本发明属于阻燃防火材料技术领域，具体涉及一种阻燃秸秆复合材料及其制备方法。
背景技术：
秸秆材料是一种天然高分子，具有原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化等优点。秸秆纤维的密度小，为玻璃纤维密度的一半，用秸秆纤维复合材料可以减轻结构质量，比用其它材料所消耗的非再生性能源要低。秸秆纤维复合材料具有传统木材所不及的优越特性，制品表面光滑、平整、坚固，并可压制出各种立方图案和形状，不需要复杂的二次加工；抗水性、抗虫蛀性、防腐蚀性和抗污染性均大大优于木材；采用低品质的木材作为原料却能得到具有优质木材性能的制品。
但是，现在利用秸秆材料生产出的墙板或其它产品，阻燃性能较差，往往在某些需要阻燃的地方不能够使用，导致产品的用途受到了限制。
技术实现要素：
本发明的目的是：旨在提供一种阻燃秸秆复合材料及其制备方法，其工艺简单、成本低廉、环境友好，能够使易燃的秸秆变成具有阻燃性能的材料。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种阻燃秸秆复合材料，该复合材料的组分包括秸秆、聚醚多元醇、马来酸酐接枝相容剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂、抗氧剂和氧化石墨烯，所述各个组分的重量含量为：
作为本发明的一种优选方案，所述润滑剂为二甲基硅油、硬脂酸、聚酯腊和硬脂酰胺中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方案，所述稳定剂为有机锡。
作为本发明的一种优选方案，所述阻燃剂为磷酸脒基脲、羟甲基化磷酸脒基脲和聚磷酸铵中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方案，所述抗氧剂为二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉中的一种或多种。
一种阻燃秸秆复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在95℃～105℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量小于5％；
步骤二：将所述步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：将氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散，得到氧化石墨烯水溶液；
步骤四：将所述步骤二得到的秸秆粉加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在搅拌过程中，依次加入聚醚多元醇、马来酸酐接枝相容剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂和抗氧剂，加入完毕后搅拌30min～60min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在70℃～80℃下干燥12h～14h，得到阻燃秸秆复合材料。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤三中，超声波分散时间为3h～5h。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤三制得的氧化石墨烯水溶液的浓度为0.5mg/ml～1mg/ml。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤四中，依次加入聚醚多元醇、马来酸酐接枝相容剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂和抗氧剂的时候，前一种试剂加入完毕后，间隔5min～10min加入后一种试剂。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤四中，依次加入聚醚多元醇、马来酸酐接枝相容剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂和抗氧剂的时候，搅拌机的搅拌速率为500r/min～600r/min，加入完毕后调高搅拌机的速率，搅拌机的速率为900r/min～1100r/min。
本发明的有益效果：
1、本发明采用氧化石墨烯为阻燃秸秆复合材料的重要组成部分，利用氧化石墨烯超高的比表面积、优越的气体隔绝性能和吸附性能，提高了阻燃秸秆复合材料的阻燃性能；
2、本发明采用氧化石墨烯为阻燃秸秆复合材料的重要组成部分，利用氧化石墨烯超强的机械强度和热稳定性，提高了阻燃秸秆复合材料的热稳定性；
3、本发明的阻燃秸秆复合材料防火性能可达到b1；
4、本发明的生产工艺简单，加工成本较低。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面将对本发明实施方式作进一步说明。
实施例一
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.1份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散3h，得到浓度为0.5mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉60份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在500r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇15份、马来酸酐接枝相容剂12份、润滑剂3份、稳定剂3份、阻燃剂20份和抗氧剂0.1份，加入完毕后在900r/min的搅拌速率下搅拌60min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在70℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料一。
实施例二
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在95℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为4％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取1份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉80份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在600r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇20份、马来酸酐接枝相容剂16份、润滑剂8份、稳定剂5份、阻燃剂25份和抗氧剂0.5份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌60min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在80℃下干燥12h，得到阻燃秸秆复合材料二。
实施例三
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在102℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.8％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.5份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散4.5h，得到浓度为0.8mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉75份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在580r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇17份、马来酸酐接枝相容剂14份、润滑剂5份、稳定剂4份、阻燃剂22份和抗氧剂0.3份，加入完毕后在1000r/min的搅拌速率下搅拌45min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在78℃下干燥13h，得到阻燃秸秆复合材料三。
实施例四
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在97℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.1％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.3份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散3.5h，得到浓度为0.7mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉65份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在550r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇18份、马来酸酐接枝相容剂15份、润滑剂6份、稳定剂3份、阻燃剂23份和抗氧剂0.3份，加入完毕后在1050r/min的搅拌速率下搅拌50min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在75℃下干燥13h，得到阻燃秸秆复合材料四。
实施例五
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.6％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.7份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散4h，得到浓度为0.9mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉70份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在530r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇16份、马来酸酐接枝相容剂15份、润滑剂5份、稳定剂3份、阻燃剂21份和抗氧剂0.2份，加入完毕后在950r/min的搅拌速率下搅拌55min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在77℃下干燥12h，得到阻燃秸秆复合材料五。
