技术领域
本发明属于木塑材料制备技术及环保领域，具体涉及一种新型石木塑复合材料。
背景技术
木塑复合材料（WPC），是一种主要由木材或者纤维素为基础材料与塑料制成的复合材料，就是将一定比例的木纤维 ( 如木粉、秸秆粉、棉杆粉、竹粉、果壳粉等 ) 经过预处理使之与热塑性聚合物树脂或其他材料结合而成的一种新型材料；该新型材料既绿色环保又具有良好的力学稳定性，但是构成木塑复合材料的两大原料木纤维和聚烯烃都是易燃性材料，为此该复合材料也是易燃材料，赋予木塑复合材料良好的阻燃性能是该材料应用发展的需要；单独对木材及木纤维的阻燃研究有很多，一般有磷-氮系阻燃剂；硼系阻燃剂；含卤阻燃剂；其他无机盐等；但主要以磷-氮系阻燃剂为主，被认为是最适宜的木材阻燃剂，磷、氮两种元素在木材阻燃剂中起协同作用而提高阻燃效果；然而这些阻燃剂几乎有一个共同的特点，就是明显地降低木纤维的热降解温度，这可能会导致无法进行复合材料的加工；对于聚烯烃阻燃的研究也很多，其阻燃方法常采用含卤阻燃剂与三氧化二锑（Sb2O3）配合使用；金属氢氧化物（Al(OH)3、Mg(OH)2) 阻燃剂；膨胀性阻燃剂；聚磷酸铵阻燃剂等；无卤阻燃是聚烯烃阻燃研究的热点，膨胀阻燃剂对聚烯烃/木纤维复合材料进行双重阻燃是该复合材料阻燃研究的热点；但是阻燃剂的添加往往会恶化复合材料的力学性能，因此对阻燃复合材料的研究阻燃复合材料的研究要同时研究界面相容性、热稳定性和阻燃性，以获得理想的阻燃复合材料。
木塑复合材料具有较好的可加工性，同时抗腐蚀，美观、大方，然而，其缺陷之处在于其力学性能欠佳，为此，人们寻求解决途径，曾经有人在木塑复合材料中再引入石粉，用于成型新型石木塑复合材料，然而，由于界面相容性等问题，最终得到的复合材料的机械性能较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型石木塑复合材料，以解决现有技术中阻燃剂的添加会恶化木塑复合材料的力学性能，及引入石粉用于成型石木塑复合材料，由于界面相容性等问题，最终得到的复合材料的机械性能较差等问题。本发明的新型石木塑复合材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，吸水率小，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型石木塑复合材料较好的力学性能，是一种性能优的新型石木塑复合材料，可广泛应用于宾馆、饭店、建筑装饰装修，有显著的经济和社会效益。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型石木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：麦饭石粉82-100份、聚丁烯塑料42-60份、桉木粉21-30份、胶黏剂8-14份、脂肪酸酰胺0.6-1.2份、硅胶0.6-1份、阻燃剂0.6-0.8份、抑烟剂0.5-0.8份、气溶胶发生剂0.4-0.5份、钛酸酯偶联剂0.6-0.7份、PP-g-MAH相容剂0.3-0.6份、 WINGSTAYL抗氧化剂0.2-0.6份、JINHASS调节剂0.3-0.7份、强化剂0.3-0.8份、聚合氯化铝铁0.6-0.9份、邻苯二甲酸二正辛酯0.5-0.8份、硬脂酸钾0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.3份；
所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：三氧化二锑5-8份、乙烯基三乙氧基硅烷3-5份、磷酸三乙酯3-4份、氯化镁5-7份、酚醛树脂2-4份、膨润土0.6-1份；
所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：钼酸锌8-14份、氢氧化铝6-10份、白云石粉2-3份、氧化铜1-2份；
所述强化剂以重量份为单位，包括以下原料：乙基丁烯酸乙酯10-20份、磷酸乙烯酯8-15份、环烷酸钴3-6份、氯化铝2-4份；
所述新型石木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备胶黏剂，其制备方法，包括以下步骤：
S11：配制浓度为20-30Be’，pH 值为3.4-3.7的木薯淀粉浆A；
S12：向步骤S11的木薯淀粉浆A中加入浓度为2%-4%的甘油三酯、过碳酰胺、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、镍催化剂，然后在温度为50-58℃，搅拌转速为100-150r/min下进行交联接枝反应2-2.5h，制得浆料B；
