高强度阻燃秸秆材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度阻燃秸秆材料及其制备方法，所述制备方法包括：将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70‑80℃下反应1‑2小时，过滤后得到改性蒙脱土；将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5‑8:5‑15:25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；解决了现有的秸秆材料很难同时保证优越的力学性能和阻燃性能的问题。

High strength flame-retardant straw material and its preparation method

The invention discloses a high-strength flame-retardant straw material and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: montmorillonite and ammonium polyphosphate solution mixed in 70 80 DEG C for 1 2 hours after filtration to obtain the modified montmorillonite; the plant straw, polyacrylate and methanol according to the mass ratio of 5 8:5 15:25 were mixed after softening, obtained the plant straw mixture; modified montmorillonite, phenolic resin, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, straw mixture, silicone flame retardant agent, filler, lubricant and plasticizer are mixed, the mixture of M; the M of the mixture into a twin-screw extruder, high strength flame retardant materials obtained by straw extrusion; it is difficult to solve the existing straw materials and ensure the mechanical properties and excellent flame retardant problems.

【技术实现步骤摘要】
高强度阻燃秸秆材料及其制备方法
本专利技术涉及秸秆材料制造领域，具体地，涉及一种高强度阻燃秸秆材料及其制备方法。
技术介绍
合理、高效利用农作物秸秆资源、变废为宝、生产环境友好材料已成为世界的热点课题。我国是一个农业大国，水稻、小麦、玉米、棉花等是主要的农作物品种。我国农作物秸秆年产量达7亿吨，列世界第一位。目前市场上已经出现多种以秸秆为原料的新材料，能够应用于塑料、木材、纸制品等多领域。但是目前大多数秸秆材料的力学性能较差，其不具备优良的阻燃性能。因此，提供一种在保证优良力学性能的前提下，有效提高材料阻燃性的高强度阻燃秸秆材料及其制备方法是本专利技术亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高强度阻燃秸秆材料及其制备方法，解决了现有的秸秆材料很难同时保证优越的力学性能和阻燃性能的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高强度阻燃秸秆材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70-80℃下反应1-2小时，过滤后得到改性蒙脱土；(2)将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5-8∶5-15∶25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件至少包括：软化的温度为90-100℃，软化的时间为10-20min；(3)将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；(4)将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；其中，挤出的条件包括：螺杆的转速为200-300转/分钟，加料段的温度为200-210℃，熔融塑化段的温度为240-250℃，混合均化段的温度为210-220℃，熔体输送计量段的温度为180-200℃。本专利技术还提供了一种高强度阻燃秸秆材料，所述高强度阻燃秸秆材料由上述的制备方法制得。通过上述技术方案，本专利技术提供了一种高强度阻燃秸秆材料及其制备方法，所述制备方法包括：将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70-80℃下反应1-2小时，过滤后得到改性蒙脱土；将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5-8∶5-15∶25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件至少包括：软化的温度为90-100℃，软化的时间为10-20min；将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；通过各原料之间的协同作用，使得制得的材料同时具备优良的机械性能和阻燃性能，同时，用于制备该材料的方法简单、原料易得。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种高强度阻燃秸秆材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70-80℃下反应1-2小时，过滤后得到改性蒙脱土；(2)将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5-8∶5-15∶25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件至少包括：软化的温度为90-100℃，软化的时间为10-20min；(3)将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；(4)将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；其中，挤出的条件包括：螺杆的转速为200-300转/分钟，加料段的温度为200-210℃，熔融塑化段的温度为240-250℃，混合均化段的温度为210-220℃，熔体输送计量段的温度为180-200℃。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，相对于100重量份的酚醛树脂，改性蒙脱土的用量为2-8重量份，聚氯乙烯的用量为20-30重量份，聚乙烯醇的用量为25-45重量份，植物秸秆混合物的用量为40-80重量份，有机硅阻燃剂的用量为2-10重量份，填充剂的用量为2-7重量份，润滑剂的用量为2-7重量份，增塑剂的用量为2-8重量份。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，相对于100重量份的酚醛树脂，改性蒙脱土的用量为4-6重量份，聚氯乙烯的用量为24-26重量份，聚乙烯醇的用量为30-40重量份，植物秸秆混合物的用量为50-70重量份，有机硅阻燃剂的用量为4-6重量份，填充剂的用量为4-5重量份，润滑剂的用量为4-5重量份，增塑剂的用量为4-6重量份。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，在步骤(1)中，蒙脱土和聚磷酸铵溶液按照质量比为1∶20-30比例进行混合。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，聚磷酸铵溶液的质量浓度为40-60％。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，填充剂选自碳酸钙、陶土、硅酸盐和滑石粉中的一种或多种。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸酯、聚氯乙烯蜡、石蜡和油酸酰胺中的一种或多种。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，增塑剂选自邻苯二甲酸酯类化合物、对苯二甲酸酯类化合物和偏苯三酸酯类化合物中的一种或多种。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了进一步提高制得的材料的力学性能和阻燃性能，聚氯乙烯的重均分子量为5000-8000，聚乙烯醇的重均分子量为9000-12000，聚丙烯酸脂的重均分子量为5000-6000，酚醛树脂的重均分子量为7000-8000，聚磷酸铵的重均分子量为3000-5000。本专利技术还提供了一种高强度阻燃秸秆材料，所述高强度阻燃秸秆材料由上述的制备方法制得。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。以下实施例中，聚氯乙烯的重均分子量为5000-8000，聚乙烯醇的重均分子量为9000-12000，聚丙烯酸脂的重均分子量为5000-6000，酚醛树脂的重均分子量为7000-8000，聚磷酸铵的重均分子量为3000-5000；有机硅阻燃剂由上海广宾贸易有限公司提供的牌号为KR-2710的市售品。以下实施例中，拉伸强度参数是通过GB1040-2006的方法测得，断裂伸长率参数是通过GB1040-2006的方法测得，阻燃性能通过GB/T2406.2-2009的方法测得。实施例1将10g蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合(按照质量比为1：20比例进行混合，其中，聚磷酸铵溶液的质量浓度为40％)，在70℃下反应1小时，过滤后得到改性蒙脱土；将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5∶5∶25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度阻燃秸秆材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70‑80℃下反应1‑2小时，过滤后得到改性蒙脱土；(2)将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5‑8:5‑15:25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件至少包括：软化的温度为90‑100℃，软化的时间为10‑20min；(3)将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；(4)将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；其中，挤出的条件包括：螺杆的转速为200‑300转/分钟，加料段的温度为200‑210℃，熔融塑化段的温度为240‑250℃，混合均化段的温度为210‑220℃，熔体输送计量段的温度为180‑200℃。

