[发明专利]一种层层自组装阻燃型竹塑复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种层层自组装阻燃型竹塑复合材料及其制备方法，以竹粉和高密度聚乙烯为主要原料，硅烷偶联剂为偶联剂，乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物为增容剂，偶氮二甲酰胺为发泡剂，聚乙烯蜡和硬脂酸锌为润滑剂，通过双螺杆挤出成型制备竹塑复合材料；制备稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管并用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷对其进行改性制成纳米管/γ‑氨丙基三乙氧基硅烷分散液，然后将竹塑复合材料浸泡于聚丙乙烯溶液中，并在纳米管/γ‑氨丙基三乙氧基硅烷分散液和聚苯乙烯磺酸钠溶液中交替浸泡，得到层层自组装阻燃型竹塑复合材料。本发明产品，H2Ti2O5•H2O纳米管是以纳米膜的形式附着在复合材料表面，使用较低含量的纳米阻燃剂即可达到很好的阻燃效果。

主权项

1.一种层层自组装阻燃型竹塑复合材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将20-30份竹粉过100-150目筛，干燥，然后加入竹粉重量2-4%的硅烷偶联剂，于80-90℃搅拌反应3-5h，然后冷却至室温，得到改性竹粉；2）将步骤1）得到的改性竹粉、60-100份高密度聚乙烯、1-3份偶氮二甲酰胺、8-12 份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、2-8份聚乙烯蜡和1-3 份硬脂酸锌混合后，于100-120℃下搅拌10-20分钟，得到混合物料；3）将上述混合物料置于双螺杆挤出机中挤出成型，得到竹塑复合材料；4）制备稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管：将TiO2粉末和稀土元素的盐加入NaOH溶液中，在N2气氛中搅拌混合1.5-2.5 h后，将乳浊液倒入反应釜中，然后于90-150 ℃下反应8-30 h，然后将反应釜冷却，除去上层清液得到反应中间产物，最后往中间产物中添加酸液并搅拌酸化，使得整个体系的pH值保持在1.5-3并继续搅拌18-24 h，然后过滤，收集沉淀物并用去离子水洗涤至中性，然后将沉淀物干燥，得到稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管；5）将0.2-0.3份 稀土元素掺杂的H2Ti2O5•H2O纳米管、0.5 份 γ-氨丙基三乙氧基硅烷和9份无水乙醇混合成分散液，超声振荡15-25 min，得到纳米管/γ-氨丙基三乙氧基硅烷分散液；6）将步骤3）的竹塑复合材料放置于1-1.5M的NaOH溶液中，在65-75℃下浸泡25-35min，得到预处理后的竹塑复合材料；7）将上述预处理后的竹塑复合材料浸泡于1-1.5 wt%的聚丙乙烯溶液中；8）将上述浸泡后的竹塑复合材料在纳米管/γ-氨丙基三乙氧基硅烷分散液和聚苯乙烯磺酸钠溶液中交替浸泡若干次，每次浸泡20-25 min，然后烘干，得到层层自组装阻燃型竹塑复合材料。