本發明屬于農業和橡膠工業領域，具體涉及一種氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材及其制備方法。

背景技術：

秸稈生物質存量巨大，既是廢棄物也是資源，因而具有廣泛的應用潛力。但是，無論用秸稈做沼氣還是加工紙漿，都會帶來廢渣廢液，導致“以廢生廢”。秸稈生物質全價利用或將秸稈加工過程中的廢渣(灰分)進行利用，具有重要意義。秸稈生物質替代木質纖維素制備生物質板材，是解決上述問題的途徑之一。

作者吳婷婷在《利用玉米秸稈制備生物質板材的研究》一文中，主要采用物理方法，將玉米秸稈經過前處理、纖維破碎分離、壓縮成形和干燥等工藝之后，制成堅實的生物質材料。該方法制備的生物質板材雖然利用生物質代替木材作為原料，節省資源，保護環境，但是該板材不耐磨損，且韌性差、握釘力差。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材及其制備方法

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：水稻秸稈200份、小麥秸稈100-120份、氫氧化鈉溶液800-1000份、正丙醇800-1000份、馬來酸酐30-40份、偶氮二異丁腈4-5份、丙酮100-120份、苯乙烯20-25份、N,N-二甲基-4-吡啶胺6-8份、蒙拓土30-35份、六偏磷酸鈉6-8份、椰油酰胺丙基甜菜堿10-12份、乙烯基三乙氧基硅烷8-10份、氯磺化聚乙烯橡膠80-100份、氧化鋅15-20份、四硫化雙戊撐秋蘭姆3-4份、巰基醋酸異辛酯二正辛基錫3-4份、鹽酸溶液適量、去離子水適量。

所述的氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，其特征在于，其由如下步驟制備而成：

（1）將水稻秸稈、小麥秸稈切割成1-2cm的小段，加入氫氧化鈉溶液，置水浴鍋中加熱回流8-10h后，抽濾，濾餅用去離子水洗至PH為7-8，最后在45-50℃下真空干燥20-24h，研磨篩分，得到100-150目的粉末，置于干燥器中備用；將干燥后的秸稈粉末加入到正丙醇中，混合均勻后升溫至60-65℃，同時緩慢滴加馬來酸酐、偶氮二異丁腈和丙酮配置的混合溶液以及苯乙烯，滴加完畢后繼續恒溫攪拌1-2h，再加入N,N-二甲基-4-吡啶胺，升溫至75-80℃，繼續恒溫攪拌反應10-12h，蒸餾除去溶劑，洗滌，干燥；

（2）先將蒙脫土研磨篩分，得到100-150目的顆粒，再加入到相當于蒙脫土重量份8-10倍的去離子水中，加入六偏磷酸鈉，加入鹽酸溶液調節體系的pH值為5-6，攪拌3-4h后，邊攪拌邊加入椰油酰胺丙基甜菜堿，在80-85℃水浴中加熱攪拌2-3h后，加入乙烯基三乙氧基硅烷，在超聲振蕩發生器中，于80-90℃溫度下超聲震蕩50-60min，使均勻分散，然后冷卻至30℃，過濾，洗滌，干燥，得到表面活化處理的蒙脫土；

（3）將氯磺化聚乙烯橡膠、氧化鋅、四硫化雙戊撐秋蘭姆加入密煉機進行密煉，溫度控制在135-140℃左右，密煉時間10-12min；將密煉之后的膠料用20-40目的單層鐵網過濾，濾膠溫度控制在70-80℃；將密煉濾膠后的膠料、步驟（1）的產物、巰基醋酸異辛酯二正辛基錫和步驟（2）的產物混合均勻后，在開煉機上進行熱煉30-40min，溫度控制在100-110℃，冷卻至55℃出料；將石蠟均勻涂在墊板表面，然后將冷卻后的物料在墊板上鋪裝成疏松板胚，再在室溫狀態下預壓，預壓壓力為1-2MPa，時間40-60s；再預熱，待溫度升到150-180℃后，以8-10MPa的壓力進行熱壓60-100s，即得氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材。

所述的氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，其特征在于，所述的氫氧化鈉溶液的濃度為2-3mol/L，所述的鹽酸溶液的濃度為4-5mol/L。

