[发明专利]一种微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是一类以木材或其它木质纤维材料作为填充或增强原料，以聚烯烃等热塑性塑料为基体，经熔融复合而制成的新型复合材料。它具有良好的木质外观，比木材的尺寸稳定性好，比热塑性塑料的硬度高，防虫、防腐、耐老化、使用寿命长，同时，可以利用废旧塑料与木材加工剩余物或秸秆作为原料，在资源利用和环境保护方面具有突出优势。正是由于木塑复合材料突出的环保性和独特的装饰效果，其在许多领域都有着广泛的应用，比如建筑装修、货运托盘、露天桌椅、包装材料、汽车内饰、枕木以及军事工业等。然而，由于木塑复合材料所用原料均为可燃或易燃材料，使得其本身也容易燃烧，在室内装饰、门窗、地板、家具、汽车内饰等室内应用领域需要对其进行阻燃处理，以降低火灾的危险性。

目前，提高木塑复合材料阻燃性能最常用的方法就是在其制备过程中添加阻燃剂。专利号为ZL201010235935.X的中国专利公开了一种阻燃木塑复合材料及其制备方法，采用质量百分比为2-10%的红磷、1-10%的成炭剂、2-8%的发泡剂、2-7%的辅助剂、1-3%的染料构成的阻燃体系对木塑复合材料进行阻燃，获得了较好的阻燃效果，但红磷本身易吸湿、稳定性差、与塑料基体相容性差、在加工过程中容易生成极毒的PH₃，直接使用又有粉尘爆炸的危险，这些都限制了其在材料阻燃中的广泛应用。

发明内容

本发明的目的是要解决现有红磷作为木塑复合材料阻燃剂暴露出的与塑料基体相容性差，加工过程存在毒性和危险性，阻燃木塑复合材料烟释放量大的问题，而提供一种微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料及制备方法。

一种微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料按照质量份数由30~60份木质纤维材料、2～8份偶联剂、1~3份润滑剂与30~60份热塑性塑料、5～20份微胶囊化红磷阻燃剂、0～10份协效阻燃剂制备而成；其中所述的微胶囊化红磷阻燃剂是按照以下步骤进行制备：a、按质量份数称取100份红磷、100~300份水、1~3份分散剂、5~15份氰脲酸和5~15份三聚氰胺；b、将步骤a称取的红磷加入球磨机中，研磨成粒径为5~50μm的粉末，然后再将步骤a称取的水和分散剂加入到球磨机中进行湿磨至红磷粒径为1~10μm，经干燥后得到细化红磷粉末；c、按质量份数称取70~90份步骤b得到的细化红磷粉末与步骤a称取的氰脲酸和三聚氰胺一起加入到容器中，以9000r/min的转速乳化分散1～4h，将所得溶液在搅拌速度为100~300r/min的条件下，升温至95℃并保持2~4h后将所得物料干燥、研磨得到粒径为10~100μm的微胶囊化红磷阻燃剂。

一种微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料按照以下步骤进行制备：

一、按照质量份数称取30~60份木质纤维材料、2～8份偶联剂、1~3份润滑剂、30~60份热塑性塑料、5～20份微胶囊化红磷阻燃剂和0～10份协效阻燃剂；

二、将步骤一称取的木质纤维材料、偶联剂、润滑剂放入混合机中，在温度为70℃～120℃的条件下混合5～10min，得到混合物料；

三、将步骤二得到的混合物料搅拌冷却至25～60℃，再将步骤一称取的热塑性塑料、微胶囊化红磷阻燃剂、协效阻燃剂加入到混合机中，继续混合5～10min，得到预混料；

四、将步骤三得到的预混料加入到温度为140～180℃、螺杆转速为30~100r/min的双螺杆挤出机中进行熔融混合得到微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料熔体；

五、将步骤四得到微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料熔体通过挤出、注塑、热压或模压成型后得到微胶囊化红磷阻燃木塑复合材料；

其中所述的微胶囊化红磷阻燃剂是按照以下步骤进行制备：a、按质量份数称取100份红磷、100~300份水、1~3份分散剂、5~15份氰脲酸和5~15份三聚氰胺；b、将步骤a称取的红磷加入球磨机中，研磨成粒径为5~50μm的粉末，然后再将步骤a称取的水和分散剂加入到球磨机中进行湿磨至红磷粒径为1~10μm，经干燥后得到细化红磷粉末；c、按质量份数称取70~90份步骤b得到的细化红磷粉末与步骤a称取的氰脲酸和三聚氰胺一起加入到容器中，以9000r/min的转速乳化分散1～4h，将所得溶液在搅拌速度为100~300r/min的条件下，升温至95℃并保持2~4h后将所得物料干燥、研磨得到粒径为10~100μm的微胶囊化红磷阻燃剂。