S13：向步骤S12的浆料B中加入氢氧化钾，调节pH 值为9.3-9.7，接着加入环氧氯丙烷、尿素、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、柠檬酸酯、聚丙二烯橡胶、丙基三甲氧基硅烷，然后在温度为60-64℃，搅拌转速为100-160r/min下进行交联反应1-1.2h，制得浆料C；
S14：将步骤S13的浆料C中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8-8.4，升温至80-82℃，糊化45-50min，糊化结束后降至32-36℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为120-150r/min下搅拌8-12min，制得胶黏剂；
S2：将步骤S1制得的胶黏剂、麦饭石粉、聚丁烯塑料、桉木粉、脂肪酸酰胺、硅胶、阻燃剂、抑烟剂、气溶胶发生剂、钛酸酯偶联剂、PP-g-MAH相容剂、 WINGSTAYL抗氧化剂、JINHASS调节剂、强化剂、聚合氯化铝铁、邻苯二甲酸二正辛酯、硬脂酸钾、苯乙烯投入到压力锅内，在压力为9-11MPa下高压处理1-2h，制得原料A；
S4：将步骤S3制得的原料A放入到温度≤-20℃下冷冻3-5h，制得原料B；
S5：将步骤S4制得的原料B放入到烘干机内，在温度为82-85℃下烘干至含水量≤4%，制得原料C；
S6：将步骤S5制得的原料C投入搅拌机中，经搅拌后制得碎粒；
S7：将步骤S6制得的碎粒放入到挤出机中，在温度为195-210℃下挤出，通过风冷方式冷却成型，制得新型石木塑复合材料。
进一步地，步骤S6中所述搅拌转速为200-400r/min。
进一步地，所述搅拌时间为12-18min。
进一步地，所述搅拌转速为400r/min，搅拌时间为12min。
进一步地，步骤S7中所述挤出温度为195-210℃。
进一步地，所述挤出温度为210℃。
进一步地，步骤7中所述冷却成型采用风冷方式冷却成型。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的新型石木塑复合材料具有高阻燃性能和抑烟效果，在高温下不会释放有毒有害物质，避免对人体的二次伤害；
（2）本发明的新型石木塑复合材料的隔热性能非常好，避免对人体的烫伤，而且有很好的绝缘性；
（3）本发明的新型石木塑复合材料材料致密，力学性能好，非常耐用。
（4）本发明的新型石木塑复合材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，吸水率小，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型石木塑复合材料较好的力学性能，是一种性能优的新型石木塑复合材料，可广泛应用于宾馆、饭店、建筑装饰装修，有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述新型石木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：麦饭石粉82-100份、聚丁烯塑料42-60份、桉木粉21-30份、胶黏剂8-14份、脂肪酸酰胺0.6-1.2份、硅胶0.6-1份、阻燃剂0.6-0.8份、抑烟剂0.5-0.8份、气溶胶发生剂0.4-0.5份、钛酸酯偶联剂0.6-0.7份、PP-g-MAH相容剂0.3-0.6份、 WINGSTAYL抗氧化剂0.2-0.6份、JINHASS调节剂0.3-0.7份、强化剂0.3-0.8份、聚合氯化铝铁0.6-0.9份、邻苯二甲酸二正辛酯0.5-0.8份、硬脂酸钾0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.3份；
所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：三氧化二锑5-8份、乙烯基三乙氧基硅烷3-5份、磷酸三乙酯3-4份、氯化镁5-7份、酚醛树脂2-4份、膨润土0.6-1份；
所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：钼酸锌8-14份、氢氧化铝6-10份、白云石粉2-3份、氧化铜1-2份；
所述强化剂以重量份为单位，包括以下原料：乙基丁烯酸乙酯10-20份、磷酸乙烯酯8-15份、环烷酸钴3-6份、氯化铝2-4份；
所述新型石木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备胶黏剂，其制备方法，包括以下步骤：
