[发明专利]一种氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板及制法

说明书

本发明涉及木塑板技术领域，且公开了一种氮‑磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板，蒙脱土与甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯发生反应，得到烯基化蒙脱土，其与三(2‑氨基乙基)胺反应，得到氨基化蒙脱土，其与螺环磷酰二氯反应，得到螺环磷酰氯基蒙脱土，进一步与苯并咪唑反应，得到氮‑磷协效阻燃功能化蒙脱土，将其与聚氯乙烯混合，得到了氮‑磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板，蒙脱土可以吸收应力，氮‑磷协效阻燃剂可以生成磷的含氧酸以及氨气、氮气等，能够促进复合木塑板基体成炭，在其表面形成炭保护层，同时可以减少基体附近氧气的浓度，蒙脱土可以沉积在炭层表面，进一步增强了复合木塑板的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及木塑板技术领域，具体为一种氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板及制法。

背景技术

木塑复合材料的原料来源丰富、成本低廉，不仅可使用废旧塑料和木制品废弃物及边角料、锯屑、农作物秸秆等回收资源作为原料，而且木塑产品本身可回收再加工成木塑产品，对废物利用和代替木材、保护森林具有积极的环保意义，而以聚氯乙烯为基体的木塑复合材料具有良好的防水、隔音、防霉变等良好的性能，因此成为近年来的研究热点，但是聚氯乙烯本身的韧性较差，阻燃性能也达不到市场的需求，因此需要对传统的聚氯乙烯进行改性，通过在聚氯乙烯基体中填充功能性的分子或者无机纳米材料，可以有效地增强聚氯乙烯木塑板的韧性和阻燃等综合性能。

蒙脱土是一种层链状的无机纳米材料之一，近年来得到了广泛的研究，将其与有机高分子材料进行复合，形成复合型材料的报道也越来越多，中国专利CN105885272A、CN106432974A中报道了一种将蒙脱土共混添加进聚氯乙烯基体中，形成力学、机械、阻燃等性能优异的杂化型复合材料的可行方法，但是大多数这类专利中都没有对蒙脱土进行改性，没有解决蒙脱土分散性较差的问题，因此只能在基体中添加少量的蒙脱土，以避免蒙脱土出现团聚的现象，但是少量的蒙脱土很难达到理想的改性效果，因此需要对蒙脱土进行改性，通过将氮-磷协效阻燃剂等功能性分子共价接枝在蒙脱土表面，一方面降低蒙脱土的亲水性，同时也能增强蒙脱土的功能性，从而进一步拓展蒙脱土的应用范围。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板及制法，解决了聚氯乙烯木塑板韧性和阻燃性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板，所述氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板的制备方法包括以下步骤：

(1)向反应器中加入无水甲苯和蒙脱土，超声分散均匀，继续加入甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯，混合均匀后转移至油浴锅中，在60-80℃下搅拌反应4-12h，反应结束后离心、洗涤并干燥，得到烯基化蒙脱土；

(2)向反应器中加入乙醇和烯基化蒙脱土，超声分散20-40min，继续加入三(2-氨基乙基)胺，混合均匀转移至油浴锅中，在30-50℃下恒温搅拌反应24-36h，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到氨基化蒙脱土；

(3)向反应器中加入乙腈和氨基化蒙脱土，超声分散至完全溶解，继续加入螺环磷酰二氯和催化剂，转移至油浴锅中，在氮气氛围中以70-90℃下反应18-36h，产物冷却后离心、洗涤并干燥，得到螺环磷酰氯基蒙脱土；

(4)向反应器中加入乙腈和螺环磷酰氯基蒙脱土，超声分散均匀，继续加入苯并咪唑和缚酸剂，混合均匀后转移至油浴锅中，在10-30℃下反应12-24h，产物经离心、洗涤并干燥，得到氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土；

(5)向高速搅拌机中加入聚氯乙烯、氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土、30-40％的木粉、2-6％的润滑剂聚乙烯蜡、1-3％的发泡剂偶氮二甲酰胺，高速混合均匀后，转移至挤出机中挤出造粒，设置挤出机机筒温度为140-160℃，模头温度为160-180℃，将得到的母粒使用平板硫化机进行压制，得到氮-磷协效阻燃功能化蒙脱土改性PVC木塑板。