一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及復合材料改性利用技術(shù)領域,具體涉及一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木塑復合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的樹脂膠粘劑,與超過50%以上的木粉、稻殼、秸桿等廢植物纖維混合成新的木質(zhì)材料,再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等塑料加工工藝,生產(chǎn)出的板材或型材。但由于木塑復合材料極其容易燃燒,很大程度上限制了它的應用,阻燃劑的加入可以有效解決這一問題。但是傳統(tǒng)的阻燃劑通常其含量和粒徑都會對材料的阻燃性能和物理性能產(chǎn)生巨大的影響,因此利用表面活性劑對無機阻燃劑進行表面改性并復配使用,進而制備性質(zhì)優(yōu)異的阻燃木塑復合材料。
[0003]目前已有學者在木塑復合材料制備及其阻燃方面做了大量工作。馬麗(植物纖維/ABS木塑復合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研宄[D].華南理工大學,2012)采用ABS樹脂作為基體相分別于竹粉、桉木粉、柏木粉、松木粉和樟木粉等五種植物型木質(zhì)纖維進行了熔融共混后,制備出了性能優(yōu)良的ABS基木塑復合材料,并詳細的對竹粉/ABS復合材料的結(jié)構(gòu)與性能進行了研宄。Danyadi等(木粉的不同表面改性對對PP/木質(zhì)復合材料性能的影響[J].復合材料,2010)對比了 4種不同的改性處理方法下制備的聚丙烯基木塑復合材料,比較了不同表面改性處理下木纖維對復合材料性能的影響。周林(阻燃木粉/PP復合材料的制備與性能研宄[D].東北林業(yè)大學,2012)先對進行了硅烷偶聯(lián)劑的改性,又利用處理后的聚磷酸銨對木粉/聚丙烯復合材料進行阻燃處理,又進一步做了一些復配阻燃的研宄,同時還研宄了在使用不同量的異氰酸酯接枝聚丙烯的情況下,該復合體系的阻燃性能和力學性能的變化。周箭(新型PVDF基木塑復合材料體系界面行為及物性研宄[D].浙江大學,2009)以聚偏氟乙烯(PVDF)為基體相研宄了硅烷協(xié)效催化木纖維的阻燃特性及機理,并詳細闡述了該復合材料的界面性能、力學性能和老化性能。黃濤(高密度聚乙烯基木塑復合材料阻燃性能的研宄[D].南京林業(yè)大學,2012)自制了不同摩爾比的低毒型膨脹型阻燃劑,通過表征得出最佳工藝參數(shù),并利用自制阻燃劑對HDPE基木塑復合材料進行了阻燃處理及性能測試。Stark等(不同阻燃劑對PE基木塑復合材料阻燃性能的影響[J].聚合物講解與穩(wěn)定性,2010)對比了分別采用五種不同阻燃劑對復合體系進行阻燃處理后材料性能的影響。Bakar等(聚丙烯基木塑復合材料的力學性能與燃燒性能[J].應用聚合物科學,2010)采用膨脹阻燃劑對PP/木粉復合材料進行了處理,并分析其含量對阻燃性與力學性能的影響。
[0004]木塑復合材料具有優(yōu)異的性能和廣泛的使用范圍,其生產(chǎn)量和使用量都在逐年快速增加,阻燃木塑復合材料的制備,推動木塑復合材料的應用,節(jié)約成本且回收再利用了廢棄的木粉,經(jīng)濟又環(huán)保,還可避免火災的危害保障人類的安全。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題,本發(fā)明提供了一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法,采用抗逆性強,根系發(fā)達,且具有“平茬復壯”生物習性的沙生灌木的沙柳作為主要原料,為其再利用提供了新途徑,且工藝簡單易操作。
[0006]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法,包括如下步驟:
[0008]S1、將裝有20g三氧化二銻,6g硬脂酸的三口燒瓶置于水浴鍋內(nèi)加熱處理至三氧化二銻和硬脂酸融化后,加入濃度為10%的三氧化二銻漿料,加熱至75°C -95°c,攪拌反應45min,過濾、烘干、研磨,得改性樣品;
[0009]S2、取步驟SI所得的Ig改性樣品與5g氫氧化鋁、3g TCEP, 1gDOP混合,用10mL丙酮稀釋后,置于超聲波細胞破碎儀中,超聲分散20-40min,得復配阻燃劑混合液;
[0010]S3、將40目的沙柳粉置于烘箱中在103-107°c下烘至絕干,備用;
[0011]S4、將95%的乙醇與偶聯(lián)劑KH-550按照5: I的比例稀釋混勻后,均勻噴灑于步驟S3所得的干燥木粉表面,并將所得木粉置于烘箱中于83-87?下24h,得改性木粉;
[0012]S5、將所得的復配阻燃劑混合液與40gPVC混合均勻后,置于干燥箱中于80°C進行丙酮脫除處理得PVC-復配阻燃劑混合物;
[0013]S6、將所得的PVC-復配阻燃劑混合物與60g所得的改性木粉以及Ig熱穩(wěn)定劑混煉處理10-20min后,移入平板壓力機在180°C、12Mpa壓1mi η后,取出置于平板壓力機中冷壓成型,得阻燃木塑復合材料。
[0014]優(yōu)選的,所述三口燒瓶為250ml的三口燒瓶。
[0015]優(yōu)選的,所述水浴鍋內(nèi)安裝有冷凝回流裝置。
[0016]優(yōu)選的,所述超聲波細胞破碎儀為350W的超聲波細胞破碎儀。
[0017]優(yōu)選的,所述熱穩(wěn)定劑為CT-50
[0018]所得阻燃木塑復合材料按照GB/T 1040.4-2006測定力學性能;按照GB/T2406.2-2009進行氧指數(shù)測定。最后得出拉伸強度為29.3Mpa,彎曲強度為38.2Mpa,氧指數(shù)為 31.5o
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]為木塑復合材料的阻燃提供了新思路,而常被人們認為是助阻燃劑的三氧化二銻在本發(fā)明中起到重要阻燃作用,甚至還作為一種剛性粒子加強了木塑復合材料的力學性能,為木塑復合材料的阻燃發(fā)展提供借鑒,推動木塑復合材料的應用,節(jié)約成本且回收再利用了廢棄的木粉,經(jīng)濟又環(huán)保,且所得復合材料具有一定的阻燃性能。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,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。
[0023]如圖1所示,本發(fā)明實施例提供了一種復配阻燃木塑復合材料的制備方法,包括如下步驟:
[0024]S1、將裝有20g三氧化二銻,6g硬脂酸的三口燒瓶置于水浴鍋內(nèi)加熱處理至三氧化二銻和硬脂酸融化后,加入濃度為10%的三氧化二銻漿料,加熱至75°C -95°C,攪拌反應45min,過濾、烘干、研磨,得改性樣品;
[0025]S2、取步驟SI所得的Ig改性樣品與5g氫氧化鋁、3g TCEP, 1gDOP混合,用10mL丙酮稀釋后,置于超聲波細胞破碎儀中,超聲分散20-40min,得復配阻燃劑混合液;
[0026]S3、將40目的沙柳粉置于烘箱中在103_107°C下烘至絕干,備用;
[0027]S4、將95%的乙醇與偶聯(lián)劑KH-550按照5: I的比例稀釋混勻后,均勻噴灑于步驟S3所得的干燥木粉表面,并將所得木粉置于烘箱中于83-87?下24h,得改性木粉;
[0028]S5、將所得的復配阻燃劑混合液與40gPVC混合均勻后,置于干燥箱中于80°C進行丙酮脫除處理得PVC-復配阻燃劑混合物;
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