一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃pvc/pe基木塑复合材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃pvc/pe基木塑复合材料及其制备方法 (Flame-retardant smoke-suppression type high-mechanical-property flame-retardant PVC/PE (polyvinyl chloride/polyethylene) -based wood-plastic composite material and preparation method thereof ) 是由 谢德龙 蒋萌玄 吴祥燕 谢于辉 梅毅 刘玉新 王云 刘帮银 于 2021-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料、由特定质量份数的PVC树脂、PE树脂、木粉、抗冲改性剂、偶联剂、润滑剂、热稳定剂、相容剂、阻燃抑烟剂制成。本发明还公开所述阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料的制备方法。本发明与现有技术相比,具有力学性能好、阻燃、抑烟及燃烧过程中产烟量低等优点。(The invention discloses a flame-retardant smoke-suppression type high-mechanical-property flame-retardant PVC/PE-based wood-plastic composite material which is prepared from PVC resin, PE resin, wood powder, an impact modifier, a coupling agent, a lubricant, a heat stabilizer, a compatilizer and a flame-retardant smoke suppressor in specific parts by mass. The invention also discloses a preparation method of the flame-retardant smoke-suppression type high-mechanical-property flame-retardant PVC/PE-based wood-plastic composite material. Compared with the prior art, the invention has the advantages of good mechanical property, flame retardance, smoke suppression, low smoke yield in the combustion process and the like.)
技术领域
本发明涉及木塑复合材料加工技术领域，具体涉及一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料主要是以木质植物纤维作为填充或增强材料，以热塑性塑料为基体的一种新型复合环保材料。木塑复合材料因其制备工艺简单，色泽度高、可重复加工利用等优点，其被广泛应用于家具、装修、甲板、园林、汽车部件以及建筑等领域。生活中常见的热塑性聚合物基体包括，聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等，木材一般选择稻壳粉、杨木粉以及秸秆粉等。其中PVC基木塑复合材料，因具有良好色泽度和高阻燃性能更备受人们的追捧，人们对PVC木塑复合材料需求逐年攀升，与其他木塑复合材料相比，PVC基木塑复合材料的成本更高，主要由于PVC树脂加工流动性、延展性较差，不能够很好的与木粉共混熔融。为降低PVC基木塑复合材料的生产成本，采取PVC和PE共混的方法制备低成本的木塑复合材料，因PVC与PE不易相容，导致PVC/PE基木塑复合材料的力学性能较差。氯化聚乙烯(CPE)是由高结晶度的PE氯化反应制得，其CPE分子链上的氯含量和氯原子分布不同，导致CPE分子链上未被氯化、残余的PE结晶链段长短和多少不等。因此，CPE分子链上既存在未被氯化的残余PE链，又存在与PVC分子结构类似的氯化链段。从分子结构分析，氯含量和残余结晶度合适的CPE应既能和PVC部分相容也能和PE部分相容。因此，选择CPE作为PVC与PE的增容剂，用于制备高机械性能PVC/PE基木塑复合材料。
因PVC/PE基木塑复合材料中含有大量PVC，在燃烧时伴有大量的有毒烟雾，火灾时更容易导致人员的伤亡。因此，提升PVC/PE基木塑复合材料的抑烟性能也变得尤为重要
发明内容
本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，以解决PVC/PE基木塑复合材料中，材料的力学性能差及燃烧过程中产烟量大的缺点。
本发明的另一目的是提供一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料的制备方法。
为了实现本发明上述目的，本发明采用的技术方案是：一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由包括以下质量份数的组分制成：PVC树脂70～90份、PE树脂10～30份、木粉40～70份、抗冲改性剂2～6份、偶联剂0.2～0.8份、润滑剂0.3～0.8份、热稳定剂6～8份、相容剂2～18份、阻燃抑烟剂5-15份。
优选的，所述阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由包括以下质量份数的组分制成：PVC树脂70份、PE树脂30份、木粉40～70份、抗冲改性剂2～6份、偶联剂0.2～0.8份、润滑剂0.3～0.8份、热稳定剂6～8份、相容剂2～18份、阻燃抑烟剂5-15份。
所述PVC树脂为型号为SG-3、SG-5、SG-7及SG-8的PVC树脂粉中的一种。
所述木粉为稻壳粉、秸秆粉、杨木粉及橡胶木粉的一种或两种以上的混合，粒径为60～150目。
所述抗冲改性剂为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯晴与丁二烯无规共聚物、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、丙烯酸酯共聚物的一种或两种以上的混合。
