[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯木塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚丙烯木塑复合材料及其制备方法，包括以下质量分数的各组分：废旧环氧树脂10‑50份、聚丙烯20‑60份、木粉20‑60份、阻燃体系15‑40份、抗静电剂10‑40份、偶联剂2‑10份、增容剂5‑15份、热稳定剂2‑5份、抗氧剂1‑4份、润滑剂1‑4份。本发明用“两步熔融法”制备木塑复合材料，该方法能够有效改善界面相容性，在保持良好力学性能的前提下提高木塑复合材料的阻燃效果。本发明制备的聚丙烯木塑复合材料具有生产流程简单，阻燃效果良好，能够在实现废旧环氧树脂再利用的同时有效地减少环境污染，保护森林资源。

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法，具体地说是一种无卤阻燃聚丙烯木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(包括PE、PP、PVC等)为主要原料复合制成的一种绿色环保、环境友好的新型材料。WPC具有良好的加工性能和机械性能，市场潜力巨大。近些年来，随着电子行业的大力发展，环氧树脂因为其良好的电绝缘性能和密封性能，被广泛应用于电子产品的外壳。然而，环氧树脂因其特殊的三维网状结构和不溶特性，很难再次利用。将通过机械破碎获得的废旧环氧树脂作为填料加到有机高分子材料中制成再生高分子材料，不仅能降低产品的成本，还能缓解废弃物填埋和焚烧所带来的环境压力。此外，由于木质纤维、塑料均为碳氢化合物，木塑材料在遇明火或在加热的情况下均可燃烧，且燃烧后很难自熄，因此WPC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。

目前国内外大多通过添加阻燃剂来提高木塑复合材料的阻燃性能。申请号为201811153485.2的专利公布了一种高强度阻燃木塑材料及其制备方法，发现通过添加三氧化二锑(Sb₂O₃)能够显著提高该木塑材料的阻燃性能，但是Sb₂O₃已于2017年10月被世界卫生组织(WHO)列为2B类致癌物清单，对于人体身体健康具有危害性。申请号为201810046114.8的专利公布了一种阻燃聚丙烯基木塑复合板材及制备方法，然而其阻燃改性工艺复杂，成本高，不利于工业化生产。申请号为201010235935.X的专利公布了一种阻燃木塑复合材料及其制备方法，它通过添加质量分数为2％-10％的红磷对木塑复合材料进行阻燃，获得了较好的阻燃效果，然而红磷本身易吸湿，热稳定差，加工时易生成极毒的磷化氢(PH₃)，导致其应用受限。Deka(Journal of Applied Polymer Science,2012,124(4):2919-2929)制备了聚乙烯木塑复合材料，发现纳米粘土和ZnO可以提高木塑材料的阻燃性能，但是仅添加少量粘土和ZnO的阻燃效率不高，而过多的添加又会降低木塑材料的力学性能。201711279323.9的专利公布了一种高强度阻燃PE木塑地板的制备方法，通过添加自制的阻燃功能母液对PE木塑地板进行阻燃，阻燃效果良好，但是其公开的阻燃剂制备工艺复杂且成本高，不利于阻燃木塑的工业化生产。

此外，因木质纤维和塑料均为绝缘性物质，在使用时极易产生静电，静电作用会使制品吸附空气中的灰尘，容易导致精密仪器失真，电子元件故障，更有甚者，静电会引发火灾或发生爆炸等。申请号为201711315715.6的专利公开了一种抗静电PVC木塑复合材料的及其制备方法，使用层状的石墨烯粉作为抗静电剂制得的PVC木塑复合材料各项机械性能优异，并具有良好的抗静电性能。申请号为201410723764.3的专利公开了一种导电/抗静电聚乙烯木塑复合材料及其制备方法，其使用的抗静电剂为直径20-100nm，长度10-50μm的多壁碳纳米管，所制备的木塑材料抗静电效果良好。然而，以上方法所使用的抗静电剂价格昂贵，导致抗静电木塑复合材料的生产成本过高，不利于实现工业化生产。

发明内容

本发明为了解决现有木塑复合材料防火性能差，防静电成本高且不利于工业化生产等问题，公开了一种无卤阻燃聚丙烯木塑复合材料及其制备方法。