一种木塑复合材料表面防火涂层及其制备方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102153937 B (45)授权公告日 2013.01.02 CN 102153937 B *CN102153937B* (21)申请号 201110123662.4 (22)申请日 2011.05.13 C09D 163/00(2006.01) C09D 133/00(2006.01) C09D 167/08(2006.01) C09D 5/18(2006.01) C08J 7/04(2006.01) (73)专利权人 惠东美新塑木型材制品有限公司 地址 516321 广东省惠州市惠东县大岭镇 十二托乌塘地段 专利权人 南京赢嘉包装有限责任公司 (72)发明人 。

2、方露 王玉梅 林东亮 李大纲 季建仁 (74)专利代理机构 南京君陶专利商标代理有限 公司 32215 代理人 沈根水 CN 1380368 A,2002.11.20, CN 101323727 A,2008.12.17, (54) 发明名称 一种木塑复合材料表面防火涂层及其制备方 法 (57) 摘要 本发明是一种木塑复合材料表面防火涂层及 其制备方法， 其特征是原料组分及重量份为 ： 树 脂基体25份， 溶剂20份， P-C-N阻燃剂体系45份， 阻燃协效剂 5 份， 填料 3 份， 助剂适量 ； 制备方法 包括按比例称取原料 ； 将成炭剂和发泡剂置于研 钵中进行研磨 ； 加入溶剂、 树脂基。

3、体和助剂搅拌 至胶体形成 ； 用刮板涂在木塑复合材料基体上直 至厚度为 0.5mm ； 静置。优点 ： 方法操作简单， 生 产效率高 ； 采用本发明方法改性处理后木塑复合 材料阻燃性能得到明显改善， 说明木塑复合材料 表面的防火隔热涂层遇火迅速膨胀， 包裹在木塑 复合材料的表面， 延缓木塑复合材料的燃烧过程 ； 经过高低温、 冷热水及酸碱等循环处理后， 涂层虽 受破坏， 但仍具有较好的阻燃性能。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 张丽 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 。

4、1. 一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是原料组分及重量份为 ： 树脂基体 25 份， 溶剂 20 份， 磷 - 碳 - 氮膨胀型阻燃体系 45 份， 阻燃协效剂 5 份， 填料 3 份， 助剂适量 ； 所述 的磷 - 碳 - 氮膨胀型阻燃体系是催化剂、 成炭剂和发泡剂， 其中成炭剂 ： 催化剂 ： 发泡剂的 重量比 =10-20 份 ： 40-60 份 ： 30-40 份 ； 其制备方法包括如下步骤 ： 一、 按照配方比例称取原料 ； 二、 将成炭剂和发泡剂置于研钵中进行研磨成粉末后转移至烧杯中， 并加入催化剂、 阻 燃协效剂和填料， 进行搅拌混合均匀 ； 三、 加入溶剂、 树脂基体和助。

5、剂， 并放在磁力搅拌机内进行充分搅拌， 搅拌至胶体形 成 ； 四、 在形成的胶体中加入羧甲基纤维素后继续搅拌至细度达到 75m ； 完成防火涂料 的制备 ； 五、 用刮板将上述配制好的防火涂料分若干道涂在经处理后的木塑复合材料基体上， 具体方法为 ： 先涂第一道涂层， 间隔 12-24h 后再涂第二道， 按照这种方法一遍一遍的涂， 直 至厚度为 0.5mm ； 六、 将上述经表面防火处理的木塑复合材料置于自然环境中 7 天， 测试其理化性能和 防火性能。 2. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是树脂基体选自环 氧树脂、 丙烯酸树脂、 醇酸树脂或有机硅改性环氧树脂。。

6、 3. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是所述的成炭剂选 自季戊四醇 ； 所述的催化剂选自聚磷酸铵 ； 所述的发泡剂选自三聚氰胺和尿素， 三聚氰胺 和尿素的比例为 8:2。 4. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是阻燃协效剂选自 硅酸铝、 硼酸锌、 氢氧化铝、 氢氧化镁、 可膨胀石墨、 云母、 红磷、 氧化铝中的一种或多种， 若 是两种或两种以上， 它们间的比例是 1 ： 1。 5. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是助剂选自硅酸 钠、 甲基硅油、 钛酸酯偶联剂、 邻苯二甲酸二丁酯、 聚氧乙烯醚、 OP-。