S11：配制浓度为20-30Be’，pH 值为3.4-3.7的木薯淀粉浆A；
S12：向步骤S11的木薯淀粉浆A中加入浓度为2%-4%的甘油三酯、过碳酰胺、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、镍催化剂，然后在温度为50-58℃，搅拌转速为100-150r/min下进行交联接枝反应2-2.5h，制得浆料B；
S13：向步骤S12的浆料B中加入氢氧化钾，调节pH 值为9.3-9.7，接着加入环氧氯丙烷、尿素、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、柠檬酸酯、聚丙二烯橡胶、丙基三甲氧基硅烷，然后在温度为60-64℃，搅拌转速为100-160r/min下进行交联反应1-1.2h，制得浆料C；
S14：将步骤S13的浆料C中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8-8.4，升温至80-82℃，糊化45-50min，糊化结束后降至32-36℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为120-150r/min下搅拌8-12min，制得胶黏剂；
S2：将步骤S1制得的胶黏剂、麦饭石粉、聚丁烯塑料、桉木粉、脂肪酸酰胺、硅胶、阻燃剂、抑烟剂、气溶胶发生剂、钛酸酯偶联剂、PP-g-MAH相容剂、 WINGSTAYL抗氧化剂、JINHASS调节剂、强化剂、聚合氯化铝铁、邻苯二甲酸二正辛酯、硬脂酸钾、苯乙烯投入到压力锅内，在压力为9-11MPa下高压处理1-2h，制得原料A；
S4：将步骤S3制得的原料A放入到温度≤-20℃下冷冻3-5h，制得原料B；
S5：将步骤S4制得的原料B放入到烘干机内，在温度为82-85℃下烘干至含水量≤4%，制得原料C；
S6：将步骤S5制得的原料C投入搅拌机中，在转速为200-400r/min下搅拌12-18min，制得碎粒；
S7：将步骤S6制得的碎粒放入到挤出机中，在温度为195-210℃下挤出，通过风冷方式冷却成型，制得新型石木塑复合材料。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种新型石木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：麦饭石粉90份、聚丁烯塑料50份、桉木粉25份、胶黏剂12份、脂肪酸酰胺0.9份、硅胶0.8份、阻燃剂0.7份、抑烟剂0.7份、气溶胶发生剂0.4份、钛酸酯偶联剂0.6份、PP-g-MAH相容剂0.5份、 WINGSTAYL抗氧化剂0.4份、JINHASS调节剂0.5份、强化剂0.6份、聚合氯化铝铁0.8份、邻苯二甲酸二正辛酯0.7份、硬脂酸钾0.3份、苯乙烯0.2份；
所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：三氧化二锑7份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、磷酸三乙酯3.5份、氯化镁6份、酚醛树脂3份、膨润土0.8份；
所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：钼酸锌12份、氢氧化铝8份、白云石粉2.5份、氧化铜1.5份；
所述强化剂以重量份为单位，包括以下原料：乙基丁烯酸乙酯15份、磷酸乙烯酯12份、环烷酸钴5份、氯化铝3份；
所述新型石木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备胶黏剂，其制备方法，包括以下步骤：
S11：配制浓度为25Be’，pH 值为3.6的木薯淀粉浆A；
S12：向步骤S11的木薯淀粉浆A中加入浓度为3%的甘油三酯、过碳酰胺、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、镍催化剂，然后在温度为55℃，搅拌转速为130r/min下进行交联接枝反应2.2h，制得浆料B；
S13：向步骤S12的浆料B中加入氢氧化钾，调节pH 值为9.5，接着加入环氧氯丙烷、尿素、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、柠檬酸酯、聚丙二烯橡胶、丙基三甲氧基硅烷，然后在温度为62℃，搅拌转速为130r/min下进行交联反应1.1h，制得浆料C；
