[发明专利]纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯酸酯是以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物，聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好，可做高级装饰涂料。聚丙烯酸酯有粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便，其产量增加较快。在纺织工业方面，聚丙烯酸酯可用于浆纱、印花和后整理，用它整理过的纺织品，挺括美观，手感好；它还可用作无纺布和植绒、植毛产品的粘合剂。聚丙烯酸酯还可用于鞣制皮革，可增加皮革的光泽、防水性和弹性。

膦酸酯阻燃剂是一种常用的聚合物阻燃剂，但是其用量较低时，阻燃效果不佳，而用量较高时，却容易影响聚合物的透明度及机械性能。

秸秆在我国广泛存在，每年都会产生大量的秸秆，在改性聚合物应用秸秆是一种变废为宝的举措，一方面可以给农民增收，另一方面可以减少秸秆的焚烧对环境造成的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种不采用膦酸酯阻燃剂且具有良好的阻燃性能的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将秸秆粉碎洗净加入质量分数为2-4％的氢氧化钠溶液中，在40-50℃浸泡8-16h后取出洗净烘干；

(2)配置浓度为0.5-1.0mol·L-1的AlO2-溶液作为前驱体溶液；

(3)将烘干后的秸秆置于前驱体溶液中真空浸注；

(4)将真空浸注后的秸秆于120-150℃下，在水热反应釜中恒温5-10h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；

(5)取8～10份的纳米改性秸秆，300～320份的去离子水，以及30～40份的活性剂，在氩气气氛下混合搅拌升温至50～55℃，超声分散，得纳米改性秸秆溶胶；

(6)将纳米改性秸秆溶胶与100份丙烯酸单体、10～12份十溴二苯乙烷、2～3份引发剂置于反应器中，在氩气气氛下混合搅拌30～40分钟，超声分散；

(7)升温至120～140℃进行聚合反应得复合溶液，经后处理得到聚丙烯酸酯复合材料。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(1)所述秸秆为玉米秸秆或小麦秸秆。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(2)所述AlO₂^-溶液为NaAlO₂或KAlO₂溶液。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(3)所述真空浸注处理时间为5-8h，真空度0.1MPa。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(5)所述活性剂为甘油异硬脂酸酯。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(6)所述丙烯酸单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(6)所述引发剂为过氧化二叔丁基。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(7)所述聚合反应时间4～6h。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(7)所述后处理是指向复合溶液中加入乙醇或者甲醇，经沉淀、离心分离后弃去上清液，再将下层的物料再次加入乙醇或者甲醇，重复上述操作4～6次，取最后一次得到的下层物料。

上述所述的纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料的制备方法中，优选的，步骤(7)所述乙醇或者甲醇的加入体积为复合溶液体积的3～8倍。

本发明采用纳米改性秸秆替代了具有磷污染型的膦酸酯阻燃剂，制得纳米秸秆改性聚丙烯酸酯复合材料，其中纳米改性秸秆是通过纳米氢氧化铝改性秸秆，由于纳米改性秸秆是以纳米颗粒状态分散在聚丙烯酸酯基体中，其在遇热分解时会生成氧化物和水蒸气，水蒸气冲淡稀释了可燃性气体，而氧化物的生成有助于使燃烧中断，起到了抑制燃烧的作用，生成了保护层覆盖于聚合物本体表面，隔离火源和氧气，因此使复合材料具有了良好的阻燃性能，同时本发明有效利用了农业废弃物秸秆，使其变废为宝，创造了新的应用价值。

具体实施方式