專利名稱：一種阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于木塑復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及阻燃抑煙型的煙梗粉基木塑復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料是由塑料(主要是聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯)與植物纖維粉和助劑等按一定比例混合后經(jīng)高溫擠壓加工形成的結(jié)構(gòu)型材，具有木質(zhì)外觀，表面硬度高、耐磨性強、抗老化性好，可二次加工，具有防水、防腐、防蛀、防凍等特點。由于木塑復(fù)合材料所具有的諸多優(yōu)點，現(xiàn)已在戶外園林地板、圍欄、室內(nèi)裝飾、建筑模板、物流耗材及汽車裝飾材料等方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前所見已公開的木塑復(fù)合材料主要是利用廢舊塑料與接枝共聚物、助劑和不同的植物纖維粉按照一定的比例混合制備而成的。由于植物纖維粉和廢舊塑料都是易燃物質(zhì)，使其在應(yīng)用上受到很大的限制。中國專利申請?zhí)?00910072237. χ公開的一種阻燃型木塑復(fù)合材料及其制備方法，通過添加焦磷酸三聚氰胺鹽或聚磷酸三聚氰胺鹽阻燃劑來達到阻燃抑煙的效果，但該類型的阻燃劑價格較高，使其成本較高。中國專利申請?zhí)?00710072794. 2公開的一種阻燃抑煙木塑復(fù)合材料的制備方法，通過添加由聚磷酸銨和淀粉按照一定比例混合的膨脹型阻燃劑來達到阻燃抑煙的效果，但其中只提到了抗蠕變、成型性能及力學(xué)性能較好，并未明確給出所制備的木塑復(fù)合材料性能檢測數(shù)據(jù)。中國專利申請?zhí)?00610039985. 4公開的一種阻燃型木塑復(fù)合材料及其制備方法，雖然通過添加大量聚磷酸銨能夠達到一定的阻燃的效果，但卻會使木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能大大降低而嚴重影響其應(yīng)用范圍。中國專利申請?zhí)?00510011207. χ公開的一種生產(chǎn)木塑制品的阻燃復(fù)合發(fā)泡粒料的方法，利用聚氯乙烯自身難燃的特點使所制備的木塑復(fù)合材料具有一定的阻燃性，但尚未解決聚氯乙烯燃燒會產(chǎn)生大量煙的問題，起不到抑煙的作用。木質(zhì)材料是由纖維素、半纖維素、木素以及抽提物等組成的天然高分子材料，其組成中含有大量的羥基，具有很強的極性和親水性；而熱塑性塑料大部分屬于非極性或弱極性的疏水性材料，因而兩者的界面相容性比較差，導(dǎo)致其復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅下降，因而有必要對各組分進行表面改性。在煙葉復(fù)烤生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的煙梗，例如安徽煙草公司下屬的復(fù)烤廠每年可產(chǎn)生8000噸的煙梗。目前對煙梗處理的方法是焚燒和掩埋，但其畢竟也是一種天然植物纖維，目前這樣的處理方式既浪費了資源，又污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，使木塑復(fù)合材料具有阻燃抑煙的性能，同時提供一種廢棄煙梗再
3利用的方法。本發(fā)明的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料是按重量份由如下原料制備而成煙梗粉50-65份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5_10份；表面處理劑 4-12份；抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份；將煙梗粉與其它所有原料混合、邊攪拌邊升溫至90-150°C，繼續(xù)攪拌不少于15分鐘后自然冷卻至室溫，再粉碎成粒徑不大于5mm的混合粉料；將所述混合粉料經(jīng)雙螺桿擠塑造粒機進行造粒后，再經(jīng)錐形雙螺桿成品擠出機進行擠出定型，即得到阻燃抑煙型煙梗粉木塑復(fù)合材料；所述煙梗粉是經(jīng)如下方式處理得到的先將煙梗浸泡在10°C 80°C重量百分比濃度為ι 40%的堿的水溶液中至煙梗無味或煙味微弱后，過濾，干燥至含水量按重量百分比不大于5 %，然后粉碎成粒度為60 100目的煙梗粉；所述塑料是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一種或多種；所述填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉和/或空心微珠；所述表面處理劑是聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或接枝相容劑；其中接枝相容劑是馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯和馬來酸酐接枝的聚苯乙烯中的一種或多種；所述偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和雙金屬偶聯(lián)劑中的一種偶聯(lián)劑或多種混合偶聯(lián)劑；所述抗氧劑是抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑BHT、抗氧劑1076中的一種或多種；所述N-P阻燃劑是由膦酰二氯或膦酰二溴，與二酰胺按1 1的摩爾比縮聚而成的聚合度為1 300的N-P阻燃劑。