所述偶联剂为铝酸酯或酞酸酯。
所述润滑剂为聚乙烯蜡(PE蜡)、硬脂酸或硬脂酸钙的一种或两种以上的混合。
所述热稳定剂为稀土类热稳定剂、硬脂酸锌或钙锌复合稳定剂的一种或两种以上的混合。
所述相容剂为氯化聚乙烯(CPE)。
所述阻燃抑烟剂为硼酸锌、锡酸锌或羟基锡酸锌中的一种或两种以上的混合。
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)按上述比例关系称取上述原料放入高速混合机(型号：SHR-10A，生产厂家：张家港市华美塑料有限公司)中进行高速预混合5～8min，转速1400转/分，得到干混料；
(2)将上述干混料，放入密炼机中，在165～170℃中高温混炼5～10min，得到混料；
(3)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割，得到一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有力学性能好、阻燃、抑烟及燃烧过程中烟密度低等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。本发明采用以下实施和对比实验来验证本发明的有益效果。
实施例1
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由以下组分按质量份数配制而成：SG-8型PVC树脂70份、PE树脂30份、橡胶木粉40份、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物抗冲改性剂2份、铝酸酯偶联剂0.2份、硬脂酸润滑剂0.5份、硬脂酸锌热稳定剂6份、氯化聚乙烯5份、硼酸锌抑烟剂5份；
其制备方法的具体步骤如下：
(1)按质量份数称取上述原材料；
(2)将上述原材料放入高速混合机中进行高速预混合6min，转速1400转/分，得到干混料；
(3)将干混料放入密炼机中高温混炼8min，温度为170℃，主机转速为50转/分，得到混料；
(4)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割。
实施例2
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由以下组分按质量份数配制而成：SG-7型PVC树脂80份、PE树脂20份、橡胶木粉70份、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物抗冲改性剂6份、铝酸酯偶联剂0.8份、硬脂酸润滑剂0.8份、硬脂酸锌热稳定剂8份、氯化聚乙烯15份、硼酸锌抑烟剂15份；
其制备方法的具体步骤如下：
(1)按质量份数称取上述原材料；
(2)将上述原材料料放入高速混合机中进行高速预混合8min，转速1400转/分，得到干混料；
(3)将干混料放入密炼机中高温混炼10min，温度为170℃，主机转速为50转/分，得到混料；
(4)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割。
实施例3
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由以下组分按质量份数配制而成：SG-8型PVC树脂90份、PE树脂10份、杨木粉50份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份、钛酸酯偶联剂0.5份、PE蜡润滑剂0.5份、钙锌复合热稳定剂7份、氯化聚乙烯6份、硼酸锌抑烟剂10份；
其制备方法的具体步骤如下：
(1)按质量份数称取上述原材料；
(2)将上述原材料料放入高速混合机中进行高速预混合7min，转速1400转/分，得到干混料；
(3)将干混料，放入密炼机中高温混炼8min，温度为165℃，主机转速为50转/分，得到混料；
(4)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割。
实施例4
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由以下组分按质量份数配制而成：SG-5型PVC树脂75份、PE树脂25份、稻壳粉30份、杨木粉30份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份、钛酸酯偶联剂0.5份、硬脂酸钙润滑剂0.5份、钙锌复合热稳定剂7份、氯化聚乙烯10份、硼酸锌抑烟剂12份；
其制备方法的具体步骤如下：
(1)按质量份数称取上述原材料；
(2)将上述原材料料放入高速混合机中进行高速预混合6min，转速1400转/分，得到干混料；
(3)将干混料放入密炼机中高温混炼10min，温度为165℃，主机转速为50转/分，得到混料；
(4)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割。
对比实验
一种阻燃抑烟型高机械性能阻燃PVC/PE基木塑复合材料，由以下组分按质量份数配制而成：SG-8型PVC树脂70份、PE树脂30份、橡胶木粉70份、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物抗冲改性剂5份、铝酸酯偶联剂0.8份、硬脂酸润滑剂0.4份、硬脂酸锌热稳定剂8份、氯化聚乙烯0份、硼酸锌抑烟剂0份；
其制备方法的具体步骤如下：
(1)按质量份数称取上述原材料；
(2)将上述原材料料放入高速混合机中进行高速预混合8min，转速1400转/分，得到干混料；
(3)将干混料放入密炼机中高温混炼10min，温度为170℃，主机转速为50转/分，得到混料；
(4)将混料用热压机热压成型，再通过万能切割机进行切割。
上述实施例与对比实验制备得到的PVC/PE基木塑复合材料采用万能试验机检测其力学性能，采用锥形量热仪测试燃烧过程的产烟量。其中力学性能如表1，由表1的数据可以看出，本发明制备的PVC/PE基木塑复合材料的力学性能优异；产烟量测试结果如表2所示，由表2的数据可以看出，本发明制备的PVC/PE基木塑复合材料在燃烧过程中产烟量低，具有良好的抑烟效果。
表1 力学性能测试结果
表2 产烟量测试结果
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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