[发明专利]一种蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料加工领域，具体涉及一种蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复 合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是指经过预处理的植物纤维粉末与树脂复合得到的一种介于木材和塑料 之间的新型材料，它既保留了木质的外观和像木材一样可接受二次加工的特性，又拥有了聚 丙烯的热塑性，同时，其尺寸稳定性比木材好，具有不怕虫蛀、吸水性低、可重复利用等优 点。因此其代替木材和树脂在包装、建筑、装饰、汽车、环境保护等领域都备受关注。但是， 由于亲水性的木纤维与疏水性的塑料制件粘结力小，导致木塑制品的力学性能比纯塑料差， 而木纤维在加工过程中被压缩致密使得木塑制品的密度一般比较高，且泡孔分布不均匀，熔 体流动性差。

聚丙烯木塑复合材料(PP-WPC)作为木材的替代品在室外使用时，易受气候的影响出现 尺寸不稳定的现象。例如，当温度发生变化时，材料会出现热胀冷缩的现象，当下雨时，材 料会因吸水而出现膨胀变形现象。对于高木粉含量的PP-WPC，如果植物纤维表面处理不好， 更易导致吸水膨胀变形的后果，因此，需要通过设计新配方和新工艺来解决这一问题，以制 备出尺寸稳定性高(线性热膨胀系数小、吸水膨胀率低)的聚丙烯木塑复合材料。

现有技术中于木粉表面存在很多羟基，具有很强的极性，亲水性很强，因此木粉与非极 性的PP难以相容，如果直接混合制得的PP-WPC的力学性能将很差，又大多采用加入相容剂 以改善木粉和PP的界面相容性的方法，成本高，效果差。而木纤维在加工过程中被压缩致 密使得木塑制品的密度一般比较高，且泡孔分布不均匀，熔体流动性差。

由于近些年自然资源的过度开发使得木材价格上涨，高木粉添加量使得模塑复合板材成 本增加，且木粉与PP都属于易燃物，木塑复合材料极易燃烧，并且燃烧过程中会产生浓烟， 在日常使用过程中极易引发火灾并造成重大的人身财产损失。未经发泡的PP木塑密度大， 力学性能差，不易加工，同时美观度和实用性不足，且在室外运用过程中易老化，不耐磨等 缺点。这些缺点都极大限制了木塑复合材料制品的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复合材 料及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)木粉碱化预处理：将杨木粉在室温下浸泡于NaOH溶液中进行碱化预处理，随后水洗 至中性、干燥，得到的杨木粉备用；

(2)各原料组分按重量份数计为:步骤(1)所得杨木粉20～40份、蛭石粉10～20份、聚 丙烯50～70份、相容剂5～10份、偶联剂2～3份、改性AC发泡剂1～2份、阻燃剂10～15份、 发泡调节剂3～5份、润滑剂3份、滑石粉2份、抗氧剂1份，将各原料组分置于高速混合机 中高速混合制成预混料；

(3)阻燃聚丙烯木塑发泡复合材料母粒的制备：将步骤(2)所得预混料加入双螺杆挤出 机中熔融挤出，挤出料经冷却、造粒后得到阻燃聚丙烯木塑发泡复合材料母粒；

(4)阻燃聚丙烯木塑发泡复合材料的制备：将阻燃聚丙烯木塑发泡复合材料母粒加入注 射机中，使用对应模具制备所需形状的蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃发泡复合材料。

上述方案中，步骤(1)所述NaOH溶液的质量浓度为5％，碱化预处理的时间为24h。

上述方案中，步骤(2)所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

上述方案中，步骤(2)所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。

上述方案中，步骤(2)所述改性AC发泡剂的改性剂为氧化锌，所述改性AC发泡剂是 由改性剂氧化锌和AC发泡剂混合制备得到。

上述方案中，步骤(2)所述阻燃剂为反应型环保P、N、Br复合体系阻燃剂FR8000。

上述方案中，步骤(2)所述发泡调节剂为苯乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物(St-ACR)，是 由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯单体经过多段乳液聚合反应制备得到，是一种具有 多层结构的超高分子量聚合物。

上述方案中，步骤(2)所述润滑剂为硬脂酸和液体石蜡。

上述方案中，步骤(2)所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。

上述方案中，步骤(2)所述高速混合的转速为900～1100转/分钟，混合时间为5min。