一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及木塑復合材料技術領域，尤其涉及一種無毒環保高阻燃的PVC木塑材料。
【背景技術】
[0002]早在上世紀四十年代人們就發現丁腈橡膠與pvc并用技術進行了研究，丁腈橡膠具有一定的極性，與pvc的溶解度參數非常接近，他們都是非晶聚合物，兩者之間具有很好的相容性，因此通常將他們共混，所制得的合金材料具有優異的耐候性、耐溶劑性以及較好的力學強度和加工性能，廣泛應用于密封件、電線電纜護套、油管等領域。丁腈橡膠與聚氯乙烯的合金材料分為交聯型和非交聯型，交聯型的合金不溶不熔，很難再生利用，對環境造成嚴重污染，而非交聯的合金雖然加工性能較好，但力學性能不理想。
[0003]我國是一個木材不豐富的國家，產量不足導致滿足不了市場的需求。隨著環保意識的增強和對樹木的保護，木塑復合材料逐漸闖入人們的視野，木塑材料是一種用木粉、木纖維或其它植物纖維填充熱塑性聚合物復合材料，兼有木材和塑料的優點。但是現有的木塑材料還難以滿足市場的性能要求，其抗沖性能差，尤其沖擊強度隨著木粉含量的增加而急劇下降，難以滿足高性能產品的要求。木粉的極性很強，它與熱塑性塑料之間的相容性較差，極大的影響了復合材料的力學性能。高嶺土作為一種重要的增強填料或功能性填料在塑料以及各種橡膠領域中已經獲得了很好應用。一方面，高嶺土產量大、價格低，與聚合物基體復合，可以大幅度的降低塑料成本，另一方面，高嶺土的添加，可以提高聚合物復合材料的熱穩定性、硬度、剛性及賦予材料某些特殊的物理性能，但是目前直接開采的原礦高嶺土，顆粒尺寸小，表面能高，容易團聚，表面含有親水性羥基以及含氧基團，與高分子材料界面迥異，相容性差，難以均勻分散。因此需要對木粉和塑料的界面進行改性，以改善它們之間的相容性，并且還要對高嶺土表面進行處理，提高與高分子材料界面的相容性差，使均勻分散提高復合材料的性能。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]—種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，由下列重量份的原料制備制成:聚氯乙烯100-105、高嶺土 15-18、木粉30-35、羰基鐵粉5-7、五水硫酸銅0.8-1.2、丁腈橡膠4-6、鈦酸酯偶聯劑NDZ2010.2-0.4、硅烷偶聯劑YH620.4-0.6、脂肪酸鈣3_4、水合氧化鎂5_6、聚苯胺3-4、耐火磚粉6-7 ；
[0007]所述一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，由下列具體步驟制備制成:
[0008](I)將鈦酸酯偶聯劑NDZ201與90 %異丙醇溶液按照1:2配置成偶聯劑溶液，多次滴加到高速攪拌的高嶺土中，攪拌均勻后在100°C下真空干燥3-5h并在室溫下放置24h備用；
[0009](2)將五水硫酸銅在球磨機上精磨過100目篩備用，然后將丁腈橡膠先在雙輥開煉機上薄通3-5次，再分多次加入備用的硫酸銅，繼續混煉10-15分鐘，軟化后和步驟(I)制備的高嶺土一起加到微型粉碎機中攪拌2-3min，使高嶺土完全被包覆，冷卻后備用；
[0010](3)將木粉加到丙酮中攪拌7h后進行抽濾，結束后在120°C下干燥至恒重，將硅烷偶聯劑YH62按照1:3的比例加入95 %的乙醇溶液，攪拌均勻后加入木粉，高速混合5_7min后，加入羰基鐵粉繼續攪拌3-5min，最后放入烘箱中于120°C下烘干1_1.5h，冷卻后備用；
[0011](4)將步驟(2)和步驟(3)制備的物質加到高速混合機中混合均勻，再加入聚氯乙稀樹脂和其他剩余物料高速混合8-10min后卸料，冷卻至室溫，制得干混料；
[0012](5)將步驟(4)制得的干混料加入雙螺桿擠出機中，參數設置為轉速20r/min，擠出溫度為168°C、178°C、175°C、168°C和185°C，擠出成型即可得到木塑復合材料。
[0013]本發明的優點是:本發明采用鈦酸酯偶聯劑處理高嶺土，鈦酸酯偶聯劑的親水基團與高嶺土表面輕基反應形成共價鍵，使高嶺土親油疏水變成親油疏水的特性，丁腈橡膠中的腈基與銅離子在熱壓下發生配位交聯，交聯后的材料不僅在高溫下可逆、可回收利用且無污染，并且具有熱塑性塑料的性質，可提高材料強度，本發明將其包覆在高嶺土表面，添加到木塑材料中能夠極大的提高其高壓、高強、高韌的特性，木粉通過偶聯處理能夠增加與pvc的表面相容性，并與羰基鐵粉混合進一步提高其分散性，并且還能提高材料的耐磨性、強度等性能，添加的水合氧化鎂、聚苯胺和耐火磚粉降低了材料的生產成本，且有效的提高了木塑材料的耐火、阻燃和拉伸強度，本發明制備的木塑材料具有良好的阻燃和力學性能，無毒環保，制備的方法簡單，原料來源廣泛且成本較低，適宜大規模推廣使用。
【具體實施方式】
