一种轻质阻燃塑木复合材料板材及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种塑木复合材料板材及其生产方法，特别是涉及一种轻质阻燃塑木复合材料板材及其生产方法，属于新材料技术领域。

背景技术

近年来，随着人们环境保护意识的增强，环境友好、可降解、可循环使用的塑木复合材料越来越受到人们的重视，它具有许多优点，如：材料均质、尺寸较木材稳定、不易产生裂纹、不会吸潮变形；具有热塑性塑料的加工性，挤出、模压、注塑等工艺均可用来成型，且设备磨损小；有木材的二次加工性：可以进行锯、刨和粘接或用钉子、螺栓连接固定；不需利用有毒的化学物质进行处理，不含甲醛；不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀；有木材的外观，比塑料制品高的硬度等。塑木复合材料的应用范围越来越宽，产品类型越来越丰富，应用领域已涉及建筑、装修装饰、市政园林、包装、交通运输等，产品包括轿车内装饰基材、露天桌椅、板凳、野餐桌、地板、护栏、栅栏、门窗等。但尽管如此，当塑木复合材料用于制作塑木墙板、天花板等产品时，往往还需要具有轻质阻燃的要求，传统的塑木材料一般不能很好地满足此类要求。

所以，发明一种轻质阻燃塑木复合材料板材及其生产方法，该板材质量较轻，且同时具备优异的阻燃性能，从而能更好地满足装饰装修等相关行业的使用需要，十分必要。

发明内容

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

所述的轻质阻燃粒子，其平均粒径为50-150微米。

所述的改性膨胀珍珠岩颗粒，其平均粒径为30-70微米。

所述的木粉，其平均粒径为80-160目。

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶8-16∶50-60分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至80-100℃，搅拌均匀分散30-60分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1-2小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶15-25分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶60-80分别称取琼脂溶液和复配溶液，在80-100℃下混合分散均匀，降至室温后放置24-48小时，再在-20--30℃冷冻20-30小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶16-20∶150-180∶35-45∶3-4分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解20-40分钟，利用浓度为0.1-0.3摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2-3，继续水解30-50分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2-3摩尔/升的氨水调节pH至7-8得到液溶胶；按照质量比为100∶10-20分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置24-48小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在40-50℃下进行溶剂置换，在70-80℃下干燥2-4小时，再在170-180℃下干燥4-8小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在170-180℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在165-175℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