【技术特征摘要】
1.一种高强度阻燃秸秆材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将蒙脱土和聚磷酸铵溶液混合，在70-80℃下反应1-2小时，过滤后得到改性蒙脱土；(2)将植物秸秆、聚丙烯酸脂和甲醇按照质量比为5-8:5-15:25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件至少包括：软化的温度为90-100℃，软化的时间为10-20min；(3)将改性蒙脱土、酚醛树脂、聚氯乙烯、聚乙烯醇、植物秸秆混合物、有机硅阻燃剂、填充剂、润滑剂和增塑剂混合，得到混合物M；(4)将混合物M加入双螺杆挤出机中，经挤出后得到高强度阻燃秸秆材料；其中，挤出的条件包括：螺杆的转速为200-300转/分钟，加料段的温度为200-210℃，熔融塑化段的温度为240-250℃，混合均化段的温度为210-220℃，熔体输送计量段的温度为180-200℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的酚醛树脂，改性蒙脱土的用量为2-8重量份，聚氯乙烯的用量为20-30重量份，聚乙烯醇的用量为25-45重量份，植物秸秆混合物的用量为40-80重量份，有机硅阻燃剂的用量为2-10重量份，填充剂的用量为2-7重量份，润滑剂的用量为2-7重量份，增塑剂的用量为2-8重量份。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，相对于100重量份的酚醛树脂，改性蒙脱土的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱万水，
申请(专利权)人：芜湖蓝天工程塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34