S14：将步骤S13的浆料C中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.2，升温至81℃，糊化48min，糊化结束后降至34℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为140r/min下搅拌10min，制得胶黏剂；
S2：将步骤S1制得的胶黏剂、麦饭石粉、聚丁烯塑料、桉木粉、脂肪酸酰胺、硅胶、阻燃剂、抑烟剂、气溶胶发生剂、钛酸酯偶联剂、PP-g-MAH相容剂、 WINGSTAYL抗氧化剂、JINHASS调节剂、强化剂、聚合氯化铝铁、邻苯二甲酸二正辛酯、硬脂酸钾、苯乙烯投入到压力锅内，在压力为10MPa下高压处理1.5h，制得原料A；
S4：将步骤S3制得的原料A放入到温度为-20℃下冷冻5h，制得原料B；
S5：将步骤S4制得的原料B放入到烘干机内，在温度为83℃下烘干至含水量为4%，制得原料C；
S6：将步骤S5制得的原料C投入搅拌机中，在转速为300r/min下搅拌15min，制得碎粒；
S7：将步骤S6制得的碎粒放入到挤出机中，在温度为200℃下挤出，通过风冷方式冷却成型，制得新型石木塑复合材料。
实施例2
一种新型石木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：麦饭石粉82份、聚丁烯塑料42份、桉木粉21份、胶黏剂8份、脂肪酸酰胺0.6份、硅胶0.6份、阻燃剂0.6份、抑烟剂0.5份、气溶胶发生剂0.4份、钛酸酯偶联剂0.6份、PP-g-MAH相容剂0.3份、 WINGSTAYL抗氧化剂0.2份、JINHASS调节剂0.3份、强化剂0.3份、聚合氯化铝铁0.6份、邻苯二甲酸二正辛酯0.5份、硬脂酸钾0.2份、苯乙烯0.2份；
所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：三氧化二锑5份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、磷酸三乙酯3份、氯化镁5份、酚醛树脂2份、膨润土0.6份；
所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：钼酸锌8份、氢氧化铝6份、白云石粉2份、氧化铜1份；
所述强化剂以重量份为单位，包括以下原料：乙基丁烯酸乙酯10份、磷酸乙烯酯8份、环烷酸钴3份、氯化铝2份；
所述新型石木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备胶黏剂，其制备方法，包括以下步骤：
S11：配制浓度为20Be’，pH 值为3.4的木薯淀粉浆A；
S12：向步骤S11的木薯淀粉浆A中加入浓度为2%的甘油三酯、过碳酰胺、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、镍催化剂，然后在温度为50℃，搅拌转速为100r/min下进行交联接枝反应2.5h，制得浆料B；
S13：向步骤S12的浆料B中加入氢氧化钾，调节pH 值为9.3，接着加入环氧氯丙烷、尿素、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、柠檬酸酯、聚丙二烯橡胶、丙基三甲氧基硅烷，然后在温度为60℃，搅拌转速为100r/min下进行交联反应1.2h，制得浆料C；
S14：将步骤S13的浆料C中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8，升温至80℃，糊化45min，糊化结束后降至32℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为120r/min下搅拌12min，制得胶黏剂；
S2：将步骤S1制得的胶黏剂、麦饭石粉、聚丁烯塑料、桉木粉、脂肪酸酰胺、硅胶、阻燃剂、抑烟剂、气溶胶发生剂、钛酸酯偶联剂、PP-g-MAH相容剂、 WINGSTAYL抗氧化剂、JINHASS调节剂、强化剂、聚合氯化铝铁、邻苯二甲酸二正辛酯、硬脂酸钾、苯乙烯投入到压力锅内，在压力为9MPa下高压处理2h，制得原料A；
S4：将步骤S3制得的原料A放入到温度为-18℃下冷冻4h，制得原料B；
S5：将步骤S4制得的原料B放入到烘干机内，在温度为82℃下烘干至含水量为3%，制得原料C；
S6：将步骤S5制得的原料C投入搅拌机中，在转速为200r/min下搅拌18min，制得碎粒；
S7：将步骤S6制得的碎粒放入到挤出机中，在温度为195℃下挤出，通过风冷方式冷却成型，制得新型石木塑复合材料。
实施例3
