本發明涉及一種阻燃型木塑復合材料，屬于木塑復合材料技術領域。
背景技術：
木塑復合材料(Wood-Plastic Composites，WPC)是采用熱塑性塑料材料作為基體，以預處理的植物粉末或木纖維作為填料或增強體，按一定比例與添加所需的各種助劑進行混合，經過擠出、層壓、模壓或者注塑的方式制備成的一種復合材料。其具有較好的彈性模量、抗壓、抗彎曲、耐用等性能，同時還具有原料資源化、成本經濟化、產品可塑化、使用環保化和回收再生化等特點。因此，木塑復合材料可在許多領域得到廣泛的應用。
木塑復合材料雖然兼具木材和塑料的一些雙重性能以及其對環境友好和可回收等優點，但是，由于木塑復合材料是兩種易燃物的結合體，其易燃性成為木塑復合材料明顯的缺點，從而在一定的程度上限制了其應用范圍。因此，對木塑復合材料進行阻燃工藝處理，已成為推動新興產業發展的關鍵問題之一。
目前，在木塑復合材料中大多數都是采用添加阻燃劑的傳統方式來提高木塑復合材料的阻燃性，常用的阻燃劑有鹵系型(如四溴二季戊四醇)、無機填充型(如氫氧化鎂)、膨脹型(聚磷酸銨)和協同型(氧化銻)。雖然添加這些阻燃劑能獲得一定阻燃性能，但還是存在一些問題：鹵系型阻燃劑燃燒過程中產生的污染物，對環境與人類構成很多威脅；填充型阻燃劑添加量比較大，對材料的機械力學性能也將產生很大的影響；膨脹型阻燃劑能降低木纖維的熱降解溫度，也會影響材料的機械力學性能；協同型阻燃劑在木塑復合材料中不能單獨使用，只起到協同輔助的作用。
為了解決這個技術問題，人們對木塑復合材料阻燃處理方法進行深入的研究。近年來，本技術領域在其阻燃工藝處理方法上，已取得一定的研究成就，如名稱為“阻燃型木塑復合材料及其制備方法(中國專利授權公告號：CN101570639B)”的專利公開了一種阻燃型木塑復合材料及其制備方法，其所用的阻燃劑是以焦磷酸三聚氰胺鹽或聚磷酸三聚氰胺鹽為主體、以淀粉為輔助成炭劑、分子篩為協效劑、硼酸鋅為抑煙劑構成的膨脹型阻燃劑。雖然該方法能獲得較好的阻燃性能，但是添加量比較大，既不經濟，且導致材料成本增高，況且對其力學性能也不利。因此，繼續研究與探索木塑復合材料的阻燃性是必要的。
技術實現要素：
針對上述現有技術中膨脹阻燃劑添加量比較大，對其力學性能不利的技術問題，本發明所要解決的技術問題是提出了一種添加量小、阻燃性能好、力學性能佳的阻燃型木塑復合材料。
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂6～8份、引發劑0.5～0.7份、聚鋁硅氧烷4～8份、木質纖維粉40～60份、塑料10～15份、阻燃劑4～6份、相容劑2～4份、玻璃纖維1～3份、劍麻纖維粉3～5份、氧化鋁空心球5～7份、分散劑0.2～0.6份、潤滑劑1～3份。
優選地，
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂7份、引發劑0.6份、聚鋁硅氧烷6份、木質纖維粉50份、塑料12份、阻燃劑5份、相容劑3份、玻璃纖維2份、劍麻纖維粉4份、氧化鋁空心球6份、分散劑0.4份、潤滑劑2份。
所述的引發劑由1～3份過氧化甲乙酮、1～3份過氧化硫酸銨制成；
所述的木質纖維粉是由木屑、竹屑、農作物秸稈粉以及稻殼粉等植物纖維粉所組成；
所述的塑料由30～40份聚乙烯(PE)、10～15份聚丙烯(PP)制成，并按照以下方式進行處理：取塑料10～15份，將引發劑0.5～0.7份、聚鋁硅氧烷4～8份加入至塑料中，混勻，將混合料加入擠出機于150～200℃下擠出造粒，得到改性塑料；
所述的阻燃劑由1～3份碳酸氫銨、10～15份磷酸二氫銨、5～7份甲基膦酸二甲酯、10～15份硅藻土、20～25份季戊四醇制成；
所述的相容劑由4～6份馬來酸酐接枝聚乙烯、1～3份馬來酸酐接枝聚丙烯混合而成；
所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉；潤滑劑為聚乙烯蠟；
所述的玻璃纖維、劍麻纖維粉的長度為2～5mm。
環氧丙烯酸樹脂是常溫低粘度的液體，有利于木質纖維粉、玻璃纖維、劍麻纖維粉與聚合物相互之間產生物理纏繞和均勻分散的協調作用，同時，其還能增加纖維的浸潤性和粘結性，從而提高復合材料的強度。
