一种木质纤维素‑丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种木质纤维素‑丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，以水稻秸秆、硫酸盐木浆、羧基改性硅油、明胶、纳米蒙脱土、乳化剂OP‑10、液体石蜡、松香、聚丙烯酸、磷酸三聚氰胺、硼酸、水滑石、松油、木质纤维素、单硬脂酸甘油酯、丙烯酸、过硫酸铵、N,N

A waterproof flame retardant sheet of lignocellulosic biomass reinforced acrylic acid and preparation method thereof

The invention discloses a flame retardant waterproof sheet of lignocellulosic biomass reinforced acrylic acid and a preparation method thereof, which is characterized in that the rice straw, kraft pulp, carboxyl modified silicone oil, gelatin, nano montmorillonite, OP emulsifier 10, liquid paraffin, rosin, polyacrylic acid, melamine phosphate, boric acid, hydrotalcite, pine oil, lignocellulose, glycerin monostearate, acrylic acid, ammonium persulfate, N, N

【技术实现步骤摘要】
一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法
本专利技术涉及一种生物质板材的制备方法，具体涉及一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法。
技术介绍
我国是水稻生产大国，水稻秸秆资源丰富，可以用其制作生物质板材，缓解木材供应的压力，代替部分木制品和塑料制品，同时减少了塑料对环境的污染，也使水稻秸秆资源得到了更有效的利用。张瑾在其研究生学位论文《利用水稻秸秆制作可完全降解的生物质板材》中，以水稻秸秆为原料，阐述了一种可完全降解的环境友好型材料-生物质板材的制作方法，采用纯物理方法，经过切碎、浸泡、磨解、热压成型等工艺之后，制成了具有一定强度的生物质板材。在制板材的过程中无任何化学试剂的添加，节约了成本，且废弃后可完全降解被土壤吸收，作为肥料再次利用，不会造成任何环境污染。但是板材存在性能不足。本专利技术向水稻秸秆中加入硫酸盐木浆分丝帚化，加入增强剂羧基改性硅油进行增强改性处理，加入发泡剂松油；松香粉末作为填充剂有助于板材的压制，保证了板材的致密度，高温熔化可作为胶黏剂，不溶于水，加入可提高板材的耐水性；纳米蒙脱土改性处理可显著提高板材的力学性能和尺寸稳定性，蒙脱土与生物质混合过程中，发生交联反应，增加了互相作用；以乳化的液体石蜡为芯材，以充分溶解的明胶为壁材，加入促凝剂乙醇，采用单凝聚法制备微胶囊防水剂；制备了磷酸三聚氰胺-聚丙烯盐-硼酸盐阻燃剂，与水滑石协同作用，阻燃效果更佳；得到一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，依照该工艺制备的生物质板材力学性能好、防水性好、阻燃性强。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：水稻秸秆40-47，硫酸盐木浆3-5，羧基改性硅油2-4，明胶4-7，纳米蒙脱土5-8，乳化剂OP-101-3，液体石蜡2-5，松香2-4，聚丙烯酸3-5，磷酸三聚氰胺2-4，硼酸3-5，水滑石4-7，松油1-3，木质纤维素2-4，单硬脂酸甘油酯1-3，丙烯酸2-3，过硫酸铵0.1-0.2，N,N，-亚甲基双丙烯酰胺0.1-0.3，乙醇、蒸馏水适量。一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将水稻秸秆晒干后用粉碎机剪为10-20mm的碎片，室温下用水浸泡2-4d，机械磨解成纤维长度1-5mm，加入硫酸盐木浆，混合均匀，注入打浆机，分丝帚化使叩解度在25-350SR，缓慢搅拌加入羧基改性硅油，调pH为4-5；b.将明胶、纳米蒙脱土与蒸馏水混合，40-50℃水浴，搅拌溶解得A液；将乳化剂OP-10、液体石蜡与松香混合，搅拌乳化1-2h得B液；将A、B液混合，搅拌均匀，加入乙醇，继续搅拌1-2h，调溶液pH为8-9，冰水浴中固化1-2h，经真空烘干、粉碎得微胶囊粉末；c.向聚丙烯酸中1:3-5加入蒸馏水，加热至70-90℃，搅拌下加入磷酸三聚氰胺、硼酸，超声分散，反应3-4h，冷却、抽滤，水洗3-5次，于80-90℃烘箱中干燥至恒重，再与水滑石混合研磨，得复合阻燃剂；d.将木质纤维素、单硬脂酸甘油酯和蒸馏水混合，室温下通N2搅拌10-30min得A液；将丙烯酸溶于蒸馏水中，加入过硫酸铵、N,N，-亚甲基双丙烯酰胺、蒙脱土，搅拌均匀后加入A液中，升温至70-80℃保持2-4h，将产物置于烘箱中，70-90℃烘至恒重，粉碎，过200-400目网筛，备用；e.将a、b、c、d所得物料混合，加入松油，搅拌1-2h，得均匀浆料，填充在模具中，用热压机在2-8MPa、110-160℃压缩2-4h成型，即得到一种木质纤维素-丙烯酸增强的的防水阻燃型生物质板材。