一种木塑复合板及其制备方法和应用与流程

本技术涉及复合材料，具体涉及一种木塑复合板及其制备方法和应用。背景技术：1、木塑复合材料(wood-plastic composite，wpc)，简称木塑，自20世纪90年代从北美洲兴起，它利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等塑料代替传统的树脂胶粘剂，与超过50％的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合，形成一种新的木质材料。这种材料经过挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，可以生产出各种板材或型材，用于室内装修，比如室内门板，与传统的纤维板、刨花板和胶合板相比较，木塑复合门板可加工性较强，同时避免了含甲醛类胶黏剂的使用影响人们身体健康，因此，越来越受到人们的喜欢。但是在使用木塑复合材料过程中逐渐发现一些问题，比如木塑复合板的阻燃性较差等。2、常见的木塑复合材料的阻燃方法常用的是添加阻燃剂，这是因为在木塑复合材料中添加阻燃剂是提高木塑复合材料阻燃性能的主要方法。阻燃剂可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两类，无机阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等，具有热稳定性高、无毒无污染等优点；有机阻燃剂如磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等，可以通过捕捉自由基、降低燃烧温度等方式提高阻燃性能。此外还可以通过调整木塑复合材料的配方或者对木塑复合材料表面进行阻燃处理或者通过合理的结构设计如增加材料的厚度、设置防火隔离带等。3、随着纳米材料兴起，不少学者开始研究将纳米材料作为一种阻燃剂的应用，这是因为纳米阻燃剂通常具有优异的热稳定性和化学稳定性，能够在高温或火焰条件下保持材料的完整性，从而延缓或阻止火灾的蔓延。目前纳米阻燃剂已经广泛应用于建筑、交通、电子、纺织等领域，为提高材料的阻燃性能和保障人们的生命财产安全发挥了重要作用。4、公告号为cn105566755b的中国专利公开了一种表芯层同步共挤阻燃木塑复合材料及其制造方法，阻燃木塑复合材料为表芯层结构，表层采用聚烯烃塑料、木质纤维、纳米阻燃剂、润滑剂、偶联剂为原料，芯层采用聚烯烃塑料、木质纤维、纳米晶态纤维素/聚磷酸铵胶体、润滑剂、偶联剂为原料。该发明制得的表芯层结构阻燃木塑复合材料具有较高的阻燃性能、力学强度。但是该发明中纳米晶态纤维素/聚磷酸铵胶体具有较好的阻燃性却置于芯层，在阻燃的过程中可能会引起阻燃滞后。公告号为cn103194075a的中国专利公开了一种无机纳米阻燃木塑复合材料及其制备方法，该申请采用纳米级无卤环保型阻燃剂，并将塑料、木纤维、偶联剂、阻燃剂、抑烟剂、润滑剂、抗氧剂等各组分简单机械混合，虽然有一定阻燃作用，但是该申请的纳米级无卤环保型阻燃剂是氢氧化铝或者氢氧化镁无机物，这类物质与木纤维和塑料相融性较差，导致阻燃剂在木塑复合材料分散不均结合不紧密，可能会影响木塑复合材料的力学强度或者阻燃效果。5、综上所述，提高木塑复合材料的阻燃性能，不仅能够避免一些不必要的经济损失，同时可以为拓宽木塑复合材料的应用领域，具有良好的前景，针对目前纳米复合阻燃层由于层结构不合理或者无机纳米阻燃剂与木塑材料结合不紧密可能会引起的阻燃效果差等问题，本技术提出一种木塑复合板及其制备方法和应用。技术实现思路1、针对背景技术中目前纳米复合阻燃层由于层结构不合理或者无机纳米阻燃剂与木塑材料结合不紧密可能会引起的阻燃效果差等问题，本技术提出一种木塑复合板及其制备方法和应用，2、本技术的技术方案：3、一方面本技术提供一种木塑复合板，4、所述木塑复合板为5层对称结构，依次为第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层，所述第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层通过胶黏剂黏结；5、所述第一阻燃层包括如下重量组分的原料：50～58wt％木粉、10～14wt％复合阻燃剂、27～34wt％高密度聚乙烯、1～3wt％润滑剂、1～2wt％抗氧化剂；6、所述芯层为瓦楞型，包括如下重量组分的原料：50～58wt％木粉、27～34wt％高密度聚乙烯、10～14wt％凹凸棒、1～3wt％润滑剂、1～2wt％抗氧化剂；7、所述第二阻燃层包括如下重量组分的原料：50～58wt％木粉、27～34wt％高密度聚乙烯、2wt％纳米纤维素、8～12wt％凹凸棒、1～3wt％润滑剂、1～2wt％抗氧化剂。