本發明的有益效果為：

本發明采用秸稈生物質替代木質纖維素，再與氯磺化聚乙烯橡膠復合，制備得到氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，以緩解木材資源緊缺的問題，降低成本，利于環保；本發明利用馬來酸酐、苯乙烯與秸稈表面的羥基發生化學反應，以改善秸稈粉與橡膠混合時容易與橡膠分離并團聚的現象，以解決秸稈與橡膠混合時造成橡膠內部有序結構的破壞導致的復合板材強度降低的問題；本發明適當地添加蒙脫土，層狀蒙脫土分散于橡膠中，具有良好的貯藏穩定好、分散均勻、界面結合力強的特點，同時蒙脫土屬于無機阻燃劑，具有優良的力學性能、氣體阻隔及阻燃效應、成本低、加工方便等優點，可以提高了生物質板材的機械性能和阻燃性能；氯磺化聚乙烯橡膠的加入，不僅增加生物質板材的耐熱、耐臭氧、耐老化、耐化學藥品，并且提高生物質板材的韌性和握釘力；本發明制備的氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，具有尺寸穩定、耐磨損、耐腐蝕、可釘、可鋸、可鉚、防水、抗霉抗蟲蛀、應用廣泛等優點。

具體實施方式

本實施例的氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，其由如下重量份的原料制備而成：水稻秸稈200份、小麥秸稈120份、氫氧化鈉溶液1000份、正丙醇1000份、馬來酸酐40份、偶氮二異丁腈5份、丙酮120份、苯乙烯25份、N,N-二甲基-4-吡啶胺8份、蒙拓土35份、六偏磷酸鈉8份、椰油酰胺丙基甜菜堿12份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、氯磺化聚乙烯橡膠100份、氧化鋅20份、四硫化雙戊撐秋蘭姆4份、巰基醋酸異辛酯二正辛基錫4份、鹽酸溶液適量、去離子水適量。

本實施例的氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材，其由如下步驟制備而成：

（1）將水稻秸稈、小麥秸稈切割成1-2cm的小段，加入氫氧化鈉溶液，置水浴鍋中加熱回流8-10h后，抽濾，濾餅用去離子水洗至PH為7-8，最后在50℃下真空干燥24h，研磨篩分，得到150目的粉末，置于干燥器中備用；將干燥后的秸稈粉末加入到正丙醇中，混合均勻后升溫至65℃，同時緩慢滴加馬來酸酐、偶氮二異丁腈和丙酮配置的混合溶液以及苯乙烯，滴加完畢后繼續恒溫攪拌2h，再加入N,N-二甲基-4-吡啶胺，升溫至80℃，繼續恒溫攪拌反應12h，蒸餾除去溶劑，洗滌，干燥；

（2）先將蒙脫土研磨篩分，得到150目的顆粒，再加入到相當于蒙脫土重量份10倍的去離子水中，加入六偏磷酸鈉，加入鹽酸溶液調節體系的pH值為5-6，攪拌4h后，邊攪拌邊加入椰油酰胺丙基甜菜堿，在85℃水浴中加熱攪拌3h后，加入乙烯基三乙氧基硅烷，在超聲振蕩發生器中，于90℃溫度下超聲震蕩60min，使均勻分散，然后冷卻至30℃，過濾，洗滌，干燥，得到表面活化處理的蒙脫土；

（3）將氯磺化聚乙烯橡膠、氧化鋅、四硫化雙戊撐秋蘭姆加入密煉機進行密煉，溫度控制在140℃，密煉時間12min；將密煉之后的膠料用40目的單層鐵網過濾，濾膠溫度控制在80℃；將密煉濾膠后的膠料、步驟（1）的產物、巰基醋酸異辛酯二正辛基錫和步驟（2）的產物混合均勻后，在開煉機上進行熱煉40min，溫度控制在110℃，冷卻至55℃出料；將石蠟均勻涂在墊板表面，然后將冷卻后的物料在墊板上鋪裝成疏松板胚，再在室溫狀態下預壓，預壓壓力為2MPa，時間60s；再預熱，待溫度升到180℃后，以10MPa的壓力進行熱壓100s，即得氯磺化聚乙烯橡膠/生物質復合板材。

性能測試：

耐酸試驗：取一塊約10cm*10cm的樣品，稱重，在23±2℃，20%的硫酸中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，稱重，增重小于等于0.8%。

耐堿試驗：取一塊約10cm*10cm的樣品，稱重，在23±2℃，20%的燒堿中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，稱重，增重小于等于0.8%。