7、10、 六偏磷酸钠、 羧甲基 纤维素中的一种或几种。 6. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是填料选自高岭 土、 膨润土、 二氧化钛、 氧化铁、 二氧化硅中的一种或几种， 若是两种或两种以上， 它们间的 比例是 1 ： 1。 7. 根据权利要求 1 所述的一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是溶剂选自芳烃、 醇或醚或酮。 权 利 要 求 书 CN 102153937 B 2 1/3 页 3 一种木塑复合材料表面防火涂层及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及的是一种木塑复合材料表面防火涂层及其制备方法， 属于木塑表面防 火涂层技术领域。 背景技术 0002 。

8、木塑复合材料是一类涵盖面广、 产品种类多、 形态结构多样的基础性材料 , 具有 优良的耐水和耐腐蚀性能以及可循环使用等优点。它极大地体现了我国发展 “循环经济” 和建设 “节约型社会” 的理念， 大力发展这种环保型材料， 既利于保护森林资源和石油资源 , 又可以为废旧塑料和废弃生物质资源的大规模综合利用开辟新的道路。 木塑复合材料主要 用于对结构性能要求较低的领域 , 如托盘、 包装箱、 汽车内饰基材、 铺板、 景观园林等行业， 约占木塑复合用品总量的 75 ， 目前已成功地应用于 2008 年的北京奥运会和残奥会和以 及 2010 的上海世博会。然而由于天然纤维和各种聚合物都是易燃物质， 因。

9、此复合材料十分 容易燃烧， 着火后不能自熄， 属于易燃类材料， 这使得它在应用过程中受到了限制， 因此阻 燃型木塑复合材料将成为研究的重点之一。 木塑复合材料不经阻燃处理不能达到建筑内部 装修设计防火规范要求， 用于室内存在一定的火灾隐患， 火灾是各类灾害中发生最频繁且 极具毁灭性的一种灾害。目前， 一般采用在木塑复合材料中添加阻燃剂的方式来提高木塑 复合材料的阻燃性， 但是为了达到较好的阻燃性能， 阻燃剂的添加量很大， 不但降低了材料 的力学性能， 而且增加了成本， 难以推广和普及。 0003 为了解决上述问题， 在中国专利申请 200920037412.7 中公开了一种表面阻燃木 塑复合材。

10、料板材的制备方法。 该方法的工艺流程是在两层晶须改性塑料层之间模压有植物 纤维增强塑料层， 制得的板材具有表面阻燃以及较高的刚性等性能特点。该方法的不足之 处在于， 为了达到较好的阻燃效果， 需要对晶须进行改性， 成本较高且工艺复杂 ； 模压法制 备的木塑复合材料板材， 力学性能尤其是弯曲模量难以提高。 发明内容 0004 本发明提出的是一种木塑复合材料表面防火涂层及其制备方法， 其目的旨在克服 现有阻燃型木塑复合材料阻燃性能低、 发烟量大， 阻燃剂加入量大， 成本高及降低材料力学 性能等问题， 本发明不仅可以赋予木塑复合材料优异的阻燃效果， 而且可以对其表面进行 改性， 提高耐久性能。 00。

11、05 本发明的技术解决方案 ： 一种木塑复合材料表面防火涂层， 其特征是原料组分及 重量份为 ： 树脂基体25份， 溶剂20份， P-C-N阻燃剂体系45份， 阻燃协效剂5份， 填料3份， 助剂适量。制备方法包括如下步骤 ： 0006 一、 按照配方比例称取原料 ； 0007 二、 将成炭剂和发泡剂置于研钵中进行研磨成粉末后转移至烧杯中， 并加入催化 剂、 阻燃协效剂和填料， 进行搅拌混合均匀 ； 0008 三、 加入溶剂、 树脂基体和助剂， 并放在磁力搅拌机内进行充分搅拌， 搅拌至胶体 说 明 书 CN 102153937 B 3 2/3 页 4 形成 ； 0009 四、 在形成的胶体中加入。

12、适量的羧甲基纤维素， 使其细度达到 75m， 完成防火涂 料的制备 ； 0010 五、 用刮板将上述配制好的防火涂料分若干道涂在经处理后的木塑复合材料基体 上， 具体方法为 ： 先涂第一道涂层， 间隔 12-24h 后再涂第二道， 按照这种方法一遍一遍的 涂， 直至厚度为 0.5mm ； 0011 六、 将上述经表面防火处理的木塑复合材料置于自然环境中 7 天， 测试其理化性 能和防火性能。 0012 树脂基体选自环氧树脂、 丙烯酸树脂、 醇酸树脂或有机硅改性环氧树脂。 0013 P-C-N 阻燃剂体系选自成炭剂、 催化剂和发泡剂， 其中自成炭剂 ： 催化剂 ： 发泡剂 的重量比 =10-20。

