【正文】 手段。 查閱大量的文獻會發(fā)現(xiàn)，目前對木塑材料的阻燃研究技術(shù)主要有：通過添加硼酸和硼砂等混合物作為阻燃劑，會對阻燃有幫助，但是材料的彈性模量和斷裂模量都降低，并且吸濕性增加；加入常用的無機阻燃劑如氫氧化鋁，由于添加量需要大量使用才能達到阻燃效果，嚴重損傷基體的機械性能，且大量使用時會在材料燃燒過程中產(chǎn)生大量白煙 。這不僅會導致材料力學性能下降，而且對于已經(jīng)填充大量木粉的高分子聚合物基體來說也是不現(xiàn)實的，這會對混合和加工帶來極大的困難；為進一步改善 PVC 木塑的阻燃性能，研究中也有用有機改性蒙脫土 (OMMT)加入 PVC/木粉體系，制備出有機蒙脫土 /木粉 /聚氯乙烯 /納米復合阻燃材料。雖然這種方法有助于提高材料力學強度，材料的阻燃性能也有一定程度的改善，但這種方法成本高，并且過量的填入會導致增加了木塑復合材料燃燒的煙氣危害性，另外關(guān)于蒙脫土與材料的相容性還沒有得到實質(zhì)性的改善，有關(guān) OMMT 增強木塑復合材料的阻燃性能還不能通 過 LOI 和垂直燃燒等級測試，對實際使用意義不是很大。 關(guān)于 PVC 材料的阻燃、抑煙技術(shù)的研究已近 30 年，各種阻燃劑對 PVC的作用及阻燃機理的研究也有大量文獻報道，但關(guān)于 PVC 木塑的阻燃抑煙研究很少， 國內(nèi) 白曉艷等主要針對過渡金屬氧化物對 PVC 基木塑復合材料燃燒性能的影響進行了研究分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，木粉與 PVC 二者之間存在相互作用，PVC 木塑的降解更多具有 PVC 降解的特征，而對于木粉填充對 PVC 木塑 的燃燒性能的影響卻沒有進一步研究報道。查找 相關(guān) 專利僅有東北林業(yè)大學王清文等進行了阻燃抑煙型的木塑材料的研究，但其在國內(nèi) 木塑企業(yè)的應用拓展方面未見報道。 單純從依靠 PVC自身的難燃性會賦予材料一定的阻燃性， 但都 不考慮 PVC木塑復合材料在燃燒時發(fā)煙量大的問題。由于木塑為新生代產(chǎn)品，較長時期以來國內(nèi)有關(guān)標準一直缺位。隨著應用領(lǐng)域的不斷擴大，木塑復合材料 /制品及設(shè)備方面的糾紛日漸增多，已經(jīng)直接影響到國內(nèi)木塑復合材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。 據(jù)目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢和市場容量預測，中國木塑產(chǎn)業(yè)如果能夠在技術(shù)和質(zhì)量上有所突破，其產(chǎn)量完全有把握大幅度超過美國，保守估計 “ 十二五 ” 期間傳統(tǒng)木塑復合材料總產(chǎn)量有望達到 500 萬噸左右，產(chǎn)值超過 600 億元。今 年幾大展會，包括 20xx 上海國際工業(yè)材料展覽會上海國際木制環(huán)保門窗展覽會等對加大對木塑材料的推廣，這也是國家大力提倡發(fā)展低碳經(jīng)濟的一個大趨勢。相信木塑市場會逐步完善，這對于木塑制品阻燃性的要求也會更加明確。當下開發(fā)阻燃的木塑復合材料是減少火災發(fā)生的戰(zhàn)略性措施之一，是關(guān)系到環(huán)境保護和人類生存的重大舉措。對 PVC 木塑的阻燃 抑煙 研究，獲得理想的阻燃復合材料迫在眉睫。 總體目標、研究內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵及主要性能與技術(shù)指標 、 總體目標 此項目要實現(xiàn)的目標是采用阻燃改性 ， 達到提高 PVC 木塑制品的阻燃和抑煙性能。要 求產(chǎn)品不僅能降低材料的火災危險，同時又保持外觀似木的特性、成本低、成型性能和力學性能。 其阻燃抑煙要求可達到國家阻燃 C 級，UL94 V0， NBC 等各國關(guān)于阻燃的要求， 能夠為 客戶 提供一種阻燃性能好，同時又兼具經(jīng)濟、環(huán)保、力學性能好的阻燃 抑煙型的 木塑材料。 創(chuàng)新的技術(shù)和當前技術(shù)的對比 當前的技術(shù) 創(chuàng)新的技術(shù) 木粉含量低，為主要組份之一；隨著木粉含量的加大，阻燃性能下降； 木粉含量高，且阻燃性能好。 用生產(chǎn)普通塑料型材使用的模具和設(shè)備，擠出速率低 針對阻燃木塑開發(fā)專屬的模具和設(shè)備，口模帶冷卻裝置，生產(chǎn)穩(wěn)定，壽 命長，擠出速率高。 普通 PP， PE基木塑易燃，阻燃的 PP，PE基木塑采用傳統(tǒng)方法，單純的添加阻燃劑，防火性能差或者性價比低。 國家阻燃 C級， UL94 V0，性價比高。 、 研究內(nèi)容 本次申報項目旨在制造一種具有阻燃抑煙特性的發(fā)泡 PVC 木塑制品，用作建筑裝飾材料，其發(fā)煙量低且成本低廉。研究內(nèi)容包括： 通過對 PVC 木塑阻燃抑煙配方設(shè)計，提高樹脂本身的阻燃性。