本专利技术的反应机理如下：（1）向水稻秸秆中通过加入硫酸盐木浆分丝帚化，加入增强剂羧基改性硅油进行增强改性处理，加入发泡剂松油，制得一种蒙脱土改性的防水阻燃型生物质板材。（2）松香粉末作为填充剂有助于板材的压制，保证了板材的致密度；松香高温熔化可作为胶黏剂；松香具有不溶于水的特性，加入可提高板材的耐水性；松香分子具有双键和羧基活性基团，可作为单体参与高温聚合，形成牢固的化学键，整个过程环保，低能耗，且制得的板材力学性能良好、耐水型优异。纳米蒙脱土改性处理可显著提高板材的力学性能和尺寸稳定性，蒙脱土与生物质混合过程中，发生交联反应，增加了互相作用，处理后的蒙脱土-生物质复合板材的吸水性能降低，其尺寸稳定性得到了提高。以乳化的液体石蜡为芯材，以充分溶解的明胶为壁材，加入促凝剂乙醇，采用单凝聚法制备微胶囊防水剂。（3）制备了磷酸三聚氰胺-聚丙烯盐-硼酸盐阻燃剂，与水滑石协同作用，阻燃效果更佳；磷酸三聚氰胺分子中含磷、氮，不含卤，可发生P-N协同效应，阻燃效率高，热稳定性好；硼是一种环保型原料，硼-磷-氮之间存在阻燃协同效应；水滑石受热时失去层间水、碳酸根及羟基，大量吸热，起到阻燃作用，能吸收酸性气体和烟雾，起到抑烟、消烟的作用。（4）以原位插层共聚法合成木质纤维素接枝丙烯酸/蒙脱土三维网络水凝胶，以单硬脂酸甘油酯为分散剂、以过硫酸铵为引发剂、以N,N，-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，提高了生物质板材的综合性能。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，由下述重量份(g)的原料制得：水稻秸秆47，硫酸盐木浆5，羧基改性硅油4，明胶4，纳米蒙脱土5，乳化剂OP-101，液体石蜡5，松香4，聚丙烯酸5，磷酸三聚氰胺4，硼酸5，水滑石4，松油1，木质纤维素2，单硬脂酸甘油酯1，丙烯酸3，过硫酸铵0.1，N,N，-亚甲基双丙烯酰胺0.1，乙醇、蒸馏水适量。一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将水稻秸秆晒干后用粉碎机剪为10-20mm的碎片，室温下用水浸泡2d，机械磨解成纤维长度1-5mm，加入硫酸盐木浆，混合均匀，注入打浆机，分丝帚化使叩解度在25-350SR，缓慢搅拌加入羧基改性硅油，调pH为4-5；b.将明胶、纳米蒙脱土与蒸馏水混合，40-50℃水浴，搅拌溶解得A液；乳化剂OP-10、液体石蜡与松香混合，搅拌乳化1h得B液；将A、B液混合，搅拌均匀，加入乙醇，继续搅拌1h，调溶液pH为8-9，冰水浴中固化1h，经真空烘干、粉碎得微胶囊粉末；c.向聚丙烯酸中1:3加入蒸馏水，加热至70-80℃，搅拌下加入磷酸三聚氰胺、硼酸，超声分散，反应3h，冷却、抽滤，水洗3次，于80-90℃烘箱中干燥至恒重，再与水滑石混合研磨，得复合阻燃剂；d.将木质纤维素、单硬脂酸甘油酯和蒸馏水混合，室温下通N2搅拌10-30min得A液；将丙烯酸溶于蒸馏水中，加入过硫酸铵、N,N，-亚甲基双丙烯酰胺、蒙脱土，搅拌均匀后加入A液中，升温至70-80℃保持2-4h，将产物置于烘箱中，70-90℃烘至恒重，粉碎，过200-400目网筛，备用；e.将a、b、c、d所得物料混合，加入松油，搅拌1-2h，得均匀浆料，填充在模具中，用热压机在2-8MPa、110-160℃压缩2-4h成型，即得到一种木质纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质纤维素‑丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，由下述重量份的原料制得：水稻秸秆40‑47，硫酸盐木浆3‑5，羧基改性硅油2‑4，明胶4‑7，纳米蒙脱土5‑8，乳化剂OP‑10 1‑3，液体石蜡2‑5，松香2‑4，聚丙烯酸3‑5，磷酸三聚氰胺2‑4，硼酸3‑5，水滑石4‑7，松油1‑3，木质纤维素2‑4，单硬脂酸甘油酯1‑3，丙烯酸2‑3，过硫酸铵0.1‑0.2，N,N

【技术特征摘要】
1.一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，由下述重量份的原料制得：水稻秸秆40-47，硫酸盐木浆3-5，羧基改性硅油2-4，明胶4-7，纳米蒙脱土5-8，乳化剂OP-101-3，液体石蜡2-5，松香2-4，聚丙烯酸3-5，磷酸三聚氰胺2-4，硼酸3-5，水滑石4-7，松油1-3，木质纤维素2-4，单硬脂酸甘油酯1-3，丙烯酸2-3，过硫酸铵0.1-0.2，N,N，-亚甲基双丙烯酰胺0.1-0.3，乙醇、蒸馏水适量。2.根据权利要求1所述的一种木质纤维素-丙烯酸增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：a.将水稻秸秆晒干后用粉碎机剪为10-20mm的碎片，室温下用水浸泡2-4d，机械磨解成纤维长度1-5mm，加入硫酸盐木浆，混合均匀，注入打浆机，分丝帚化使叩解度在25-350SR，缓慢搅拌加入羧基改性硅油，调pH为4-5；b.将明胶、纳米蒙脱土与蒸馏水混合，40-50℃水浴，搅拌溶解得A液；将乳化剂O...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛文双，
申请(专利权)人：凤台县双利生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34