料制品、电视壳等）和木粉（木材加工的边角料、锯末、木粉、作物的稻壳、秸秆等）。木塑制品不仅硬度高、易着色、易加工、耐磨、吸水性小、有类似木质外观等诸多优点，并可以有效地解决世界森林资源日益缺乏以及大量废旧塑料对环境造成的“白色污染”问题，是良好的以塑代木，以塑代钢新型环保材料，具有很好的市场应用前景。研究表明：木塑复合材料在北美的市场从2003到2010年以两位数的速度增长，建筑材料占北美木塑复合材料总需求量的80%；在西欧，车用材料已经占木塑复合材料需求量的一半以上，另有建筑材料约占30%的市场；在日本，木塑复合材料在地板、墙壁和家具等方面的应用也日渐普及；在我国，木塑复合材料已经广泛应用于包装、运输、市政、车辆船舶、室内门窗、地板、家具，以及户外建筑装饰材料等。 

然而，遇明火或在加热时易燃烧是WPC的一个关键性缺陷，这是由于木纤维和塑料树脂（通用塑料中除PVC之外，聚乙烯、聚丙烯、ABS等）均为易燃材料，直接应用，特别是室内，存在易引发火灾的安全隐患。因而WPC不经阻燃处理是难以达到建筑内部装修设计防火规范的要求，原则上是不允许作为相关建筑装修材料而直接使用的。 

WPC的阻燃机理涉及到木纤维阻燃、塑料阻燃以及二者的协同作用等问题。目前，国内外对于木塑复合材料阻燃处理的技术研究一般采用分别对木纤维、塑料基体进行阻燃处理的方法。传统聚合物阻燃技术中比较成熟的一种方法是采用卤素阻燃剂（特别是溴系）和三氧化二锑（Sb₂O₃）配伍，俗称“卤－锑协同体系”。然而有研究报道，溴代二苯醚（PBDPO）的裂解产物含有二噁英类剧毒物，且燃烧过程产生的烟雾很大，极易造成人员窒息。如今，欧盟已经明令禁止使用含卤阻燃剂。常规的无卤阻燃体系（如氢氧化铝、氢氧化镁等）的阻燃机理是在受热时分解产生水，吸收热量而达到阻燃的目的，此类阻燃剂可以符合环保型阻燃的要求，但填料用量较大（通常需要达到40%左右），导致WPC混炼和成型流动性变差，影响材料的加工性能和物理力学性能。采用有机蒙脱土（OMMT）对木塑复合材料进行阻燃 改性尽管也有报道，然而目前蒙脱土与树脂基体间的相容性难以有实质性的改善，OMMT改性木塑复合材料的阻燃指标仍难以通过LOI和垂直燃烧等级测试。 

以聚磷酸铵（APP）为主体的膨胀阻燃体系制备的阻燃木塑复合材料（如“阻燃木塑复合材料及其制备方法”，公开号CN1837278A），采用APP作为阻燃剂主体，以季戊四醇（PER）或淀粉为炭源，复合材料具备了较好的阻燃性，但APP加入量较大，而影响阻燃性木塑复合材料的力学性能；同时，APP价格较贵，也使生产成本提高。类似的还有，公开号为CN101469082A的中国专利，报道了一种水溶性含磷和含氮阻燃剂，用于阻燃纤维素物质，但阻燃剂添加量大，影响了制品物理力学性能，且阻燃效率比较有限。公开号为CN101812237A的中国专利，向回收塑料中加入以磷酸一氢铵、磷酸二氢铵为主体的磷酸铵类阻燃剂，但也未能从根本上解决上述问题。中国专利（申请号：200710173607.X）采用聚磷酸铵或聚磷酸酯作为阻燃剂，先用溶剂溶解阻燃剂后对木质纤维进行浸泡，然后制备无卤阻燃木塑复合材料，而其仍使用膨胀型阻燃剂，且增加了木质纤维处理的步骤使得其实用性大打折扣。已有研究报道，植物纤维中所含的纤维素、半纤维素为多羟基化合物（与添加PER类似），从而在高温条件下与APP反应，充当碳源的作用，因而无需再添加“成碳剂”。