【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及绿色材料制备领域，尤其涉及一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、天然有机产物的大量使用可有效减缓石化资源的快速消耗，对于材料创新和可持续化环保发展有着较大的促进作用。现阶段，天然有机产物大多集中于中药制剂和功能药饮的制备，也常见于各类营养助剂和保健口服液成分中，在日常生活中不可或缺。并且，随着大规模植物的培植和提取工艺的精进，其产量和产能已经可以达到工业化应用的规模，成本大幅降低且可控。同时，天然无机矿物粉体在绿色环保方面存在着较大的优势，在来源和生产成本上具有显著优势，其中，天然水菱镁矿石粉就是一类较好的碱式碳酸镁复合粉体，具有较好的补强、填充、阻燃、抑烟等特性。然而，该类粉体经过物理加工后(尤其是在超细化后)，表面存在大量羟基，容易吸潮和团聚、甚至结块，严重制约了该类粉体的贮存以及在电器电缆、汽车工业等领域的大量应用，其表面结构亟待改变。聚合物共混合金化是提升复合材料的高效措施之一，其中低密度聚乙烯(ldpe)具有优良的抗寒和耐低温、电绝缘性和化学稳定性等，热塑性弹性体(tpe)具有较好的延展性、耐弯折性、抗热氧老化性等，是乙烯、丙烯和少量二烯单体共聚形成的饱和性橡胶，具有较好的耐寒、耐臭氧和放电稳定性等特性，在制作特种线缆以及高端电缆方面有着显著优势，但是，ldpe/tpe多呈现出较低的极性，与高极性的天然水菱镁石难以相容，其分散效果较差。不仅如此，作为一种容易引起火灾的第三代功能复合材料，ldpe/tpe合金其在制造过程中需要添加相关功能助剂，使得该复合材料不仅具有较好的
2、为了适应低极性线缆母粒的客观极性，传统方法主要是大量采用各类硅烷偶联剂屏蔽矿物粉体表面的羟基，但是，这类偶联剂本身不耐烧蚀、功能单一，其热稳定性和成炭性能均较差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料及其制备方法与应用，以解决现有技术中用于改性天然矿物粉体的硅烷偶联剂所存在的不耐烧、功能单一、热稳定性差以及成炭性能差的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将阿魏酸、第一溶剂与水菱镁矿粉混合，进行杂化，得到阿魏酸杂化水菱镁；
5、2)将阿魏酸杂化水菱镁、甲基嘌呤类衍生物与第二溶剂混合，进行吸附，得到甲基嘌呤芳构化阿魏酸基水菱镁复合材料。
6、优选的，步骤1)中所述阿魏酸与水菱镁矿粉的用量比为0.1～3.0mol：10kg；
7、所述水菱镁矿粉的中位粒径d50＝0.9～3.8μm。
8、优选的，步骤1)中所述第一溶剂为醇与水的混合溶剂，其中醇与水的体积比为1：1～50；
9、所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的一种或几种。
10、优选的，步骤1)中所述杂化的温度为60～120℃，时间为0.1～1.0h。
11、优选的，步骤2)中所述甲基嘌呤类衍生物与阿魏酸杂化水菱镁矿粉的用量比为0.5～5mol：10kg；
12、所述甲基嘌呤类衍生物为
13、优选的，步骤2)中所述第二溶剂为醇与水的混合溶剂，其中醇与水的体积比为1～50：1；
14、所述醇包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇中的一种或几种。
15、优选的，步骤2)中所述吸附的温度为40～100℃，时间为10～100min。
16、本专利技术还提供了一种由上述制备方法制备得到的甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料，所述甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的中位粒径d50＝1.1～4.0μm。
17、本专利技术还提供了一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料在制备低极性线缆母粒中的应用，包括以下步骤：
18、将热塑性弹性体与低密度聚乙烯进行第一密炼，将所得产物与邻苯二甲酸二辛酯、石蜡和甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料混合，进行第二密炼后成型，得到低极性线缆母粒。
19、优选的，所述热塑性弹性体、低密度聚乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、石蜡和甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的质量比为24：56：3：5：8～20；
20、所述热塑性弹性体为聚烯烃类热塑性弹性体和/或苯乙烯类热塑性弹性体。
21、本专利技术至少具有如下有益效果：