本發(fā)明的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料的特點也在于所述復(fù)合材料按重量份的原料構(gòu)成為煙梗粉50份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5_10份；表面處理劑4_12 份；抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份。所述復(fù)合材料按重量份的原料構(gòu)成為煙梗粉65份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5_10份；表面處理劑4_12 份；抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份。所述堿的水溶液中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂或氫氧化鈣。本發(fā)明的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先將煙梗經(jīng)去味、改性制備成煙梗粉；再將煙梗粉與其它所有原料混合、邊攪拌邊升溫至90-150°C， 繼續(xù)攪拌不少于15分鐘后自然冷卻至室溫，再粉碎成粒徑不大于5mm的混合粉料；將所述混合粉料經(jīng)雙螺桿擠塑造粒機進行造粒后，再經(jīng)錐形雙螺桿成品擠出機進行擠出定型，即得到阻燃抑煙型煙梗粉木塑復(fù)合材料。該阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料的氧指數(shù)不小于27。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、由于煙梗纖維的表面為羥基結(jié)構(gòu)、是極性物質(zhì)，而塑料是非極性物質(zhì)，如二者簡單混合，所得木塑復(fù)合材料力學(xué)性能極差，即使加入增溶劑，效果也非常差。為了使纖維粉和塑料的有效結(jié)合，本發(fā)明采取了將煙梗浸泡在堿的水溶液中，至無味或微弱的味道，然后過濾、干燥，粉碎成煙梗粉。一方面，由于煙味是由煙堿產(chǎn)生的，煙堿可以溶于堿液中，通過堿液浸泡，可以除去煙堿，另一方面，堿可以使植物纖維中的部分果膠和半纖維素等低分子雜質(zhì)被溶解以及使微纖旋轉(zhuǎn)角減小，分子取向提高，這樣纖維表面的雜質(zhì)被除去，纖維表面變得粗糙，使纖維與樹脂界面之間粘合能力增強。同時，堿可導(dǎo)致纖維原纖化，即復(fù)合材料中的纖維束分裂成更小的纖維，纖維的直徑降低，長徑比增加，與基體的有效接觸面積增加，從而使煙梗粉能很好地與塑料相結(jié)合。所以，通過采用堿水浸泡既可以去除煙味，同時也對煙梗進行了改性，即“一步法”同時實現(xiàn)了對煙梗進行去味和改性的效果。2、本發(fā)明通過添加膦酰二氯或膦酰二溴與二酰胺縮聚制得的N-P阻燃劑制備煙?；舅軓?fù)合材料，使制備的木塑復(fù)合材料具有阻燃抑煙的特性。3、采用本發(fā)明方法可利用廢舊塑料和煙梗粉制備煙梗粉基木塑復(fù)合材料，進而加工成各種型材，能重復(fù)回收利用，不含甲醛，是一種環(huán)保材料，有類似木質(zhì)外觀，表面硬度高、耐磨性強、抗老化性好，可二次加工；具有阻燃、抑煙、防水、防火、防腐、防蛀、防凍等特
點ο4、按照GBM06-80方法測試氧指數(shù)，本發(fā)明制備的木塑復(fù)合材料的氧指數(shù)不小于27，屬于難燃材料；經(jīng)安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院檢驗，產(chǎn)品主要指標(biāo)符合QB/ T4161-2011 標(biāo)準(zhǔn)。5、本發(fā)明也提供了一種廢棄煙梗較好的再利用的方法。
具體實施例方式一、將煙梗去味、改性并粉碎制備煙梗粉按表1所列各數(shù)組中的工藝條件分別進行煙梗粉的制備。第一組在10°C下，將煙梗浸泡在重量百分比濃度為的氫氧化鈉水溶液中，至煙梗無味或煙味微弱(判定標(biāo)準(zhǔn)按上海大眾PV3900的氣味檢測企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，浸泡時間不少于2小時，然后過濾、干燥至含水量按重量百分比不大于5%，然后粉碎成粒度為60 100 目的煙梗粉。第二至十二組操作方法同第一組。表 1組號堿重量百分比濃度溫度/V浸泡時間(小時)一108一3061二505四802五107六305NaOH20七503Λ802九103十302. 540十一502丨-二802十二KOH40302. 5十四Mg(OH)240303丨五Ca(OH)240303從表1中可見在相同的濃度和浸泡溫度下，不同的堿浸泡的最少時間差別不大； 當(dāng)堿的濃度相同時，溫度與浸泡最少時間成反比，溫度越高浸泡時間越少，但當(dāng)堿的濃度大時，到達一定的溫度，浸泡最少時間變化不大，如第十一、十二組；溫度相同時，濃度越高，浸泡時間越少。二、按表2所列各數(shù)組分別進行配料表2中各字符對應(yīng)表征的是A-煙梗粉；B-作為填充劑滑石粉；C-作為表面處理劑的聚乙烯蠟；D-作為表面處理劑的硬脂酸；E-硅烷偶聯(lián)劑；F-抗氧劑BHT ；G-作為表面處理劑的硬脂酸鋅；H-由膦酰二氯與二酰胺或膦酰二溴與二酰胺按 1 1的摩爾比縮聚而成的聚合度為1 300的N-P阻燃劑；I-作為填充劑的空心微珠表2
