本发明涉及建筑装饰材料领域，特别是涉及一种植物基保温防水复合材料及其制备方法。
背景技术：
：生物质能和生物质材料技术是农作物秸秆高效利用的两大趋势。植物纤维具有天然生产性和可持续性，其化学组成与木质材料接近，具有木质材料的许多特性。随着科技的飞速发展，泡沫塑料已成为重要材料之一，以塑料为基本成分，通过物理或化学方法填充大量气泡得到的泡沫塑料，与纯塑料相比，具有密度小、比强度高、能量吸收能力强、隔音隔热性能好、美观实用等一系列特点，已广泛应用于轻工、纺织、医用等各个领域，并已成为世界六大合成高分子材料之一。因此，本发明制备了一种植物基保温防水复合材料，具有很好的力学性能、保温性能和防水性能，具有广阔的应用前景。技术实现要素：要解决的技术问题：本发明的目的是为了解决现有技术中不足，提供一种植物基保温防水复合材料及其制备方法。技术方案：本发明提供了一种植物基保温防水复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，得到纤维粉末备用；按重量份取100-120份聚乙二醇、25-45份丙三醇和1.4-2.6份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温，打开搅拌和冷凝装置，加入18-26份纤维粉末，进行液化反应，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取10-18份椰子纤维基多元醇和32-36份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.1-0.3份三氟化硼乙醚，反应2-6h；向反应液中加入30-50份4wt％氢氧化钠水溶液，50-60℃反应1-5h，加入100-120份乙酸乙酯，搅拌5min，加入20-30份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取10-18份环氧交联剂、50-70份沙柳纤维、2-7份碳酸氢钠、3-6份硼砂和4-8份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。优选的，步骤一中辐照剂量为250-450gy。优选的，步骤一中液化反应的温度为160-180℃，反应时间为100-140min。优选的，步骤二中椰子纤维基多元醇和环氧氯丙烷的重量比为1:(1.8-3.6)。优选的，步骤三中搅拌混合的转度为2000r/min，温度为60℃，时间为40min。有益效果：本发明制备得到的植物基保温防水复合材料具有很好的力学性能、保温性能和防水性能，具有广阔的应用前景。本发明采用植物纤维制备了多元醇，用植物基多元醇进一步合成了环氧交联剂，其分子中含有大量的羟基和醚键，结构柔软，可以增加复合材料的韧性。本发明合成的环氧交联剂可以与沙柳纤维的活泼氨基酸残基交联，增强其防水性能。具体实施方式下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为450gy，得到纤维粉末备用；按重量份取100份聚乙二醇、45份丙三醇和1.4份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至180℃，打开搅拌和冷凝装置，加入18份纤维粉末，反应140min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取10份椰子纤维基多元醇和36份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.1份三氟化硼乙醚，反应6h；向反应液中加入30份4wt％氢氧化钠水溶液，60℃反应1h，加入120份乙酸乙酯，搅拌5min，加入20份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取18份环氧交联剂、50份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和8份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。实施例2步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为250gy，得到纤维粉末备用；按重量份取120份聚乙二醇、25份丙三醇和2.6份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至160℃，打开搅拌和冷凝装置，加入26份纤维粉末，反应100min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取18份椰子纤维基多元醇和32份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.3份三氟化硼乙醚，反应2h；向反应液中加入50份4wt％氢氧化钠水溶液，50℃反应5h，加入100份乙酸乙酯，搅拌5min，加入30份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取10份环氧交联剂、70份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和4份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。实施例3步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为400gy，得到纤维粉末备用；按重量份取105份聚乙二醇、40份丙三醇和1.8份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至175℃，打开搅拌和冷凝装置，加入20份纤维粉末，反应130min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取12份椰子纤维基多元醇和35份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.15份三氟化硼乙醚，反应5.5h；向反应液中加入35份4wt％氢氧化钠水溶液，55℃反应2-4h，加入115份乙酸乙酯，搅拌5min，加入25份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取12份环氧交联剂、65份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和5份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。