22、(1)本专利技术提供了一种甲基嘌呤类衍生物杂化阿魏酸基水菱镁石复合材料(mp-fa-nhm)，本专利技术采用阿魏酸对天然水菱镁表面实现包覆后可有效屏蔽其表面的羟基位点，有助于降低其表面极性，提升复合粉体的活化率，进一步在外层附着天然甲基嘌呤类化合物，在天然水菱镁石表面形成一层包覆层，可显著降低其对加工助剂的吸附效应，大幅降低加工成本，并且，天然嘌呤类化合物存在典型的多芳杂环结构(尤其是氮杂环的存在)，可大幅提升复合粉体的阻燃和抑烟特性，在燃烧过程中迅速交联成环进一步成炭，复合材料内部的天然水菱镁石在燃烧时会快速形成大量mgo陶瓷前体，具备较好的耐热性，可作为无机耐烧蚀骨架将外部的炭层支撑起来，进而形成较好的物理阻隔层，氮元素的引入能够和内部的水菱镁石粉形成内外协效的作用，充分结合了无机矿物粉体的吸热、抑烟以及有机甲基嘌呤类衍生物的快速成炭和低迁移性等特性，该类复合粉体在快速成炭、物理阻隔、促进炭层晶化、协同抑烟、增强加工流动性等方面极具优势。
23、(2)本专利技术通过化学修饰和物理吸附两步相结合的方式构筑功能复合材料-甲基嘌呤芳构化阿魏酸基水菱镁复合材料(mp-fa-nhm)，产率较高，制备过程简单易行，适合工业化生产，所得复合材料(mp-fa-nhm)为白色或灰白色粉末，对于产品的白度控制相对较好，且能有效扩大天然植物提取物在天然矿物粉体中的功能增强和价值提升效能，强化天然植物提取物的应用范围，有机融合天然有机功能分子和天然无机矿物粉体的多重功能。
24、(3)本专利技术所采用的原料均来自自然界，主要为植物提取物和天然石矿粉，具有绿色、可再生、可降解和环保等优势。
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1.一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述阿魏酸与水菱镁矿粉的用量比为0.1～3.0mol：10kg；
3.根据权利要求2所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述第一溶剂为醇与水的混合溶剂，其中醇与水的体积比为1：1～50；
4.根据权利要求2或3所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述杂化的温度为60～120℃，时间为0.1～1.0h。
5.根据权利要求4所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述甲基嘌呤类衍生物与阿魏酸杂化水菱镁矿粉的用量比为0.5～5mol：10kg；
6.根据权利要求5所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述第二溶剂为醇与水的混合溶剂，其中醇与水的体积比为1～50：1；
7.根据权利要
8.权利要求1～7任意一项所述的甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法制备得到的甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料，其特征在于，所述甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的中位粒径D50＝1.1～4.0μm。
9.权利要求8所述的甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料在制备低极性线缆母粒中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料在制备低极性线缆母粒中的应用，其特征在于，所述热塑性弹性体、低密度聚乙烯、邻苯二甲酸二辛酯、石蜡和甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的质量比为24：56：3：5：8～20；
...【技术特征摘要】
1.一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述阿魏酸与水菱镁矿粉的用量比为0.1～3.0mol：10kg；
3.根据权利要求2所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述第一溶剂为醇与水的混合溶剂，其中醇与水的体积比为1：1～50；
4.根据权利要求2或3所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述杂化的温度为60～120℃，时间为0.1～1.0h。
5.根据权利要求4所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述甲基嘌呤类衍生物与阿魏酸杂化水菱镁矿粉的用量比为0.5～5mol：10kg；
6.根据权利要求5所述的一种甲基嘌呤阿魏酸芳构化水菱镁复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐灵峰，刘伟强，邓鑫，罗冬，李海滨，陈超，
申请(专利权)人：江西广源化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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