[发明专利]一种高强阻燃木塑复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强阻燃木塑复合材料，包括聚丙烯20‑50份、改性木质素40‑70份、长波纤有机母粒5‑10份及相容剂0.1‑1份，长波纤有机母粒由长玻纤、氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂作为主要成分制备而成。还公开了复合材料的制备方法。本发明通过溴代烷对碱性木质素进行改性，在木质素表面官能团接枝有机烷分子链，有效提高木质素与聚丙烯相容性，同时在木质素表面包覆膨胀型无卤阻燃剂和有机高分子膜，能够进一步提高木质素与聚丙烯的界面相容性和阻燃性，提高木质素填充料，有效降低产品成本；长玻纤有机母粒的加入，有效提高了复合材料的力学强度，有效避免因木质素大量加入所导致家具料力学性能大幅度降低等问题。

技术领域

本发明属于有机高分子纳米复合材料领域，尤其是涉及一种高强阻燃木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用聚乙烯、聚丙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50％以上的木粉、稻壳、木质素等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材，主要用于建材、家具、物流包装等行业。塑料家具是一种新性能的家具，在人们的日常生活中已占有了很重要的地位。目前，随着国内家具产业竞争越发激烈，如何提高家具料性能的同时降低生产成本被越来越多地提到各大家具企业议程上，越来越多的企业正在积极的谋求将廉价的木粉/木质素等与聚烯烃复合，研制木塑复合材料。

国内对于木塑复合材料的研究已有较多涉及，例如中国专利CN105504577A公开了一种木塑复合材料、中国专利CN105754209A公开了一种木质素/聚丙烯复合材料、中国专利CN104672697B公开了一种木塑复合材料等。在木塑复合材料中，木质素属于极性材料，聚烯烃树脂属于非极性材料，该两种成分原本较难共混相容，国内研究较多的集中在于简单加入增塑剂、偶联剂、相容剂，虽能一定程度提高两者相容性，但效果差强人意；另外，虽然在聚烯烃中加入木粉/木质素能一定程度的降低复合材料的单位成本，但随着木粉/木质素加入量的增大，极易形成相分离或应力集中现象，会影响聚丙烯体系的力学性能和外观美观，导致复合材料力学性能将直线下降，大大的限制了木塑家具料的正常使用，难以满足家具料性能的要求。目前，国内外专利和技术难以满足中高端木塑家具料对于美观、强度、阻燃及成本的需求。因此，开发一种低成本高强阻燃木塑复合家具料显得尤为重要，具有良好的市场前景和社会效益。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种成本低、强度高、阻燃性能佳、美观无应力集中点的高强阻燃木塑复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强阻燃木塑复合材料，包括聚丙烯20-50份、改性木质素40-70份、长波纤有机母粒5-10份及相容剂0.1-1份，所述长波纤有机母粒由长玻纤、氯化石蜡、丙烯酸丁酯、硅烷偶联剂作为主要成分制备而成；所述改性木质素的制备方法包括以下步骤：

1)将异丙醇和水以体积比为1:1-3的比例混合制成异丙醇-水溶液；

2)将碱性木质素与步骤1)中得到的异丙醇-水溶液以体积比1:1-3的比例搅拌混合；

3)在步骤2)中得到的混合物中加入与之体积比为10-14:1的溴代烷和与之体积比为8-12:1的浓盐酸，搅拌10-15分钟，升温至130-140℃后继续搅拌反应6-8小时；

4)在步骤3)中得到的混合液中加入氢氧化钠，调节混合液的pH值为14，混合液过滤后保留滤液；

5)调节步骤4)中得到的滤液pH值为2，滤液过滤保留滤渣；

6)将步骤5)中得到的滤渣与膨胀型无卤阻燃剂、聚乙烯蜡混合置于高速搅拌机中搅拌10-15分钟即得改性木质素，其中滤渣与膨胀型无卤阻燃剂的质量比为8-12:1，滤渣与聚乙烯蜡的质量比为6-10:1。