聚鋁硅氧烷在復合材料中具有低降解速率，促進成炭的作用。在燃燒過程中，聚鋁硅氧烷與復合材料的降解產物發生相互作用，產生交聯結構，Si和Al積聚在材料表面形成均勻、致密的Si、Al絕緣層，有效地阻止氧氣、熱量以及可燃性氣體的傳遞，從而有效改善了復合材料的阻燃性能。同時，聚鋁硅氧烷能改善塑料和木質纖維粉兩者之間的相容性，從而使木塑復合材料具有良好的力學性能。
阻燃劑是由無機類與有機類阻燃劑復配而成，充分利用無機、有機類阻燃劑的阻燃效果，同時還用碳酸氫銨、磷酸二氫銨、甲基膦酸二甲酯去取代聚磷酸鹽，以減少了聚磷酸鹽的用量，同時還能降低了對復合材料力學性能的不利因素。
在復合材料制備過程中，氧化鋁空心球能與木質纖維粉、玻璃纖維、劍麻纖維粉之間發生摩擦作用，使纖維束分裂成更小的纖維，而增加了纖維的表面面積與基體的有效結合，從而提高復合材料的性能；同時，氧化鋁空心球具有良好隔熱功能，在燃燒過程中能抑制熱量傳遞，增加復合材料的阻燃性能。此外，玻璃纖維、劍麻纖維粉與木質纖維粉復配，發生協同效應后，而提高復合材料力學的性能和較高的難燃性能。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1、聚鋁硅氧烷不僅能有效地阻止氧氣、熱量以及可燃性氣體的傳遞，而且還能改善塑料和木質纖維粉兩者之間的相容性，這樣既能有效改善了復合材料的阻燃性能，又能提高其具有良好的力學性能。
2、阻燃劑采用了無機類與有機類阻燃劑復配，使阻燃性能更佳優越。同時，還用碳酸氫銨、磷酸二氫銨、甲基膦酸二甲酯去取代聚磷酸鹽，不僅減少了聚磷酸鹽的用量，還降低了對復合材料力學性能的不利因素，并提高了復合材料具有較好的阻燃性能。
3、氧化鋁空心球能與木質纖維粉、玻璃纖維、劍麻纖維粉之間發生摩擦作用和良好的隔熱功能，這樣既能提高復合材料的阻燃性能，同時又能提高機械力學性能。
具體實施方式
本發明提供一種阻燃型木塑復合材料，為達到本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂6～8份、引發劑0.5～0.7份、聚鋁硅氧烷4～8份、木質纖維粉40～60份、塑料10～15份、阻燃劑4～6份、相容劑2～4份、玻璃纖維1～3份、劍麻纖維粉3～5份、氧化鋁空心球5～7份、分散劑0.2～0.6份、潤滑劑1～3份。
所述的引發劑由1～3份過氧化甲乙酮、1～3份過氧化硫酸銨制成；
所述的木質纖維粉是由木屑、農作物秸稈粉以及稻殼粉等植物纖維粉所組成；
所述的塑料由30～40份聚乙烯(PE)、10～15份聚丙烯(PP)制成，并按照以下方式進行處理：取塑料10～15份，將引發劑0.5～0.7份、聚鋁硅氧烷4～8份加入至塑料中，混勻，將混合料加入擠出機于150～200℃下擠出造粒，得到改性塑料；
所述的阻燃劑由1～3份碳酸氫銨、10～15份磷酸二氫銨、5～7份甲基膦酸二甲酯、10～15份硅藻土、20～25份季戊四醇制成；
所述的相容劑由4～6份馬來酸酐接枝聚乙烯、1～3份馬來酸酐接枝聚丙烯混合而成；
所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉；潤滑劑為聚乙烯蠟；
所述的玻璃纖維、劍麻纖維粉的長度為2～5mm。
實施例1
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂7份、引發劑0.6份、聚鋁硅氧烷6份、木質纖維粉50份、塑料12份、阻燃劑5份、相容劑3份、玻璃纖維2份、劍麻纖維粉4份、氧化鋁空心球6份、分散劑0.4份、潤滑劑2份。
實施例2
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂6份、引發劑0.5份、聚鋁硅氧烷4份、木質纖維粉40份、塑料10份、阻燃劑4份、相容劑2份、玻璃纖維1份、劍麻纖維粉3份、氧化鋁空心球5份、分散劑0.2份、潤滑劑1份。
實施例3
一種阻燃型木塑復合材料，經科學配比由以下的重量份組合而成：環氧丙烯酸樹脂8份、引發劑0.7份、聚鋁硅氧烷8份、木質纖維粉60份、塑料15份、阻燃劑6份、相容劑4份、玻璃纖維3份、劍麻纖維粉5份、氧化鋁空心球7份、分散劑0.6份、潤滑劑3份。
將上述實施例1-3制得的阻燃型木塑復合材料采用現有技術進行物理機械性能測試和阻燃性能測試，測試結果如下表1、2所示：
表1物理機械性能測試結果
表2阻燃性能測試結果
當然，上面只是本發明優選的具體實施方式作了詳細描述，并非以此限制本發明的實施范圍，凡依本發明的原理、構造以及結構所作的等效變化，均應涵蓋于本發明的保護范圍內。