由于 此項目中 原料 體系 組份中木粉含量高， 堆積密度大 ， 并且加入了增塑劑、穩(wěn)定劑等，這些助劑的加入會導致木粉與高分子樹脂界面發(fā)生變化，降低二者的相容性，損害材料的阻燃性能。同時，大量的木粉添加也會導致材料的易燃性增加。因而在配方設(shè)計時，通過對木粉進行處理，達到對木粉的包覆，提高 材料的 阻燃性 ； 配合 專屬模具和設(shè)備的開發(fā)， 以 提高擠出速率 ； 考慮到調(diào)整配方后，會導致材料的力學性能損傷，需要對 聚氯乙烯的進行增韌改性。減少因 助劑 造成的制品阻燃性能下降，實現(xiàn)在滿足阻燃要求的前提下，木粉的填充最大量 ； 研究熱穩(wěn)定劑對 PVC 木塑的抑煙作用。選擇最適合的熱穩(wěn)定劑，促進PVC 分子鏈更早和更快地交聯(lián)，從而破壞由多烯結(jié)構(gòu)生成芳烴化合物的可能性，促進交聯(lián)與成炭。 通過阻燃復配技術(shù) ，提高體系的氧指數(shù)，降低煙密度；增加成炭量；使熱解產(chǎn)物中芳香族揮發(fā)分比例減少，脂肪族揮發(fā)分比例增加，且不影響聚合物材料的回收利用，以免后期產(chǎn)品回收時損失制品原有性能或產(chǎn)生有毒物質(zhì) 。 通過 對阻燃型的發(fā)泡 PVC 木塑制品的工藝研究 和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ， 進行大量的生產(chǎn)實踐，摸索出了一個比較合理的生產(chǎn)配方及相應的生產(chǎn)工藝，可滿足阻燃制品連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)。 、 技術(shù)關(guān)鍵及主要性能與技術(shù)指標 技術(shù)關(guān)鍵在于能夠達到消煙目的的同時不降低材料的力學性能； 減少 發(fā)泡對阻燃 抑煙 的影響。 主要性能與技術(shù) 指標 序號 檢驗項目 檢驗方法 技術(shù)指標 預計 指標 1 燃燒增長速率指數(shù) GB/T 2028420xx ≤ 250 合格 2 600s 內(nèi)總熱釋放量 GB/T 2028420xx ≤ 15 合格 3 火焰橫向蔓延長度 GB/T 2028420xx ＜試樣邊緣 合格 4 燃燒長度 GB/T 862620xx ≤ 150 合格 5 煙氣生成速率指數(shù) GB/T 2028420xx ≤ 250 合格 6 燃燒滴落物 /微粒 GB/T 2028420xx 600s 內(nèi)無燃燒滴落物 /微粒 合格 7 過濾紙 是否被引燃 GB/T 862620xx 過濾紙未被引燃 合格 8 產(chǎn)煙毒性 /級 GB/T 2028420xx 達到 ZA3 合格 備注：技術(shù)指標依據(jù) GB2028620xx 對 C級材料的規(guī)定 技術(shù)路線、實施方案及計劃進度 技術(shù)路線 采用界面融合技術(shù)，解決親水性的木粉與 疏水的塑料 的相容性。從而改善材料的阻燃性。 木粉是業(yè)界對植物纖維粉料的通稱，是指各類植物纖維經(jīng)過粗軋、粉粹、研磨和篩選等工序加工成粉狀的物體；此處的植物纖維包括木本纖維和草本纖維。其中，木本纖維諸如木屑、鋸末、刨 花、椏枝、邊角料、砂光粉等；草本纖維如稻草、麻稈、棉秸稈、玉米稈、葵花稈、花生殼、甘蔗渣等，以及屬于禾本植物的竹材類，上述材料均為低值或廢棄的自然資源材料，采集量大且獲取相對容易。不同木種的纖維結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)和物理性質(zhì)各異，如果不進行分類和處理，木粉材性的變化會導致原料性質(zhì)的不穩(wěn)定，給后期配方設(shè)計、加工和工業(yè)化的實現(xiàn)帶來困難。原料組份中木粉含量高，原料與 PVC混合加工難度加大； 專屬模具和設(shè)備的開發(fā)，提高擠出速率 現(xiàn)有的設(shè)備和模具不能符合工業(yè)化生產(chǎn)的要求，必須開發(fā)適合原料專屬的模具和設(shè)備。選用合 適的增塑劑和熱穩(wěn)定劑，在能達到產(chǎn)品性能要求的同時，不降低復合材料的阻燃性能； 采用特殊的工藝配方，產(chǎn)品外觀具有更逼真的木質(zhì)感； 加入特殊的阻燃劑，達到產(chǎn)品阻燃抑煙的性能； 對現(xiàn)有的工藝調(diào)整，根據(jù)阻燃要求的提出設(shè)計合理的工藝條件；擠出成型具有阻燃抑煙特性的 PVC 木塑制品 ； 對產(chǎn)品的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到隔熱，隔氧的目的，提高產(chǎn)品的阻燃性。 組織實施方案 本項目 實施 地點為 XX 科技 股份 有限公司 ， 本項目 總投資為 5890 萬元，其中申請消防科技計劃項目專項資金 500 萬元，企業(yè)自籌 5390 萬元 ； 項目達產(chǎn)后產(chǎn)能可達 10000 噸 /年 。 此次項目所需設(shè)備：生產(chǎn)線為 120 機全套生產(chǎn)線各 10 條；配套的輔助設(shè)