[发明专利]一种防霉变无卤阻燃竹塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防霉变无卤阻燃竹塑复合材料及其制备方法，其中防霉变无卤阻燃竹塑复合材料是以聚酯光学膜边角料与竹纤维复合，以聚磷酸铵为阻燃剂，并添加樟木粉作为防霉剂，通过两步熔融挤出工艺制备竹塑复合材料。由于二次熔融剪切使材料内部的相形态结构分布合理，竹塑复合材料呈现优良的抗冲击性能。而且，本发明在实现聚酯光学膜边角料回收再利用的同时，能有效地减少环境污染，保护森林资源，并为我国构建资源节约型、环境友好型社会提供一条可持续发展的途径。

技术领域

本发明涉及一种竹塑复合材料及其制备方法，具体地说一种防霉变无卤阻燃竹塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料(Wood Plastic Composite，WPC)是由低成本、天然的木材、麻等天然纤维或粉体材料与热塑性塑料复合制成的一种新型绿色环保材料，具有高强重比与抗冲击能力，良好的尺寸稳定性与可加工性能等优势。我国森林资源匮乏，但同时却是世界上竹资源最丰富的国家之一。竹材强度高、韧性好、耐磨，可适用于复合材料的增强相，并具有生长周期短、可循环利用等特点。为此，大力发展竹塑复合材料(Bamboo Plastic Composite，BPC)可以实现以竹代木，缓解我国木材供需紧张的局面，因而具有极为广阔的市场应用前景。聚酯膜是一种以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料经双向拉伸制成的光学薄膜，它在较宽的温度范围内不仅具有优良的物理机械性能，同时具有优良的耐热性、电绝缘性和光学透明性，现已广泛应用于感光胶片、显示器、印刷包装、建材行业、医药卫生等领域。然而，生产过程中产生的聚酯光学膜边角料的回收再利用一直困扰着相关生产加工企业。由于聚酯化学惰性较强，短时间内在空气或土壤中难以降解，而直接作为固废排放不仅浪费资源，同时也会给生态环境造成污染。目前聚酯光学膜回收主要是将其破碎、清洗、熔融造粒，然后加工制成一些低端产品(如非食品包装容器)，产品附加值低，且回收成本较高。为此，我们提出一种利用聚酯光学膜边角料与竹粉制备竹塑复合材料，以期实现资源再利用和保护森林资源。

通常，竹塑材料由于竹纤维、塑料均易燃，未经阻燃处理直接应用(特别是室内)，存在火灾安全隐患，因此BPC不经过阻燃处理是难以达到建筑内部装修设计防火规范的要求，原则上不允许直接用作相关建筑装修材料。此外，由于竹纤维中营养物质含量相对较高，在空气湿度较大的户外条件下使用时，容易被微生物侵蚀而发生霉变，霉菌的繁殖不仅会影响材料外观并导致材料性能显著下降等。

目前国内外主要采用在木塑复合材料中添加阻燃剂的方式来提高木塑复合材料的阻燃性能。例如，申请号201810016921.5的中国专利公开一种阻燃木塑地板及其制造方法，通过在配方中添加25-35份氢氧化铝、25-35份氢氧化镁、3-5份红磷，提高了木塑地板的阻燃性能，由于无机填料比例很高导致阻燃木塑复合材料的力学性能变差。申请号201510999547.1的中国专利添加卤素阻燃剂复合三氧化二锑(Sb₂O₃)，制备了具有优良阻燃效果的聚丙烯竹塑复合材料，但Sb₂O₃于2017年10月被世卫组织列为2B类致癌物清单，对于人体身体健康具有危害性。申请号201010235935.X的中国专利采用了2-10％红磷、1-10％成炭剂构成的阻燃体系对木塑复合材料进行阻燃，并获得了良好的阻燃效果，然而红磷稳定性差、易吸湿、与塑料基体相容性不佳，在加工过程中极易生成剧毒的磷化氢(PH₃)，这也限制了红磷在木塑材料阻燃中的应用。中国林科院木材工业研究所采用八溴醚-41处理聚丙烯木塑复合材料(南京林业大学学报(自然科学版),2011,35:71-74)，使木塑复合材料的热释放速率和释放总量均降低，具有明显的阻燃效果，但却显著增加了发烟量，而且溴系阻燃剂在燃烧过程中产生了有毒物溴化氢，从而严重危害人身安全。