[发明专利]一种无卤阻燃木塑复合材料的制备原料、方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明属于木塑材料或塑木材料加工技术领域，涉及一种无卤阻燃木塑复合材料的制备原料、制备方法和制备系统。

【背景技术】

目前，可用于木塑复合材料的无卤阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、纳米粘土粒子、聚磷酸铵以及红磷等。其中，氢氧化铝和氢氧化镁具有热稳定性好，发烟量小，无毒，不产生腐蚀性气体等优点，但填充量大于50%以上才呈现较好的阻燃效果，以致严重影响木塑复合材料的力学性能；聚磷酸铵属于膨胀型阻燃剂，其能促使材料在燃烧时会生成碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效，其添加量大于15%才具有较好的阻燃效果，但其热分解温度偏低，不适合成型加工温度要求高的木塑复合材料；红磷的阻燃效率很高，10%添加量就能使材料可燃性显著降低，但其对不含氧的高聚物如PP、PE、EVA、ABS、PS等的阻燃效果不理想，而通常用于木塑复合材料的树脂为PP或PE，因此红磷单独用于木塑复合材料的阻燃性能不佳。

在国外无卤阻燃木塑复合材料产品大多数采用聚磷酸铵作为主阻燃剂，其添加量都在25%以上；采用这种阻燃体系的木塑复合材料产品成本过高，同时也会降低木塑复合材料产品的力学性能。

【发明内容】

本发明为解决的上述技术问题，提供了一种可生产出不含任何卤成分，阻燃性能和力学性能高，成本低，挤出成型速度快，生产能耗低的木塑复合材料的制备原料、制备方法和制备系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种无卤阻燃木塑复合材料的制备原料，包含的成分及重量百分比为：木质纤维40%～60%、塑料25%～35%、次磷酸盐3%～15%、硼酸锌3%～15%、偶联剂0.5%～4%和其他助剂5%～20%。

进一步地，所述木质纤维至少是木粉或农业废纤维中的一种，所述塑料为PE塑胶或PP塑胶或PVC塑料。

进一步地，所述其他助剂包括有相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗菌剂和表面改性剂。

进一步地，所述相容剂为高分子相容剂，且其接枝率为5%以上。

进一步地，所述高分子相容剂为石蜡接枝马来酸酐。 

一种无卤阻燃木塑复合材料的制备方法，包括有以下步骤：

a.将木质纤维进行干燥，并进行表面改性处理；

b.将由磷酸盐和硼酸锌经复合改性工艺调制而成的复合阻燃剂，与干燥和表面改性处理后的木质纤维、塑料、相容剂、润滑剂、抗氧剂、抗菌剂进行高速共混； 

c.将充分相容、复合一起的木质纤维、塑料、复合阻燃剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂和抗菌剂依次进行挤出塑化、热模切料、挤出成型处理，制得本无卤阻燃木塑复合材料。

进一步地，所述将木质纤维进行干燥，并进行表面改性处理，具体为：先将木质纤维在干燥机中进行微波干燥，再将干燥后的木质纤维与表面改性剂一并放入混合机中充分混合，进行表面改性处理。

进一步地，所述高速共混过程的温度100℃～150℃。

一种无卤阻燃木塑复合材料的制备系统，包括有一利用其发出的电磁波对木质纤维进行干燥的微波干燥机、混合机、双螺杆挤出塑化机、热模切料机和双锥挤出成型机。

进一步地，所述微波干燥机发出的微波为高频电磁波，频率为300MHZ～300GHZ。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，生产出来的木塑复合材料不含任何卤成分，通过其内含的复合阻燃剂具有非常高的阻燃性能，且所需复合阻燃剂添加量明显降低，减少了生产成本，并且通过石蜡接枝马来酸酐和高扭矩同向双螺杆挤出机，降低木质纤维的极性，促进木质纤维和复合阻燃剂在塑料基体中的均匀分散，强化熔体，既确保木塑复合材料的阻燃和力学性能，又大大提升了挤出成型速度，提高生产效率，同时降低了生产能耗。

【附图说明】

图1是本发明所述的一种无卤阻燃木塑复合材料的制备方法实施例的流程图；

图2是本发明所述的一种无卤阻燃木塑复合材料的制备系统实施例的结构原理框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。