实施例4步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为300gy，得到纤维粉末备用；按重量份取115份聚乙二醇、30份丙三醇和2.2份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至165℃，打开搅拌和冷凝装置，加入24份纤维粉末，反应110min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取16份椰子纤维基多元醇和33份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.25份三氟化硼乙醚，反应2.5h；向反应液中加入45份4wt％氢氧化钠水溶液，55℃反应2h，加入115份乙酸乙酯，搅拌5min，加入25份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取12份环氧交联剂、65份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和5份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。实施例5步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为350gy，得到纤维粉末备用；按重量份取110份聚乙二醇、35份丙三醇和2份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至170℃，打开搅拌和冷凝装置，加入22份纤维粉末，反应120min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取14份椰子纤维基多元醇和34份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.2份三氟化硼乙醚，反应4h；向反应液中加入40份4wt％氢氧化钠水溶液，55℃反应3h，加入110份乙酸乙酯，搅拌5min，加入25份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取14份环氧交联剂、60份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和6份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。对比例1本对比例与实施例1的区别在于步骤一中辐照剂量为150gy。具体地说是：步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为150gy，得到纤维粉末备用；按重量份取100份聚乙二醇、45份丙三醇和1.4份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至180℃，打开搅拌和冷凝装置，加入18份纤维粉末，反应140min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取10份椰子纤维基多元醇和36份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.1份三氟化硼乙醚，反应6h；向反应液中加入30份4wt％氢氧化钠水溶液，60℃反应1h，加入120份乙酸乙酯，搅拌5min，加入20份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取18份环氧交联剂、50份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和8份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。对比例2本对比例与实施例1的区别在于步骤三中搅拌速度为1000r/min。具体地说是：步骤一、椰子纤维基多元醇的制备：将椰子纤维机械粉碎至过100目筛，置于100℃烘箱中干燥20h，然后使用电子加速器对椰子纤维进行辐照处理，辐照剂量为450gy，得到纤维粉末备用；按重量份取100份聚乙二醇、45份丙三醇和1.4份苯酚加入到带有搅拌装置和冷凝装置的三口烧瓶中，升温至180℃，打开搅拌和冷凝装置，加入18份纤维粉末，反应140min，反应结束后，立刻将烧瓶置于冷水中终止反应得到椰子纤维基多元醇；步骤二、环氧胶黏剂的制备：按重量份取10份椰子纤维基多元醇和36份环氧氯丙烷于带有回流冷凝装置的三口烧瓶中，启动搅拌装置，转速为180r/min，升温至55℃，然后加入0.1份三氟化硼乙醚，反应6h；向反应液中加入30份4wt％氢氧化钠水溶液，60℃反应1h，加入120份乙酸乙酯，搅拌5min，加入20份蒸馏水搅拌2min，静置分层，取上层液体减压蒸馏得到环氧胶黏剂；步骤三、植物基保温防水复合材料的制备：按重量份取18份环氧交联剂、50份沙柳纤维、5份碳酸氢钠、4份硼砂和和8份硅烷偶联剂搅拌混合均匀，搅拌转度为2000r/min，混合温度为60℃，混合40min，然后将料液转移至模具中，静置控水10min，再置于鼓风干燥箱中102℃干燥8h即得。将实施例1-5和对比例1-2中制备得到的植物基保温防水复合材料进行性能测试：拉伸性能测试：室温下，按gb/t1040.4&5-2006测试材料的拉伸性能，横梁位移为5mm/min；弯曲性能测试：室温下，按gb/t1043-1993采用3点弯曲测试材料的弯曲性能,横梁位移为mm/min；产品导热系数测试根据国标gb/t10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》，利用平板导热仪测定产品导热系数。将材料在水中浸泡24h后，测其吸水率比。测试结果见下表：拉伸强度/mpa弯曲强度/mpa实施例124.3525.89实施例226.5927.66实施例326.8328.18实施例427.1128.43实施例527.2329.52对比例123.2724.48对比例224.1825.32由测试结果可知，本发明制备得到的植物基保温防水复合材料具有很好的力学性能、保温性能和防水性能，具有广阔的应用前景。实施例5中的制备方法为本发明的最佳制备方法，按照实施例5中制备方法制备得到的复合材料，其拉伸强度27.23mpa，弯曲强度为29.52mpa，导热系0.014w·m-1·℃-1，吸水率比为11.33％。本发明采用植物纤维制备了多元醇，用植物基多元醇进一步合成了环氧交联剂，其分子中含有大量的羟基和醚键，结构柔软，可以增加复合材料的韧性。本发明合成的环氧交联剂可以与沙柳纤维的活泼氨基酸残基交联，增强其防水性能。当前第1页12