一種蛭石粉改性聚丙烯木塑阻燃發泡復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子復合材料加工領域，具體設及一種賠石粉改性聚丙締木塑阻燃 發泡復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 木塑復合材料是指經過預處理的植物纖維粉末與樹脂復合得到的一種介于木材 和塑料之間的新型材料，它既保留了木質的外觀和像木材一樣可接受二次加工的特性，又 擁有了聚丙締的熱塑性，同時，其尺寸穩定性比木材好，具有不怕蟲蛙、吸水性低、可重復利 用等優點。因此其代替木材和樹脂在包裝、建筑、裝飾、汽車、環境保護等領域都備受關注。 但是，由于親水性的木纖維與疏水性的塑料制件粘結力小，導致木塑制品的力學性能比純 塑料差，而木纖維在加工過程中被壓縮致密使得木塑制品的密度一般比較高，且泡孔分布 不均勻，烙體流動性差。
[0003] 聚丙締木塑復合材料(PP-WPC)作為木材的替代品在室外使用時，易受氣候的影響 出現尺寸不穩定的現象。例如，當溫度發生變化時，材料會出現熱脹冷縮的現象，當下雨時， 材料會因吸水而出現膨脹變形現象。對于高木粉含量的PP-WPC，如果植物纖維表面處理不 好，更易導致吸水膨脹變形的后果，因此，需要通過設計新配方和新工藝來解決運一問題， W制備出尺寸穩定性高(線性熱膨脹系數小、吸水膨脹率低）的聚丙締木塑復合材料。
[0004] 現有技術中于木粉表面存在很多徑基，具有很強的極性，親水性很強，因此木粉與 非極性的PP難W相容，如果直接混合制得的PP-WPC的力學性能將很差，又大多采用加入相 容劑W改善木粉和PP的界面相容性的方法，成本高，效果差。而木纖維在加工過程中被壓縮 致密使得木塑制品的密度一般比較高，且泡孔分布不均勻，烙體流動性差。
[0005] 由于近些年自然資源的過度開發使得木材價格上漲，高木粉添加量使得模塑復合 板材成本增加，且木粉與PP都屬于易燃物，木塑復合材料極易燃燒，并且燃燒過程中會產生 濃煙，在日常使用過程中極易引發火災并造成重大的人身財產損失。未經發泡的PP木塑密 度大，力學性能差，不易加工，同時美觀度和實用性不足，且在室外運用過程中易老化，不耐 磨等缺點。運些缺點都極大限制了木塑復合材料制品的應用。

【發明內容】

[0006] 本發明針對現有技術的不足，目的在于提供一種賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡 復合材料及其制備方法。
[0007] 為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：
[000引一種賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)木粉堿化預處理:將楊木粉在室溫下浸泡于化0田容液中進行堿化預處理，隨后 水洗至中性、干燥，得到的楊木粉備用；
[0010] (2)各原料組分按重量份數計化步驟（1)所得楊木粉20~40份、賠石粉10~20份、 聚丙締50~70份、相容劑5~10份、偶聯劑2~3份、改性AC發泡劑1~2份、阻燃劑10~15份、 發泡調節劑3~5份、潤滑劑3份、滑石粉2份、抗氧劑1份，將各原料組分置于高速混合機中高 速混合制成預混料；
[0011] (3)阻燃聚丙締木塑發泡復合材料母粒的制備:將步驟(2)所得預混料加入雙螺桿 擠出機中烙融擠出，擠出料經冷卻、造粒后得到阻燃聚丙締木塑發泡復合材料母粒；
[0012] (4)阻燃聚丙締木塑發泡復合材料的制備:將阻燃聚丙締木塑發泡復合材料母粒 加入注射機中，使用對應模具制備所需形狀的賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料。
[0013] 上述方案中，步驟(1)所述NaOH溶液的質量濃度為5%，堿化預處理的時間為2地。
[0014] 上述方案中，步驟(2)所述相容劑為馬來酸酢接枝聚丙締。
[0015] 上述方案中，步驟(2)所述偶聯劑為硅烷偶聯劑K冊50。
[0016] 上述方案中，步驟(2)所述改性AC發泡劑的改性劑為氧化鋒，所述改性AC發泡劑是 由改性劑氧化鋒和AC發泡劑混合制備得到。
[0017] 上述方案中，步驟(2)所述阻燃劑為反應型環保P、N、化復合體系阻燃劑FR8000。
[0018] 上述方案中，步驟（2)所述發泡調節劑為苯乙締-丙締酸醋類Ξ元共聚物（St- ACR)，是由甲基丙締酸甲醋、丙締酸下醋及苯乙締單體經過多段乳液聚合反應制備得到，是 一種具有多層結構的超高分子量聚合物。
[0019] 上述方案中，步驟(2)所述潤滑劑為硬脂酸和液體石蠟。
