本发明属于农业和橡胶工业领域，具体涉及一种氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材及其制备方法。
背景技术：
秸秆生物质存量巨大，既是废弃物也是资源，因而具有广泛的应用潜力。但是，无论用秸秆做沼气还是加工纸浆，都会带来废渣废液，导致“以废生废”。秸秆生物质全价利用或将秸秆加工过程中的废渣(灰分)进行利用，具有重要意义。秸秆生物质替代木质纤维素制备生物质板材，是解决上述问题的途径之一。
作者吴婷婷在《利用玉米秸秆制备生物质板材的研究》一文中，主要采用物理方法，将玉米秸秆经过前处理、纤维破碎分离、压缩成形和干燥等工艺之后，制成坚实的生物质材料。该方法制备的生物质板材虽然利用生物质代替木材作为原料，节省资源，保护环境，但是该板材不耐磨损，且韧性差、握钉力差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材及其制备方法
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：水稻秸秆200份、小麦秸秆100-120份、氢氧化钠溶液800-1000份、正丙醇800-1000份、马来酸酐30-40份、偶氮二异丁腈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、六偏磷酸钠6-8份、椰油酰胺丙基甜菜碱10-12份、乙烯基三乙氧基硅烷8-10份、氯磺化聚乙烯橡胶80-100份、氧化锌15-20份、四硫化双戊撑秋兰姆3-4份、巯基醋酸异辛酯二正辛基锡3-4份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
所述的氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将水稻秸秆、小麦秸秆切割成1-2cm的小段，加入氢氧化钠溶液，置水浴锅中加热回流8-10h后，抽滤，滤饼用去离子水洗至PH为7-8，最后在45-50℃下真空干燥20-24h，研磨筛分，得到100-150目的粉末，置于干燥器中备用；将干燥后的秸秆粉末加入到正丙醇中，混合均匀后升温至60-65℃，同时缓慢滴加马来酸酐、偶氮二异丁腈和丙酮配置的混合溶液以及苯乙烯，滴加完毕后继续恒温搅拌1-2h，再加入N,N-二甲基-4-吡啶胺，升温至75-80℃，继续恒温搅拌反应10-12h，蒸馏除去溶剂，洗涤，干燥；
（2）先将蒙脱土研磨筛分，得到100-150目的颗粒，再加入到相当于蒙脱土重量份8-10倍的去离子水中，加入六偏磷酸钠，加入盐酸溶液调节体系的pH值为5-6，搅拌3-4h后，边搅拌边加入椰油酰胺丙基甜菜碱，在80-85℃水浴中加热搅拌2-3h后，加入乙烯基三乙氧基硅烷，在超声振荡发生器中，于80-90℃温度下超声震荡50-60min，使均匀分散，然后冷却至30℃，过滤，洗涤，干燥，得到表面活化处理的蒙脱土；
（3）将氯磺化聚乙烯橡胶、氧化锌、四硫化双戊撑秋兰姆加入密炼机进行密炼，温度控制在135-140℃左右，密炼时间10-12min；将密炼之后的胶料用20-40目的单层铁网过滤，滤胶温度控制在70-80℃；将密炼滤胶后的胶料、步骤（1）的产物、巯基醋酸异辛酯二正辛基锡和步骤（2）的产物混合均匀后，在开炼机上进行热炼30-40min，温度控制在100-110℃，冷却至55℃出料；将石蜡均匀涂在垫板表面，然后将冷却后的物料在垫板上铺装成疏松板胚，再在室温状态下预压，预压压力为1-2MPa，时间40-60s；再预热，待温度升到150-180℃后，以8-10MPa的压力进行热压60-100s，即得氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材。
所述的氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为2-3mol/L，所述的盐酸溶液的浓度为4-5mol/L。
本发明的有益效果为：