本发明得到的一种轻质阻燃塑木复合材料板材重量轻，阻燃效果好，加工制作、运输、安装均十分方便，防水、防腐、防虫蛀，废弃后可再生，环境友好。

具体实施方式

以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶12∶55分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至90℃，搅拌均匀分散45分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1.5小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶20分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶70分别称取琼脂溶液和复配溶液，在90℃下混合分散均匀，降至室温后放置36小时，再在-25℃冷冻25小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶18∶165∶40∶3.5分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解30分钟，利用浓度为0.2摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2.5，继续水解40分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2.5摩尔/升的氨水调节pH至7.5得到液溶胶；按照质量比为100∶15分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置36小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在45℃下进行溶剂置换，在75℃下干燥3小时，再在175℃下干燥6小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在175℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在170℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例2：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶8∶50分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至80℃，搅拌均匀分散30分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶15分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶60分别称取琼脂溶液和复配溶液，在80℃下混合分散均匀，降至室温后放置24小时，再在-20℃冷冻20小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶16∶150∶35∶3分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解20分钟，利用浓度为0.1摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2，继续水解30分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2摩尔/升的氨水调节pH至7得到液溶胶；按照质量比为100∶10分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置24小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在40℃下进行溶剂置换，在70℃下干燥2小时，再在170℃下干燥4小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在170℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在165℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例3：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶16∶60分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至100℃，搅拌均匀分散60分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应2小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶25分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶80分别称取琼脂溶液和复配溶液，在100℃下混合分散均匀，降至室温后放置48小时，再在-30℃冷冻30小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶20∶180∶45∶4分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解40分钟，利用浓度为0.3摩尔/升的盐酸调节溶液pH至3，继续水解50分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为3摩尔/升的氨水调节pH至8得到液溶胶；按照质量比为100∶20分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置48小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在50℃下进行溶剂置换，在80℃下干燥4小时，再在180℃下干燥8小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在180℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在175℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例4：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶16∶50分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至90℃，搅拌均匀分散60分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶20分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶80分别称取琼脂溶液和复配溶液，在80℃下混合分散均匀，降至室温后放置36小时，再在-30℃冷冻20小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶18∶180∶35∶3.5分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解40分钟，利用浓度为0.1摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2.5，继续水解50分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2摩尔/升的氨水调节pH至7.5得到液溶胶；按照质量比为100∶20分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置24小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在45℃下进行溶剂置换，在80℃下干燥2小时，再在175℃下干燥8小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在170℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在170℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例5：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶8∶55分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至100℃，搅拌均匀分散30分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1.5小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶25分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶60分别称取琼脂溶液和复配溶液，在90℃下混合分散均匀，降至室温后放置48小时，再在-20℃冷冻25小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶20∶150∶40∶4分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解20分钟，利用浓度为0.2摩尔/升的盐酸调节溶液pH至3，继续水解30分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2.5摩尔/升的氨水调节pH至8得到液溶胶；按照质量比为100∶10分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置36小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在50℃下进行溶剂置换，在70℃下干燥3小时，再在180℃下干燥4小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在175℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在175℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例6：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶12∶60分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至80℃，搅拌均匀分散45分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应2小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶15分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶70分别称取琼脂溶液和复配溶液，在100℃下混合分散均匀，降至室温后放置24小时，再在-25℃冷冻30小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶16∶165∶45∶3分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解30分钟，利用浓度为0.3摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2，继续水解40分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为3摩尔/升的氨水调节pH至7得到液溶胶；按照质量比为100∶15分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置48小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在40℃下进行溶剂置换，在75℃下干燥4小时，再在170℃下干燥6小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在180℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在165℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例7：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶12∶55分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至100℃，搅拌均匀分散60分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶15分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶70分别称取琼脂溶液和复配溶液，在90℃下混合分散均匀，降至室温后放置48小时，再在-30℃冷冻20小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶16∶165∶40∶4分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解40分钟，利用浓度为0.1摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2，继续水解40分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2.5摩尔/升的氨水调节pH至8得到液溶胶；按照质量比为100∶20分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置24小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在40℃下进行溶剂置换，在75℃下干燥3小时，再在180℃下干燥8小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在170℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在165℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例8：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶16∶60分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至80℃，搅拌均匀分散30分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1.5小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶20分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶80分别称取琼脂溶液和复配溶液，在100℃下混合分散均匀，降至室温后放置24小时，再在-20℃冷冻25小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶18∶180∶45∶3分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解20分钟，利用浓度为0.2摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2.5，继续水解50分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为3摩尔/升的氨水调节pH至7得到液溶胶；按照质量比为100∶10分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置36小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在45℃下进行溶剂置换，在80℃下干燥4小时，再在170℃下干燥4小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在175℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在170℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

实施例9：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材由以下质量份数的组分组成：

一种轻质阻燃塑木复合材料板材的生产方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比100∶10∶56分别称取水、对氨基苯磺酸和三聚氰胺，将水和对氨基苯磺酸混合，升温至86℃，搅拌均匀分散36分钟后，加入三聚氰胺，继续搅拌反应1.2小时后，得到复配溶液；

(2)按照质量比100∶16分别称取水和琼脂，混合后，升温至水沸腾，保持水处于沸腾状态，直至所有琼脂在沸水中完全溶解成均匀的琼脂溶液；

(3)按照质量比100∶66分别称取琼脂溶液和复配溶液，在86℃下混合分散均匀，降至室温后放置28小时，再在-28℃冷冻28小时，干燥，粉碎，筛分，得到轻质阻燃颗粒；

(4)按照质量比100∶17∶157∶37∶3.4分别称取正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇、水和N，N-二甲基甲酰胺，将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，搅拌水解25分钟，利用浓度为0.15摩尔/升的盐酸调节溶液pH至2.3，继续水解35分钟，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，搅匀后再利用浓度为2.3摩尔/升的氨水调节pH至7.8得到液溶胶；按照质量比为100∶13分别称取膨胀珍珠岩和液溶胶，采用真空吸入法将液溶胶吸入到膨胀珍珠岩中，静置30小时，用正己烷对静置后的膨胀珍珠岩在43℃下进行溶剂置换，在73℃下干燥2.4小时，再在179℃下干燥5小时，冷却至室温，粉碎，筛分，得到改性膨胀珍珠岩颗粒；

(5)按照配方分别称取聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、轻质阻燃粒子、改性膨胀珍珠岩颗粒、木粉和硬脂酸锌，混合均匀后，在179℃下挤出造粒，得到轻质阻燃塑木粒子，再在169℃下利用轻质阻燃塑木粒子挤出成型一种轻质阻燃塑木复合材料板材。

以下通过检测证明本发明实施例1的效果，其检测结果如下：

静曲强度：32.66MPa，静曲模量：1.92GPa，低温落锤冲击无破裂，密度：1.02g/cm

以上结果表明，实施例1的力学性能明显超过中华人民共和国林业行业标准LY/T1613-2004的要求，且密度低，质量轻，阻燃性能优异。