[发明专利]一种农业废弃物阻燃复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及阻燃复合材料技术领域，为解决传统磷酸铵盐类阻燃复合材料存在的阻燃效率低、力学性能差、成本高的问题，提供了一种农业废弃物阻燃复合材料及其制备方法，所述农业废弃物阻燃复合材料包括以下组分：高分子树脂、磷酸铵阻燃剂和农业废弃物资源化处理产物。本发明使用的农作物压榨提炼油料的废弃物包含了大量粗蛋白与粗纤维，不仅可作为天然炭源，而粗蛋白中也可作为补充气源，大大提升其与磷酸铵盐类阻燃剂的复配效率。

技术领域

本发明涉及阻燃复合材料技术领域，尤其涉及一种农业废弃物阻燃复合材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，高分子材料逐渐渗透在人们生活、生产的方方面面中，然而在实际运用中，高分子材料由于其碳氢结构所暴露出来的易燃特性也成为一大限制缺点，为了扩大高分子材料的应用范围，对其阻燃改性十分重要。最早人们主要通过添加卤系阻燃剂来提高高分子材料的阻燃性能，虽然卤系阻燃剂有着优异的效果，但是在其燃烧过程中会释放大量危害生命的有毒、腐蚀性气体，因此无卤阻燃剂的发展成为当今的一大热点。

在无卤阻燃剂发展过程中，膨胀型阻燃剂由于其效果较好、相对环保而逐渐成为热门无卤阻燃剂，通常有三源组成：酸源、气源和炭源，常见的酸源有多聚磷酸、硫酸等；常见的气源有尿素或氨基化合物等，常用的炭源有季戊四醇等多元醇。在现有的膨胀型阻燃剂中，磷酸铵盐类在高温下呈强酸且可释放不燃气体，是一支拥有巨大阻燃的潜力的实力股，目前主要通过将其与季戊四醇等常规多元醇进行复配使用，然而这样的复配体系阻燃效果并不是非常卓越且大大增加了阻燃剂的成本，对磷酸铵盐类阻燃剂的大规模工业化生产使用造成的巨大的阻碍。

中国专利文献上公开了“生物质成炭阻燃剂的制备及其应用”，其申请公布号为CN103275354A，该发明利用马铃薯淀粉废弃物为主要原料，与可膨胀石墨混合复配得到的生物质成炭阻燃剂具有是很好地阻燃效果，应用于聚合物的制备，既能提高聚合物的阻燃性能，又能降低成本，同时由减少淀粉生产企业废弃物处理成本，有利于环境保护，是一种比较理想的绿色阻燃成炭阻燃剂。但是，该发明制得的生物质成炭阻燃剂的力学性能较差，应用范围受限。

发明内容

本发明为了克服传统磷酸铵盐类阻燃复合材料存在的阻燃效率低、力学性能差、成本高的问题，提供了一种成本低、力学性能好的榨油副产物资源化的农业废弃物阻燃复合材料。

本发明还提供了一种农业废弃物阻燃复合材料的制备方法，该方法简单易操作，对设备无特殊要求，生产成本低，易于产业化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种农业废弃物阻燃复合材料，所述农业废弃物阻燃复合材料包括以下组分：高分子树脂、磷酸铵阻燃剂和农业废弃物资源化处理产物。

本发明在阻燃复合材料体系中加入农业废弃物资源化处理产物，在确保较高阻燃效率的同时，有效降低磷酸铵阻燃剂在复配体系中的添加量。本发明使用的农业废弃物资源化处理产物优选为压榨提炼油料的废弃物，其包含了大量粗蛋白与粗纤维，一方面可作为天然炭源，而粗蛋白中也可作为补充气源，大大提升其与磷酸铵盐类阻燃剂的复配效率；另一方面可增强基体材料，弥补部分阻燃剂降低基体材料的力学性能的缺陷。

作为优选，按重量份计，每100份农业废弃物阻燃复合材料中包括以下重量份的组分：高分子树脂80～90份、磷酸铵阻燃剂5～10份和农业废弃物资源化产物5～10份。当磷酸铵阻燃剂添加总量为10wt％时，阻燃复合材料的LOI可达到30以上且在燃烧测试中通过FV-0级(3mm)。

作为优选，所述磷酸铵阻燃剂选自多聚磷酸铵、三聚磷酸铵、聚磷酸铵和三聚氰胺聚磷酸铵的一种或多种。

作为优选，所述高分子树脂选自聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸(PLA)和聚丁二酸丁二酯中的一种。

作为优选，所述农业废弃物资源化处理产物来源于花生粕、葵花籽粕、山茶籽粕和油菜籽粕的一种或者多种。