秸秆纤维材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种秸秆纤维材料及其制备方法，所述制备方法包括：将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，在50‑70℃下进行搅拌，制得混合沥青原料；将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；将混合物M经纺丝处理得到原丝；将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；解决了现有的沥青基纤维材料的热导率较高，使得其保温能力较弱，同时其抗静电能力不足的问题。

Straw fiber materials and their preparation methods

The invention discloses a straw fiber composite material and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: coal tar and petroleum asphalt mixture, and under the protection of inert gas is heated to a molten state, stir in 50 70 DEG C to prepare mixed asphalt material; plant straw, ammonium sulfate and glycerol were after mixing, softening, by plant straw mixture; mix asphalt, asphalt material viscosity, fiber material, plant straw mixture, polyvinyl alcohol and oxidized polyethylene wax mixed to obtain a mixture of M; the M of the mixture by spinning processing raw silk; the original heating wire was obtained after carbonization straw fiber materials; solve the thermal conductivity of asphalt based on existing fiber material was higher, the insulating ability is weak, and the antistatic ability shortage.

【技术实现步骤摘要】
秸秆纤维材料及其制备方法
本专利技术涉及保温材料领域，具体地，涉及一种秸秆纤维材料及其制备方法。
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。沥青基纤维材料是一种以石油沥青或煤沥青为原料，经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92％的特种纤维。是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430Gpa亦高于钢，是航空航天工业中不可缺少的工程材料，另在交通、机械、体育娱乐、休闲用品、医疗卫生和土木建筑方面也有广泛应用，这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。但是现有的沥青基纤维材料的热导率较高，使得其保温能力较弱，同时其抗静电能力不足。因此，提供一种在保证其力学性能的前提下，进一步提高保温能力和抗静电能力的秸秆纤维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秸秆纤维材料及其制备方法，解决了现有的沥青基纤维材料的热导率较高，使得其保温能力较弱，同时其抗静电能力不足的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种秸秆纤维材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，制得混合沥青原料；(2)将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇按照质量比为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)将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；(4)将混合物M经纺丝处理得到原丝；其中，纺丝处理中的升温条件包括：以10-20℃/min的升温速度升至150-170℃，再以5-10℃/min的升温速度升至190-210℃；(5)将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；其中，加热炭化的条件包括：加热的时间为1-2h，加热的温度为220-240℃。本专利技术还提供了一种秸秆纤维材料，其中，所述秸秆纤维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秸秆纤维材料及其制备方法，所述制备方法包括：将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，制得混合沥青原料；将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇按照质量比为5-8:10：25进行混合，之后进行软化，得到植物秸秆混合物；其中，软化的条件包括：软化的温度为90-100℃，软化的时间为10-20min；将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；将混合物M经纺丝处理得到原丝；其中，纺丝处理中的升温条件包括：以10-20℃/min的升温速度升至150-170℃，再以5-10℃/min的升温速度升至190-210℃；将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；其中，加热炭化的条件包括：加热的时间为1-2h，加热的温度为220-240℃；通过各原料之间的协同作用，使得制得的秸秆纤维材料不仅具备优良的力学性能，同时也具备优良的保温能力和抗静电能力，能够广泛应用于保温材料领域，同时用于制备该秸秆纤维材料的方法简单、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秸秆纤维材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，制得混合沥青原料；(2)将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇按照质量比为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)将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；(4)将混合物M经纺丝处理得到原丝；其中，纺丝处理中的升温条件包括：以10-20℃/min的升温速度升至150-170℃，再以5-10℃/min的升温速度升至190-210℃；(5)将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；其中，加热炭化的条件包括：加热的时间为1-2h，加热的温度为220-240℃。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，相对于100重量份的混合沥青原料，沥青减粘剂的用量为5-15重量份，纤维材料的用量为20-40重量份，植物秸秆混合物的用量为10-30重量份，聚乙烯醇的用量为25-55重量份，氧化聚乙烯蜡的用量为25-60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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，相对于100重量份的混合沥青原料，沥青减粘剂的用量为8-12重量份，纤维材料的用量为25-35重量份，植物秸秆混合物的用量为15-25重量份，聚乙烯醇的用量为35-45重量份，氧化聚乙烯蜡的用量为40-50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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，惰性气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或多种。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，在步骤(1)中加热的温度为500-550℃，加热的时间为0.5-1h。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，煤焦沥青和石油沥青按照质量比为1：1-2的比例进行混合。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，纤维材料选自玻璃纤维、硼纤维和陶瓷纤维中的一种或多种。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，植物秸秆混合物的重均分子量为5000-6000，聚乙烯醇的重均分子量为7000-9000，氧化聚乙烯蜡的重均分子量为7000-8000。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秸秆纤维材料的保温能力和抗静电能力，沥青减粘剂选自三乙醇胺、聚丙烯酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。本专利技术还提供了一种秸秆纤维材料，其中，所述秸秆纤维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，聚乙烯醇的重均分子量为7000-9000，氧化聚乙烯蜡的重均分子量为7000-8000。以下实施例中，抗拉强度抗拉模量按照GB1040-2006的方法测得，电阻率按照GBT14102006的方法测得，热导率按照GJB328-1987的方法测得。实施例1将100g煤焦沥青和100g石油沥青混合，并在氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种秸秆纤维材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，制得混合沥青原料；(2)将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇按照质量比为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)将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；(4)将混合物M经纺丝处理得到原丝；其中，纺丝处理中的升温条件包括：以10‑20℃/min的升温速度升至150‑170℃，再以5‑10℃/min的升温速度升至190‑210℃；(5)将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；其中，加热炭化的条件包括：加热的时间为1‑2h，加热的温度为220‑240℃。

【技术特征摘要】
1.一种秸秆纤维材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)将煤焦沥青和石油沥青混合，并在惰性气体保护下加热至熔融状态，制得混合沥青原料；(2)将植物秸秆、硫酸铵和丙三醇按照质量比为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)将混合沥青原料、沥青减粘剂、纤维材料、植物秸秆混合物、聚乙烯醇和氧化聚乙烯蜡混合得到混合物M；(4)将混合物M经纺丝处理得到原丝；其中，纺丝处理中的升温条件包括：以10-20℃/min的升温速度升至150-170℃，再以5-10℃/min的升温速度升至190-210℃；(5)将原丝经加热炭化后得到秸秆纤维材料；其中，加热炭化的条件包括：加热的时间为1-2h，加热的温度为220-240℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的混合沥青原料，沥青减粘剂的用量为5-15重量份，纤维材料的用量为20-40重量份，植物秸秆混合物的用量为10-30重量份，聚乙烯醇的用量为25-55重量份，氧化聚乙烯蜡的用量为25-60重量份。3.根据权利要求2所述的制备方法...

【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