[发明专利]聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚乙烯醇复合材料技术领域，是一种聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品及其应用。

背景技术

聚乙烯醇（poly (vinyl alcohol)，PVA），是一种典型的非石油基水溶性高分子材料，在我国的高分子材料中占有举足轻重的地位。PVA具有优异的综合性能，同时具有绿色环保、可生物降解性。从目前PVA产品市场占有率来看，PVA产品基本采用湿法来加工，主要用于制备纤维、薄膜等低维制品或辅料、助剂等。为了进一步改善PVA膜材料的力学性能和热性能，通常以纳米分散的无机填料来改善PVA膜材料的性能，但现有PVA膜材料的力学性能和热性能低已不能满足生产需求。

皂石是一类三八面体粘土矿，不同于普通的蒙脱石等二八面体粘土类矿物，具有T-O-T三八面体结构，因四面体中的硅被铝取代，酸性比其他粘土矿强；八面体中没有空位，其稳定性能高于蒙脱土。然而，目前皂石常常仅用于做无机凝胶用于牙膏助剂使用，并没有得到高附加值开发。

风化煤是指暴露于地表或位于地表浅层的煤, 俗称露头煤。风化煤含有大量含氧活性官能团, 如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等。由于风化煤经过风化氧化后, 绝大部分失去作为动力燃料和炼焦煤的价值,大部分被作为废弃物而没有得到有效利用，因而利用率不高。

发明内容

本发明提供了一种聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料及其制备方法和制品及其应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有PVA膜材料的力学性能和热性能低已不能满足生产需求、皂石和风化煤的利用率低的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料，原料按重量份数包括聚乙烯醇树脂100份、改性皂石0.3份至5份，淀粉0份至10份、羧甲基纤维素0份至10份和溶剂；溶剂的量按1克聚乙烯醇树脂配20毫升至40毫升溶剂。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料按下述制备方法得到：将所需量的聚乙烯醇树脂、改性皂石、淀粉、羧甲基纤维素加入到所需量的溶剂中并混合均匀，在温度为40℃至90℃下流延成膜并挥发溶剂后得到聚乙烯醇/黄腐植酸季铵盐改性皂石复合材料。

上述溶剂为水。

上述改性皂石按下述制备方法得到：第一步，皂石和黄腐植酸季铵盐按质量比为1:0.5至1:3称取皂石和黄腐植酸季铵盐，将称取好的皂石在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的皂石悬浮液，将称取好的黄腐植酸季铵盐在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为1%至10%的黄腐植酸季铵盐水溶液；第二步，将配制好的皂石悬浮液在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W的超声波下超声分散6小时至12小时后，加入配制好的黄腐植酸季铵盐水溶液并混合均匀，然后在温度为30℃至60℃、功率为50W至100W下超声辐照反应2小时至8小时；第三步，超声辐照反应后过滤得到沉淀，沉淀用去离子水进行洗涤，洗涤至洗涤液中无氯离子，然后把洗涤后的沉淀经干燥、研磨后得到改性皂石。

上述黄腐植酸季铵盐按下述制备方法得到：第一步，将黄腐植酸和质量百分比浓度为25%的浓氨水按质量比为1:1至1:3在容器中混匀在一起，加热容器使容器中的物料在温度为140℃至200℃下反应0.5小时至2小时，反应后在温度为40℃至60℃下干燥24小时，干燥后经粉碎得到黄色粉末状物质；第二步，在黄色粉末状物质中加入甲醛并混合均匀，黄色粉末状物质和甲醛的质量比为1:0.5至1:1.5，用碱液调节pH值为7至10，在温度为50℃至80℃下反应0.5小时至2小时，反应后加入三乙胺或二甲胺或三甲胺并混合均匀，三乙胺或二甲胺或三甲胺与甲醛的质量比为1:1至1:3，在温度为30℃至50℃下反应2小时至5小时；第三步，反应后冷却至室温，然后在冷却后的物料中加入氯化苄并混匀在一起，氯化苄和黄腐植酸的质量比为1:1至1:3，用碱液调节pH值为7，在温度为60℃至90℃下反应3小时至6小时，反应后经减压蒸馏、在温度为-5℃至-15℃下冷冻干燥后得到黄腐植酸季铵盐。