实施例六
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在104℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.1％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.4份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉75份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇20份、马来酸酐接枝相容剂12份、润滑剂4份、稳定剂3份、阻燃剂20份和抗氧剂0.2份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料六。
实施例七
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.2％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.8份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为0.8mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉63份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇17份、马来酸酐接枝相容剂16份、润滑剂7份、稳定剂4份、阻燃剂23份和抗氧剂0.4份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料七。
实施例八
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在104℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.1％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.9份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为0.7mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉68份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇16份、马来酸酐接枝相容剂14份、润滑剂8份、稳定剂4份、阻燃剂24份和抗氧剂0.4份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在78℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料八。
实施例九
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在104℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.5％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.2份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉72份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在580r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇15份、马来酸酐接枝相容剂13份、润滑剂3份、稳定剂5份、阻燃剂21份和抗氧剂0.5份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在76℃下干燥13h，得到阻燃秸秆复合材料九。
实施例十
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在101℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.1％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.6份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为0.6mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉78份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇20份、马来酸酐接枝相容剂15份、润滑剂6份、稳定剂4份、阻燃剂25份和抗氧剂0.1份，加入完毕后在1150r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥13h，得到阻燃秸秆复合材料十。
实施例十一
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在98℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.6％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.7份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉76份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇18份、马来酸酐接枝相容剂12份、润滑剂4份、稳定剂5份、阻燃剂20份和抗氧剂0.5份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料十一。
实施例十二
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.3％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.2份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉74份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇19份、马来酸酐接枝相容剂14份、润滑剂5份、稳定剂5份、阻燃剂21份和抗氧剂0.4份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌45min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料十二。
实施例十三
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.3％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.7份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为0.5mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉69份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇15份、马来酸酐接枝相容剂15份、润滑剂8份、稳定剂3份、阻燃剂25份和抗氧剂0.2份，加入完毕后在1150r/min的搅拌速率下搅拌40min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在76℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料十三。
实施例十四
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在100℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.6％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取0.1份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为1mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉64份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在580r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇20份、马来酸酐接枝相容剂13份、润滑剂3份、稳定剂4份、阻燃剂24份和抗氧剂0.3份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌30min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在75℃下干燥14h，得到阻燃秸秆复合材料十四。
实施例十五
步骤一：将秸秆髓心部门去掉，然后在104℃条件下进行干燥，使得秸秆的含水量为3.2％；
步骤二：将步骤一得到的秸秆进行粉磨，然后通过0.1mm的孔径进行筛选，得到秸秆粉；
步骤三：取1份氧化石墨烯置于去离子水中，用超声波分散5h，得到浓度为0.5mg/ml氧化石墨烯水溶液；
步骤四：取步骤二得到的秸秆粉66份，加入到氧化石墨烯水溶液中，用搅拌机搅拌，在560r/min的搅拌速率下，依次加入聚醚多元醇19份、马来酸酐接枝相容剂12份、润滑剂6份、稳定剂5份、阻燃剂20份和抗氧剂0.1份，加入完毕后在1100r/min的搅拌速率下搅拌35min。
步骤五：将所述步骤四得到的复合材料在74℃下干燥13h，得到阻燃秸秆复合材料十五。
上述各个实施例中，各个组分的含量明细见表1：
表1各个实施例组分含量
为了检验本发明阻燃秸秆复合材料的性能，选取了市场上常见的树脂阻燃材料作为对照，按照国家标准检测方法，验证本发明性能效果，具体数据见表2。
表2阻燃性能指标检测
由表2可以看出，本发明制备的阻燃秸秆复合材料，最大烟密度相对于树脂阻燃材料降低，达到最大烟密度时间增加，氧指数增大，有焰燃烧时间和无焰燃烧时间多减少；并且本发明制备的阻燃秸秆复合材料防火等级为b1级。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。