一种新型石木塑复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：麦饭石粉100份、聚丁烯塑料60份、桉木粉30份、胶黏剂14份、脂肪酸酰胺1.2份、硅胶1份、阻燃剂0.8份、抑烟剂0.8份、气溶胶发生剂0.5份、钛酸酯偶联剂0.7份、PP-g-MAH相容剂0.6份、 WINGSTAYL抗氧化剂0.6份、JINHASS调节剂0.7份、强化剂0.8份、聚合氯化铝铁0.9份、邻苯二甲酸二正辛酯0.8份、硬脂酸钾0.4份、苯乙烯0.3份；
所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：三氧化二锑8份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、磷酸三乙酯4份、氯化镁7份、酚醛树脂4份、膨润土1份；
所述抑烟剂以重量份为单位，包括以下原料：钼酸锌14份、氢氧化铝10份、白云石粉3份、氧化铜2份；
所述强化剂以重量份为单位，包括以下原料：乙基丁烯酸乙酯20份、磷酸乙烯酯15份、环烷酸钴6份、氯化铝4份；
所述新型石木塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备胶黏剂，其制备方法，包括以下步骤：
S11：配制浓度为30Be’，pH 值为3.7的木薯淀粉浆A；
S12：向步骤S11的木薯淀粉浆A中加入浓度为4%的甘油三酯、过碳酰胺、2，5-二甲基-2，5-双( 苯甲酰过氧)-己烷、镍催化剂，然后在温度为58℃，搅拌转速为150r/min下进行交联接枝反应2h，制得浆料B；
S13：向步骤S12的浆料B中加入氢氧化钾，调节pH 值为9.7，接着加入环氧氯丙烷、尿素、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、柠檬酸酯、聚丙二烯橡胶、丙基三甲氧基硅烷，然后在温度为64℃，搅拌转速为160r/min下进行交联反应1h，制得浆料C；
S14：将步骤S13的浆料C中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.4，升温至82℃，糊化50min，糊化结束后降至36℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为150r/min下搅拌8min，制得胶黏剂；
S2：将步骤S1制得的胶黏剂、麦饭石粉、聚丁烯塑料、桉木粉、脂肪酸酰胺、硅胶、阻燃剂、抑烟剂、气溶胶发生剂、钛酸酯偶联剂、PP-g-MAH相容剂、 WINGSTAYL抗氧化剂、JINHASS调节剂、强化剂、聚合氯化铝铁、邻苯二甲酸二正辛酯、硬脂酸钾、苯乙烯投入到压力锅内，在压力为11MPa下高压处理1h，制得原料A；
S4：将步骤S3制得的原料A放入到温度为-15℃下冷冻3h，制得原料B；
S5：将步骤S4制得的原料B放入到烘干机内，在温度为85℃下烘干至含水量为2%，制得原料C；
S6：将步骤S5制得的原料C投入搅拌机中，在转速为400r/min下搅拌12min，制得碎粒；
S7：将步骤S6制得的碎粒放入到挤出机中，在温度为210℃下挤出，通过风冷方式冷却成型，制得新型石木塑复合材料。
本发明可广泛应用于宾馆、饭店、建筑装饰装修，阻燃效果好，无法燃烧及形成火焰，性能稳定可靠，其性能指标通过以下阻燃性能测试实验和力学性能测试实验给出：
（1）阻燃性能测试实验
把上述实施例1-3制备的样品裁制成标准的小板，然后使用氧指数测定仪HC-2（南京市江宁区分析仪器厂）和水平垂直燃烧测定仪CZF-3（南京市江宁区分析仪器厂）分别对新型石木塑复合材料进行氧指数和燃烧性能测定，氧指数37%-40%，水平垂直燃烧性能无着火，烟轻，阻燃效果良好。
（2）力学性能测试实验
把上述实施例1-3制备的样品裁制成长115mm、宽10mm、厚2.5mm 的标准小板，然后使用拉伸测试仪5585（美国INSTRON）和冲击试样机 ZBC1251-B（美特斯工业系统公司）分别对新型石木塑复合材料进行拉伸和冲击试验，拉伸指数 （最大拉力，单位：N）855.45-923.98，冲击指数（韧性，无缺口），单位：ki/m2，6.312-6.578，注：拉伸速度为2mm/min。
（3）其他性能指标
把上述实施例1-3制备的样品裁制成长115mm、宽10mm、厚2.5mm 的标准小板，检测弯曲强度、弯曲模量、邵氏硬度、吸水率，结果如下表所示。
综上所述，本发明的新型石木塑复合材料阻燃效果好，抗冲击能力强，韧性强，吸水率小，既获得了优良的阻燃性能又保持了新型石木塑复合材料较好的力学性能，是一种性能优的新型石木塑复合材料，可推广应用，有显著的经济和社会效益。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。