[发明专利]一种阻燃抗静电木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是将一定比例的木质纤维材料与热塑性聚合物树脂以及各种助剂经熔融挤出、注塑或热压复合等加工工艺制备而成的一种新型环保复合材料。其兼具木材和塑料的双重优点，既有类似木材的木质外观又有热塑性塑料的耐水、耐腐蚀和耐虫蛀等优点，而且它的尺寸稳定性好于木材，硬度和模量又高于热塑性塑料，生产工艺灵活，可进行二次加工和回收再利用，具有突出的环保性和独特的装饰效果，同时有效缓解了木材资源紧张状况、解决了塑料污染问题。目前，WPC制品已广泛应用于汽车内装饰材料、建筑装修、货运托盘、露天桌椅、包装材料、枕木和室内家具等领域。

随着木塑复合材料生产技术的提高、产业规模的扩大及其自身突出的环保特性和独特的装饰效果，其在室内领域(如门窗、地板、家具等)的应用逐渐扩大。然而，由于木塑复合材料的主要原料之一的热塑性塑料为良好的电绝缘体，与木质纤维材料复合后仍属于电的不良导体，在使用过程中容易积聚大量的静电荷，造成吸尘、放电、击穿等危险，甚至引起燃烧或爆炸，存在巨大的安全隐患。此外，木塑复合材料属于易燃性材料，这在很大程度上限制了木塑复合材料的应用领域，因此在一些高附加值领域，如计算机室、智能大楼、高档写字楼、手术室、电子元件制作车间以及弹药包装箱等领域的应用均受到了限制。因此，对其进行阻燃和抗静电处理十分必要。

目前，关于木塑复合材料的抗静电研究报道较少，公开号为CN 102382399A的中国专利申请公开了一种防静电聚氯乙烯基木塑复合材料及制备方法，采用碳黑和导电云母粉作为抗静电剂，同时添加一定量的稀土稳定剂，制得的木粉/聚氯乙烯复合材料具有防静电功能和优良的力学性能；公开号为CN 102627795A的中国专利申请公开了一种防霉防静电塑木复合材料及其制备方法，所采用的塑料基体为聚乙烯，抗静电剂为尼龙12类聚酰胺弹性体高分子防静电剂，同时添加了一定量的防霉抗菌剂以获得防霉抗静电双重效果。

现有抗静电木塑复合材料尽管具有一定的抗静电性能，但无法满足作为室内材料所应具备的阻燃性能要求，且具有抗静电剂添加量大、成本偏高的缺点，限制了实际应用。

发明内容

本发明是要解决现有的抗静电木塑复合材料阻燃性能较差，且成本偏高的问题，提供一种阻燃抗静电木塑复合材料及其制备方法。

针对木塑复合材料在室内或公共场所使用过程中易积聚大量静电荷，造成吸尘、放电等危险，同时又考虑其易于燃烧，且燃烧后火灾危害性比较大的问题，通过添加阻燃剂和抗静电剂以获得具有阻燃和抗静电双重功效的木塑复合材料，从而进一步拓展木塑复合材料的应用领域。

本发明阻燃抗静电木塑复合材料按重量份数由20～70份木质纤维材料、30～80份热塑性塑料、1～3份润滑剂、2～15份抗静电剂、5～20份阻燃剂、2～6份偶联剂和0～5份无机填料制成；其中木质纤维材料和热塑性塑料的总量为100份，所述抗静电剂为导电炭黑、镍粉、铜粉、氧化石墨烯、碳纳米管中的一种或几种按任意比组成的混合物；所述阻燃剂为可膨胀石墨或者为可膨胀石墨与聚磷酸铵、微胶囊化红磷、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米有机蒙脱土、纳米硼酸锌中的一种或几种按任意比组成的混合物。

上述阻燃抗静电木塑复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

一、按重量份数称取20～70份木质纤维材料、30～80份热塑性塑料、1～3份润滑剂、2～15份抗静电剂、5～20份阻燃剂、2～6份偶联剂和0～5份无机填料，其中木质纤维材料和热塑性塑料的总量为100份；

二、将称取的木质纤维材料、热塑性塑料和润滑剂在高速混合机中热混3～10分钟，温度控制在50～120℃，得热混料；

三、将步骤二得到的热混料放至冷混机中进行冷混，待温度降至40～60℃时，将称取的抗静电剂、阻燃剂、偶联剂和无机填料加入冷混机中再混合5～10分钟，得到预混料；

四、将预混料投入到料筒温度为150～190℃，口模温度为165～190℃，螺杆转速为30～150r/min的双螺杆挤出机中进行熔融混合造粒；

五、将双螺杆挤出机制备得到的粒料再通过单螺杆挤出机或锥形双螺杆挤出机挤出成型，或采用热压机通过热压成型，即制得阻燃抗静电木塑复合材料；