8、在一个具体的可实施方案中，所述复合阻燃剂的制备方法为：9、s1.将碱溶液和醇溶液超声分散30～40min得到醇碱溶液，随后加入凹凸棒超声分散30～40min，磁力搅拌3～5h得到混合溶液a；10、s2.将s1得到的混合溶液a固液分离，并将固体干燥得到羟基改性凹凸棒；11、s3.将s2得到的羟基改性凹凸棒分散到壳聚糖溶液中，超声分散30～40min，磁力搅拌3～5h得到混合溶液b；12、s4.将s3得到的混合溶液b固液分离，并将固体干燥得到氨基改性凹凸棒；13、s5.将s4得到氨基改性凹凸棒与磷酸溶液混合，在30～60℃的条件下，搅拌0.5～2h，得到混合溶液c，将混合溶液c固液分离，并将固体干燥得到复合阻燃剂。14、在一个具体的可实施方案中，s1所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，浓度为2～3mol/l；所述醇溶液为乙醇、乙二醇、丙醇或者异丙醇中的任意一种；所述碱溶液和醇溶液的质量比为1：(50～100)；s1所述凹凸棒与醇碱溶液的质量为1:(20～30)。15、在一个具体的可实施方案中，s3所述壳聚糖溶液的质量分数为40～50％；所述羟基改性凹凸棒与壳聚糖溶液的质量比为1:(20～30)。16、在一个具体的可实施方案中，s5所述磷酸溶液的质量分数为35％～40％；所述氨基改性凹凸棒与磷酸溶液的质量比为1:(20～30)。17、在一个具体的可实施方案中，所述第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层的层厚比为2:2:1:2:2。18、在一个具体的可实施方案中，所述凹凸棒在300～350℃煅烧2～3h。19、在一个具体的可实施方案中，所述润滑剂为硬脂酸钠，所述抗氧化剂为β-(3,5－二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇。20、第二方面本技术提供一种木塑复合板的制备方法，包括如下步骤：21、步骤一：将木粉、复合阻燃剂、高密度聚乙烯、润滑剂和抗氧化剂按质量百分比混合均匀后送入双螺杆挤出机中熔融挤出成型得到第一阻燃层备用；22、步骤二：将木粉、高密度聚乙烯、纳米纤维素、凹凸棒、润滑剂和抗氧化剂按质量百分比混合均匀后送入双螺杆挤出机中熔融挤出成型得到第二阻燃层备用；23、步骤三：木粉、高密度聚乙烯、凹凸棒、润滑剂和抗氧化剂按质量百分比混合均匀后送入压机中熔融挤出成型得到芯层备用；24、步骤四：将第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层通过胶黏剂黏结得到木塑复合板。25、第三方面，本技术提供一种一种木塑复合板的应用，用于室内门板。26、本技术的有益效果：27、(1)本技术将凹凸棒先用醇碱溶液改性得到羟基改性的凹凸棒，随后再加入到壳聚糖溶液中得到氨基改性的凹凸棒，最后加入到磷酸溶液得到本技术所需的复合阻燃剂，本技术将含磷物质通过化学作用附着在凹凸棒表面，形成含磷纳米阻燃剂，可以在燃烧过程中释放出磷酸，降低可燃物表面的温度和氧气浓度，从而达到阻燃的目的，同时本技术的复合阻燃剂中含有的凹凸棒本身具有优异的火焰阻燃性能，可以和燃烧过程中释放的磷酸达到协同阻燃的效果。另一方面，本技术的凹凸棒经过羟基改性和氨基改性，增加了凹凸棒在木塑复合材料中的相融性和分散性，进一步提高了阻燃效果。28、(2)本技术的第二阻燃层和芯层的凹凸棒经过煅烧活化，凹凸棒失去吸附水、沸石水以及部分结晶水和结构水，可变为多孔的干草堆状结构，使孔隙度、比表面积增大，分散性、吸附性提高，一方面，改善了其在木塑复合材料的相融性，进一步提高材料的力学强度，另一方面，第二阻燃层和芯层的凹凸棒可以与第一阻燃层的复合阻燃剂相互协同，达到阻燃的效果。29、(3)本技术的芯层加工成瓦楞型，且控制第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层的层厚比为2:2:1:2:2，芯层的瓦楞型与第二阻燃层形成中空结构，不仅可以在物理空间上达到阻燃的效果，还可以达到隔音的效果，同时瓦楞的厚度较小，避免对木塑复合板力学性能的影响。30、(4)本技术的木塑复合板设置5层对称结构，且按照第一阻燃层、第二阻燃层、芯层、第二阻燃层和第一阻燃层顺序排列，各层之间协同作用，达到共同阻燃的效果。