本发明采用秸秆生物质替代木质纤维素，再与氯磺化聚乙烯橡胶复合，制备得到氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，以缓解木材资源紧缺的问题，降低成本，利于环保；本发明利用马来酸酐、苯乙烯与秸秆表面的羟基发生化学反应，以改善秸秆粉与橡胶混合时容易与橡胶分离并团聚的现象，以解决秸秆与橡胶混合时造成橡胶内部有序结构的破坏导致的复合板材强度降低的问题；本发明适当地添加蒙脱土，层状蒙脱土分散于橡胶中，具有良好的贮藏稳定好、分散均匀、界面结合力强的特点，同时蒙脱土属于无机阻燃剂，具有优良的力学性能、气体阻隔及阻燃效应、成本低、加工方便等优点，可以提高了生物质板材的机械性能和阻燃性能；氯磺化聚乙烯橡胶的加入，不仅增加生物质板材的耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品，并且提高生物质板材的韧性和握钉力；本发明制备的氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，具有尺寸稳定、耐磨损、耐腐蚀、可钉、可锯、可铆、防水、抗霉抗虫蛀、应用广泛等优点。
具体实施方式
本实施例的氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，其由如下重量份的原料制备而成：水稻秸秆200份、小麦秸秆120份、氢氧化钠溶液1000份、正丙醇1000份、马来酸酐40份、偶氮二异丁腈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、六偏磷酸钠8份、椰油酰胺丙基甜菜碱12份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、氯磺化聚乙烯橡胶100份、氧化锌20份、四硫化双戊撑秋兰姆4份、巯基醋酸异辛酯二正辛基锡4份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
本实施例的氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材，其由如下步骤制备而成：
（1）将水稻秸秆、小麦秸秆切割成1-2cm的小段，加入氢氧化钠溶液，置水浴锅中加热回流8-10h后，抽滤，滤饼用去离子水洗至PH为7-8，最后在50℃下真空干燥24h，研磨筛分，得到150目的粉末，置于干燥器中备用；将干燥后的秸秆粉末加入到正丙醇中，混合均匀后升温至65℃，同时缓慢滴加马来酸酐、偶氮二异丁腈和丙酮配置的混合溶液以及苯乙烯，滴加完毕后继续恒温搅拌2h，再加入N,N-二甲基-4-吡啶胺，升温至80℃，继续恒温搅拌反应12h，蒸馏除去溶剂，洗涤，干燥；
（2）先将蒙脱土研磨筛分，得到150目的颗粒，再加入到相当于蒙脱土重量份10倍的去离子水中，加入六偏磷酸钠，加入盐酸溶液调节体系的pH值为5-6，搅拌4h后，边搅拌边加入椰油酰胺丙基甜菜碱，在85℃水浴中加热搅拌3h后，加入乙烯基三乙氧基硅烷，在超声振荡发生器中，于90℃温度下超声震荡60min，使均匀分散，然后冷却至30℃，过滤，洗涤，干燥，得到表面活化处理的蒙脱土；
（3）将氯磺化聚乙烯橡胶、氧化锌、四硫化双戊撑秋兰姆加入密炼机进行密炼，温度控制在140℃，密炼时间12min；将密炼之后的胶料用40目的单层铁网过滤，滤胶温度控制在80℃；将密炼滤胶后的胶料、步骤（1）的产物、巯基醋酸异辛酯二正辛基锡和步骤（2）的产物混合均匀后，在开炼机上进行热炼40min，温度控制在110℃，冷却至55℃出料；将石蜡均匀涂在垫板表面，然后将冷却后的物料在垫板上铺装成疏松板胚，再在室温状态下预压，预压压力为2MPa，时间60s；再预热，待温度升到180℃后，以10MPa的压力进行热压100s，即得氯磺化聚乙烯橡胶/生物质复合板材。
性能测试：
耐酸试验：取一块约10cm*10cm的样品，称重，在23±2℃，20%的硫酸中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，称重，增重小于等于0.8%。
耐碱试验：取一块约10cm*10cm的样品，称重，在23±2℃，20%的烧碱中浸泡24h，取出后擦干，放置4-6h，称重，增重小于等于0.8%。