木塑复合材料阻燃性能研究进展

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1、木塑复合材料阻燃性能研究进展刘艳军，李永峰（山东农业大学林学院，山东泰安271000）摘要：阐述了木塑复合材料的合成原理及其阻燃性能，并总结了常规阻燃剂和新型纳米材料阻燃剂对木塑复合材料阻燃性能的影响，以及对木塑复合材料阻燃领域发展方向的展望。关键词：木塑复合材料，阻燃性能，阻燃剂ResearchProgressinFire-retardantofWoodPlasticCompositesYanjunLiu,YongfengLi(ForestryofShanDongAgriculturalUniversity)Abstract

2、:Describesthesynthesisoftheoryandflameretardantpropertiesofwood-plasticcompositesandsummarizestheeffectsofconventionalflameretardantsandnewnano-materialsforWPCretardantpropertiesaswellasprospectsforthedevelopmentofwood-plasticcompositematerialisflameretardantdirecti

3、onofthefield.Keywords:WoodPlasticComposites,FlameRetardant,FireRetardant0前言木塑复合材料作为一种节约能源，环境友好的新型材料，有着广阔的应用前景。随着对其研究的不断深入，以及对较高的阻燃性能的木塑复合材料的生产开发，木塑复合材料必将在生产生活中的各个领域得到更加广泛的应用。1木塑复合材料的合成原理木塑复合材料成分主要分为基体、填充物和添加剂3部分。基体主要是热塑性的塑料如:聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、丙烯睛一丁二

4、烯一苯乙烯(Ass等常见的通用塑料以及它们的发泡材料，也有采用酚醛树脂(PF)等热固性塑料川，还可以使用这些塑料的废弃回收物以及新材料和回收物的混合物[1]。作为填充物的植物纤维来源非常广泛，主要有:废木屑、刨花、锯末等木材加工业的废弃下角料以及稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、黄麻等农作物纤维。除了填充物和基体之外，为了提高木塑复合材料的使用性能，改善其加工性能，通常还需要加人添加剂。添加剂主要有润滑剂、分散剂、紫外线稳定剂、发泡剂、交联剂、阻燃剂等[1]。2木塑复合材料阻燃性能木塑复合材料的阻燃性能与木纤维阻燃剂加量、补强

5、剂种类、补强剂加量、塑料阻燃剂种类、塑料阻燃剂加量和木塑比例等变量因子有关，木材阻燃剂加量、塑料阻燃剂加量和木塑比例对木塑复合材料的阻燃性能(氧指数)有显著影响，其他因子影响不明显[5]。其中有3个重要因素对木塑复合材料阻燃性能的影响最大，即木塑比例、阻燃剂种类和阻燃剂的添加量。木塑比例对材料的综合性能影响最大，木粉与塑料的比例提高时，材料的耐水性能提高，而材料的阻燃性能降低，静曲强度降低;在不同种类的阻燃剂对材料的阻燃性能改性实验中，复合磷氮类阻燃剂效果最佳;阻燃剂的添加实验表明，随着阻燃剂添加的量增加，材料的阻燃性能提高，

6、内结合强度加大，而耐水性能降低[7]。单一的木材阻燃剂或塑料阻燃剂都不能达到对木塑材料既定的阻燃效果，只有协同作用阻燃剂才能达到对木塑复合材料阻燃的良好效果。因此木材阻燃性能与阻燃剂的选择和阻燃剂之间的协同关系是密切相关的，提高木材阻燃性能的方法就是优化阻燃剂的组分和充分发挥各阻燃剂之间的协同作用。3阻燃剂3.1常规阻燃剂贺金梅[3]从各个组分出发研究木粉/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料阻燃，适用于复合材料中单一组分的阻燃剂都被考虑在内。发现APP对该复合材料的阻燃性能最好，可赋予其氧指数28.2%，比未阻燃配方提高了8.6

7、个单位，非常适合木纤维增强LDPE复合材料，而且也没过多地劣化复合材料的物理机械性能。董吉和李斌等[4]主要以APP、季戊四醇(PER)以及自制的成炭发泡剂((CFA)复配成的膨胀型阻燃剂对木粉//PP复合材料进行阻燃。结果表明:膨胀型阻燃体系可以提高木粉//PP复合材料的氧指数与成炭性，当添加量为25%时，APP与PER复配阻燃的复合材料的氧指数可达27.5%,800℃时残余炭含量为19.24%，而且该阻燃剂的加人对提高材料的拉伸强度和弯曲强度有一定作用。张会平等[6]采用无卤阻燃剂聚磷酸按(APP)以及阻燃协效剂硼酸锌(Z

8、B)硅藻土制备具有良好阻燃性能的木塑复合材料，阻燃剂在改善木塑复合材料阻燃性能的同时可提高材料的热稳定性当其用量为20份时复合材料垂直燃烧达到UL94V-0级此时体系的力学性能变化不大:ZB、硅藻土对木塑复合材料的协效阻燃规律不同于对塑料的阻燃规律添加2份硅藻土的阻燃体系形成