組號塑料ABCDEFGHI35(PP)502. 52. 510. 50. 30. 535一27(PP)502420. 40. 20. 264
權(quán)利要求
1.一種阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料是按重量份由如下原料制備而成煙梗粉50-65份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5_10份；表面處理劑4_12 份；抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份；將煙梗粉與其它所有原料混合、邊攪拌邊升溫至90-150°C，繼續(xù)攪拌不少于15分鐘后自然冷卻至室溫，再粉碎成粒徑不大于5mm的混合粉料；將所述混合粉料經(jīng)雙螺桿擠塑造粒機進行造粒后，再經(jīng)錐形雙螺桿成品擠出機進行擠出定型，即得到阻燃抑煙型煙梗粉木塑復(fù)合材料；所述煙梗粉是經(jīng)如下方式處理得到的先將煙梗浸泡在10°C 80°C重量百分比濃度為1 40%的堿的水溶液中至煙梗無味或煙味微弱后，過濾，干燥至含水量按重量百分比不大于5 %，然后粉碎成粒度為60 100目的煙梗粉；所述塑料是聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯中的一種或多種；所述填充劑是輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉和/或空心微珠；所述表面處理劑是聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或接枝相容劑；其中接枝相容劑是馬來酸酐接枝的聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚乙烯和馬來酸酐接枝的聚苯乙烯中的一種或多種；所述偶聯(lián)劑是鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和雙金屬偶聯(lián)劑中的一種偶聯(lián)劑或多種混合偶聯(lián)劑；所述抗氧劑是抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑BHT和抗氧劑1076中的一種或多種；所述N-P阻燃劑是由膦酰二氯或膦酰二溴，與二酰胺按1 1的摩爾比縮聚而成的聚合度為1 300的N-P阻燃劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料，特征是所述復(fù)合材料按重量份的原料構(gòu)成為煙梗粉50份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5-10份；表面處理劑4-12份； 抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料，特征是所述復(fù)合材料按重量份的原料構(gòu)成為煙梗粉65份；塑料20-35份；偶聯(lián)劑0. 3-0. 5份；填充劑5-10份；表面處理劑4_12份； 抗氧劑0. 2-0. 4份；N-P阻燃劑3-10份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料，特征是所述堿的水溶液中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂或氫氧化鈣。
5.一種權(quán)利要求1、2、3或4所述的阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先將煙梗經(jīng)去味、改性制備成煙梗粉；再將煙梗粉與其它所有原料混合、邊攪拌邊升溫至90-150°C，繼續(xù)攪拌不少于15分鐘后自然冷卻至室溫，再粉碎成粒徑不大于5mm 的混合粉料；將所述混合粉料經(jīng)雙螺桿擠塑造粒機進行造粒后，再經(jīng)錐形雙螺桿成品擠出機進行擠出定型，即得到阻燃抑煙型煙梗粉木塑復(fù)合材料；所述將煙梗經(jīng)去味、改性制備成煙梗粉是先將煙梗浸泡在10°C 80°C重量百分比濃度為1 40%的堿的水溶液中至煙梗無味或煙味微弱后，過濾，干燥至含水量按重量百分比不大于5%，然后粉碎成粒度為60 100目的煙梗粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃抑煙型煙梗粉基木塑復(fù)合材料及其制備方法，特征是先將煙梗浸泡在10℃～80℃重量百分比濃度為1～40％的堿的水溶液中至煙梗無味或煙味微弱后，過濾，干燥至含水量按重量百分比不大于5％，然后粉碎成粒度為60～100目的煙梗粉；將原料按以下重量份配比混合煙梗粉50～70份，塑料20～35份，偶聯(lián)劑0.3～0.5份，填充劑5～10份，表面處理劑4～12份，抗氧劑0.2～0.4份，N-P阻燃劑3～10份；將混合料經(jīng)雙螺桿擠塑造粒機進行造粒后，再經(jīng)錐形雙螺桿成品擠出機進行擠出定型；所得到的煙梗粉基加工的復(fù)合材料的氧指數(shù)≥27，成本低、應(yīng)用范圍廣、抗蠕變強、力學(xué)性能和成型性能好。
文檔編號C08K3/34GK102504562SQ201110355179
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者吳祚友, 張培智, 張道俊, 徐其敏, 李有桂, 樊盛年, 王輝 申請人:華環(huán)國際煙草有限公司