[0014]—種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，由下列重量份(公斤)的原料制備制成:聚氯乙烯100、高嶺土 15、木粉30、羰基鐵粉5、五水硫酸銅0.8、丁腈橡膠4、鈦酸酯偶聯劑NDZ2010.2、硅烷偶聯劑YH620.4、脂肪酸鈣3、水合氧化鎂5、聚苯胺3、耐火磚粉6 ；
[0015]所述一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，由下列具體步驟制備制成:
[0016](I)將鈦酸酯偶聯劑NDZ201與90%異丙醇溶液按照1:2配置成偶聯劑溶液，多次滴加到高速攪拌的高嶺土中，攪拌均勻后在100°C下真空干燥3h并在室溫下放置24h備用；
[0017](2)將五水硫酸銅在球磨機上精磨過100目篩備用，然后將丁腈橡膠先在雙輥開煉機上薄通3次，再分多次加入備用的硫酸銅，繼續混煉10分鐘，軟化后和步驟(I)制備的高嶺土一起加到微型粉碎機中攪拌2min，使高嶺土完全被包覆，冷卻后備用；
[0018](3)將木粉加到丙酮中攪拌7h后進行抽濾，結束后在120°C下干燥至恒重，將硅烷偶聯劑YH62按照1:3的比例加入95 %的乙醇溶液，攪拌均勻后加入木粉，高速混合5min后，加入羰基鐵粉繼續攪拌3min，最后放入烘箱中于120°C下烘干lh，冷卻后備用；
[0019](4)將步驟⑵和步驟(3)制備的物質加到高速混合機中混合均勻，再加入聚氯乙稀樹脂和其他剩余物料高速混合8min后卸料，冷卻至室溫，制得干混料；
[0020](5)將步驟(4)制得的干混料加入雙螺桿擠出機中，參數設置為轉速20r/min，擠出溫度為168°C、178°C、175°C、168°C和185°C，擠出成型即可得到木塑復合材料。
[0021]按照實施例制備的木塑復合材料，對其進行性能測試，結果如下:
[0022]拉伸強度為32.8MPa，沖擊強度為55.7KJ/m2，斷裂伸長率為3.5%，彎曲強度在15.5MPa，吸水率為0.7%，熱收縮率為0.5%。
【主權項】
1.一種無毒環保高阻燃的PVC木塑材料，其特征在于，由下列重量份的原料制備制成:聚氯乙烯100-105、高嶺土 15-18、木粉30-35、羰基鐵粉5_7、五水硫酸銅0.8-1.2、丁腈橡膠4-6、鈦酸酯偶聯劑NDZ2010.2-0.4、硅烷偶聯劑YH620.4-0.6、脂肪酸鈣3_4、水合氧化鎂5-6、聚苯胺3-4、耐火磚粉6-7。2.根據權利要求1所述一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，其特征在于，由下列具體步驟制備制成: (1)將鈦酸酯偶聯劑NDZ201與90%異丙醇溶液按照1:2配置成偶聯劑溶液，多次滴加到高速攪拌的高嶺土中，攪拌均勻后在100° C下真空干燥3-5h并在室溫下放置24h備用； (2)將五水硫酸銅在球磨機上精磨過100目篩備用，然后將丁腈橡膠先在雙輥開煉機上薄通3-5次，再分多次加入備用的硫酸銅，繼續混煉10-15分鐘，軟化后和步驟(I)制備的高嶺土一起加到微型粉碎機中攪拌2-3min，使高嶺土完全被包覆，冷卻后備用； (3)將木粉加到丙酮中攪拌7h后進行抽濾，結束后在120°C下干燥至恒重，將硅烷偶聯劑YH62按照1:3的比例加入95%的乙醇溶液，攪拌均勻后加入木粉，高速混合5_7min后，加入羰基鐵粉繼續攪拌3-5min，最后放入烘箱中于120° C下烘干1_1.5h，冷卻后備用； (4)將步驟(2)和步驟(3)制備的物質加到高速混合機中混合均勻，再加入聚氯乙烯樹脂和其他剩余物料高速混合8-10min后卸料，冷卻至室溫，制得干混料； (5)將步驟(4)制得的干混料加入雙螺桿擠出機中，參數設置為轉速20r/min，擠出溫度為168° C、178° C、175° C、168° C和185° C，擠出成型即可得到木塑復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種無毒環保高阻燃的pvc木塑材料，由下列重量份的原料制備制成：聚氯乙烯100-105、高嶺土15-18、木粉30-35、羰基鐵粉5-7、五水硫酸銅0.8-1.2、丁腈橡膠4-6、鈦酸酯偶聯劑NDZ2010.2-0.4、硅烷偶聯劑YH620.4-0.6、脂肪酸鈣3-4、水合氧化鎂5-6、聚苯胺3-4、耐火磚粉6-7；本發明制備的木塑材料具有良好的阻燃和力學性能，無毒環保，制備的方法簡單，原料來源廣泛且成本較低，適宜大規模推廣使用。
【IPC分類】C08K3/34, C08K13/06, C08L97/02, C08K3/30, C08K5/098, B29C47/92, C08L27/06, C08K3/22, C08K9/04, C08L79/02, C08K3/18, C08J3/24, C08K9/10
【公開號】CN105111614
【申請號】CN201510530427
【發明人】陳篯, 孫維樂
【申請人】安徽北馬科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月26日