13、 份 ： 40-60 份 ： 30-40 份 ； 所述的成炭剂选自季戊四醇 ； 所述的催化剂选自 聚磷酸铵 ； 所述的发泡剂选自三聚氰胺和尿素， 三聚氰胺和尿素的比例为 8:2。 0014 阻燃协效剂选自硅酸铝、 硼酸锌、 氢氧化铝、 氢氧化镁、 可膨胀石墨、 云母、 红磷、 氧 化铝中的一种或多种， 若是两种或两种以上， 它们间的比例是 1 ： 1。 0015 助剂选自硅酸钠、 甲基硅油、 钛酸酯偶联剂、 邻苯二甲酸二丁酯、 聚氧乙烯醚、 OP-10、 六偏磷酸钠、 羧甲基纤维素中的一种或几种。 0016 填料选自高岭土、 膨润土、 二氧化钛、 氧化铁、 二氧化硅中的一种或几种， 若是两种 。

14、或两种以上， 它们间的比例是 1 ： 1。 0017 溶剂选自芳烃、 醇或醚或酮。 0018 本发明的优点 ： 工艺方法操作简单， 不需要复杂设备， 生产效率高 ； 采用本发明方 法改性处理后木塑复合材料阻燃性能得到明显改善， 说明木塑复合材料表面的防火隔热涂 层遇火迅速膨胀， 包裹在木塑复合材料的表面， 有效的延缓了木塑复合材料的燃烧过程 ； 经 过高低温、 冷热水及酸碱等循环处理后， 涂层受到一定程度的破坏， 但是与未经改性的木塑 复合材料相比， 仍具有较好的阻燃性能。 具体实施方式 0019 为了更好地理解本发明的内容， 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明， 但 本发明的保护内容部局。

15、限于以下实施例。 0020 实施例 1 ： 0021 1） 截取 70mm70mm5mm 的木塑复合材料， 用砂纸对其表面进行处理 ； 0022 2） 按照配方比例的量准确季戊四醇 2g、 尿素 0.9g 置于研钵中进行研磨 ； 0023 3） 称取聚磷酸铵 6g， 加入钛酸酯偶联剂搅拌均匀， 对其进行改性处理 ； 0024 4） 称取三聚氰胺 3.6g、 高岭土 0.2g、 氢氧化铝 0.2g， 硼酸锌 0.2g、 硅酸铝 0.2g、 氢 氧化镁 0.2g， 置于烧杯中并与 （1） （2） 两步中的粉末混合， 并用磁力搅拌器充分搅拌至粉末 混合均匀 ； 0025 5） 在上述 （4） 中的均。

16、匀粉末中加入 5g 二甲苯溶剂、 适量甲基硅油、 邻苯二甲酸二 丁酯、 聚氧乙烯醚、 OP-10 及 4.5g 丙烯酸树脂， 在磁力搅拌机中进行充分搅拌， 搅拌至胶体 形成 ； 0026 6） 在上述 （5） 中的胶体中加入羧甲基纤维素后继续搅拌至细度达到 75m ； 说 明 书 CN 102153937 B 4 3/3 页 5 0027 7） 用刮板将上述配制好的防火涂料分若干道涂在经处理后的木塑复合材料上， 具 体方法为 ： 先涂第一道涂层， 间隔 12-24h 后再涂第二道， 按照这种方法一遍一遍的涂， 直到 厚度达到 0.5mm ； 0028 8） 将上述木塑复合材料置于自然环境中自然。

17、养护 7 天 ； 0029 9） 按照 GB 12441-2005 的规定测试涂层的附着力、 柔韧性、 贮存状态、 干燥时间、 耐冲击性、 耐湿热性等理化性能以及其防火性能。 0030 实施例 2 ： 0031 本实施例与实施例 1 的区别在于 ： 季戊四醇为 1.8g， 同时添加 0.2 g 的可膨胀石 墨， 其余相同。 0032 实施例 3 ： 0033 本实施例与实施例 1 的区别在于 ： 季戊四醇为 1.8g， 同时添加 0.2 g 的云母， 其余 相同。 0034 对按照上述三个实施例制得的标准试件进行测试， 测试结果见如下表 1。 0035 表 1 膨胀型防火涂料技术指标 0036 0037 综合表 1 进行分析， 采用本发明方法改性处理后木塑复合材料阻燃性能远远超过 了国家标准 GB 12441-2005 的阻燃要求。用少量的可膨胀石墨和云母替代季戊四醇不但可 以降低成本， 而且可以显著提高木塑复合材料的耐燃时间。 说 明 书 CN 102153937 B 5 。