[0020] 上述方案中，步驟(2)所述抗氧劑為2,6-Ξ級下基-4-甲基苯酪。
[0021] 上述方案中，步驟（2)所述高速混合的轉速為9 0 0~110 0轉/分鐘，混合時間為 5min。
[0022] 上述方案中，步驟(3)所述雙螺桿擠出機各區的溫度為Τι = 190°C，T2 = 195°C，T3 = 195 °C，Τ4 = 195 °C，Τ模=200 °C，擠出速度0.6m/min。
[0023] 上述方案中，步驟(4)所述注射機的成型加工溫度為185~195°C。
[0024] 本發明的有益效果：
[0025] (1)本發明對木粉進行堿化預處理，還加入了偶聯劑、相容劑，極大地改善了木纖 維與聚丙締的界面相容性，使木塑復合材料的吸水率降低并提高了木塑復合材料的力學性 能；
[0026] (2)本發明加入無機賠石粉充當填料和阻燃協效劑，適量無機賠石粉的加入可W 提高木塑復合材料的彎曲性能和沖擊性能，而且賠石粉具有優良的熱穩定性及尺寸穩定 性，同時還具有隔熱、阻燃、吸聲、高耐磨等特殊性能;賠石粉作為無機填料比木粉密度更小 且價廉，用于木塑復合材料中可W進一步降低復合材料的密度和吸水率，同時還能提高復 合材料的阻燃性能和抗摩擦能力；
[0027] (3)本發明通過加入納米氧化劑對AC發泡劑進行改性，降低AC發泡劑的分解溫度， 使得發泡劑的分解溫度低于200°C，避免過高的加工溫度使木粉糊化W及產生能源浪費；同 時還加入聚丙締酸醋類發泡調節劑，對發泡孔徑和密度進行調節，優化了復合材料的發泡 效果和烙體強度，增強應力傳遞，使得復合材料的機械性能和加工性能得到增強，木塑復合 材料具有良好的泡孔結構，可W純化裂紋尖端，阻止裂紋的擴展，從而有效地克服一般木塑 復合材料脆性大、延展性和抗沖擊應力低的缺點，并且降低了材料的密度，不僅節省原料， 而且隔音、隔熱性能也較好，具有更精確的外觀尺寸，表面性能更加出眾，而且更具有木質 感；
[00%] (4)本發明通過加入FR8000高效阻燃劑，與添加的無機賠石粉形成協效阻燃效應， 可W在降低阻燃劑添加量的同時，提升復合材料的阻燃效果。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明制備得到的賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料的顯微沈Μ圖。
[0030] 圖2為為本發明制備得到的賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料顯微沈Μ圖。
[0031] 圖3為實施例3、4、7制備得到的賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料的TGA 圖。
[0032] 圖4為實施例3、4、7制備得到的賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料的DTG 圖。
【具體實施方式】
[0033] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0034] W下實施例中，所述發泡調節劑為苯乙締-丙締酸醋類Ξ元共聚物(St-ACR)，是由 甲基丙締酸甲醋、丙締酸下醋及苯乙締單體經過多段乳液聚合反應制備得到，是一種具有 多層結構的超高分子量聚合物，具體的制備方法參照專利CN103980413A。
[0035] 實施例1
[0036] -種賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料，包含如下物料組分:楊木粉40份； 賠石粉10份;聚丙締50份;馬來酸酢接枝聚丙締5份;硅烷偶聯劑K冊50 2份;改性AC發泡劑1 份(AC發泡劑0.9份、納米氧化鋒0.1份）;FR8000阻燃劑15份;發泡調節劑3份;潤滑劑3份(硬 脂酸1份、液體石蠟2份）；滑石粉2份;2,6-立級下基-4-甲基苯酪1份。
[0037] 上述賠石粉改性聚丙締木塑阻燃發泡復合材料的制備方法如下：
[0038] (1)物料預處理:取所需質量楊木粉，室溫下浸泡于裝有質量分數為5 %化0H溶液 的器皿中，24h后將堿化處理過的木粉用自來水洗涂至中性，鼓風干燥箱中于105°C條件下 干燥至含水率為3%左右，制粉備用;將其他物料置于鼓風干燥箱中80°C烘干12h。
[0039] (2)配料:依次將預處理后楊木粉、聚丙締(PP)、相容劑、偶聯劑、改性AC發泡劑、阻 燃劑、發泡調節劑、潤滑劑、滑石粉、抗氧劑等原料按所需質量進行稱取備用。
[0040] (3)木粉、聚丙締、加工助劑高速預混