1.一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1) 埃洛石纯化:将经初步纯化的埃洛石原矿30‑35 g浸没于320‑345 mL H2O2溶液中,超声25‑30 min后以200‑300 rpm的转速搅拌1‑2.5 h, 洗涤后冷冻干燥18‑22 h备用;
2) 埃洛石纳米管羟基化改性:将步骤1)中得到的粉末超声分散于室温下pH为12‑12.5的NaOH溶液中,搅拌24‑27 h,将得到的悬浮液离心分离,沉淀物用去离子水洗涤至pH呈中性,干燥后得到羟基化改性的埃洛石纳米管,记作h‑HNT;
3)勃姆石‑埃洛石复合改性:称取3‑5 g水热法制备的勃姆石A,1‑2.5 g h‑HNT加入到
300‑400 g酒精中,超声分散30‑35 min,然后加入γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷水解液,将得到的混合物在70‑80 ℃下搅拌1‑2.5 h,然后用去离子水和乙醇交替洗涤至中性,将洗涤后的样品80‑90 ℃烘干备用;
4) 纳米纤维素纤维制备及改性:称取6 8.5 g经预处理的柚皮用1 1.5 wt% 的NaOH溶~ ~
液在加热条件下搅拌3 4 h,趁热以13000 15000 rpm的转速离心7 10 min,去除上清液,沉~ ~ ~
淀物充分洗涤后75‑85 ℃干燥6 9 得到粉末A,然后用柠檬汁浸泡粉末A 1‑1.5 h,以~
12000‑13000 rpm的转速离心10‑13 min得到的沉淀物直接球磨10‑15 min,洗涤至pH呈中性后干燥得到粉末B,最后用1.5‑1.7 wt%的NaClO2溶液浸泡粉末B 0.5‑1 h,去离子水洗涤
3‑4次后,将沉淀物于75‑85 ℃干燥3.5‑5 h后,加入N‑羟甲基磷酰基丙酰胺溶液,100‑110 ℃下剧烈搅拌1‑2 h后,干燥备用;
5) 勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备:称取步骤3)中得到的勃姆石‑埃洛石0.106‑0.3065 g,步骤4)中得到的改性纳米纤维素纤维0.75‑1.08 g,放入研磨罐中,加入去离子水60‑70 mL,低速球磨20‑30 min,干燥得到勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料。
2.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤1) 中所述的埃洛石原矿初步纯化的方法如下:将埃洛石原矿中加水配制成质量分数15%‑20%固含量的料浆,以转速为8 000r/min‑10000 r/min的高速分散机捣浆1‑2 h,将分散好的料浆过170或200或230目筛进行湿法筛分;筛下的浆料静置6 8 h,~
将上层的悬浮液以1200‑1500 r/min的转速离心10‑13 min得到的沉淀物在90‑100℃的条件下烘干10‑12 h后用球磨机球磨后备用,其中球磨参数为:球料比1:18‑1:20, 球磨频率:
10‑15 HZ,球磨时间 1 1.5 h。
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3.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述H2O2溶液浓度为27‑30 wt%,H2O2溶液浸泡过的埃洛石用去离子水冲洗3‑4次。
4.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤2) 中:
所述超声时间为10‑15 min,NaOH溶液浓度具体为0.0114 mol/L‑0.0126 mol/L;
所述干燥为先110‑115 ℃鼓风干燥10‑12 h, 后60‑65 ℃真空干燥10‑12 h。
5.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中所述勃姆石水热法制备具体如下:量取0.1 mol/L‑0.15 mol/L的可溶性铝盐30‑36 mL,0.1 mol/L‑0.15 mol/L的NaOH 9‑12 mL置于水热釜容积为100 mL的聚四氟乙烯内衬中,加入去离子水,使溶剂总体积达到聚四氟乙烯内衬的80%,再加入柠檬酸三钠或尿素做沉淀剂,200‑220 ℃水热24‑32 h,冷却至室温后,5000‑7000 r/min离心5‑
8 min, 沉淀物用去离子水和乙醇交替洗涤3‑4次后,80‑100 ℃干燥3‑5 h得到勃姆石颗粒A;其中可溶性铝盐包括硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的一种,可溶性铝盐与NaOH摩尔浓度比为
1:1,沉淀剂加入量是铝离子摩尔量的1.875倍。
6.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中入γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷水解液的具体配制方法为:将10‑15 g γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷加入到4‑6 g去离子水和36‑54 g酒精中,然后滴加35‑40%的稀柠檬酸调节PH到4.5‑5.5,得到γ‑缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷水解液。
7.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤4) 中:
所述柚皮预处理如下:将新鲜柚皮去掉黄皮后,清洗干净,75‑85 ℃于鼓风干燥箱中干燥24‑32 h,将干燥后的样品于粉碎机中粉碎,过35‑45目筛;
NaOH溶液与柚皮的料液比为38:1‑40:1,加热条件是指将NaOH溶液浸泡的柚皮粉置于
95‑110℃的油浴锅中,搅拌速度为200‑220 r/min;
所述充分洗涤过程具体如下:将去离子水加入沉淀物中,300‑400 rpm搅拌5 min使水与沉淀物充分接触,然后以13000 15000 rpm的转速离心7‑10 min,此步骤重复4‑6次;
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柠檬汁具体制备过程如下: 新鲜柠檬去皮去籽后榨汁,过滤收集滤液,将滤液以
14000‑15000 rpm 离心15‑20 min,弃去沉淀物,将上清液置于6‑8 ℃冰箱中保存;
柠檬汁与粉末A的料液比为1:10‑1:12。
8.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中:
所述球磨的球料比为1:12‑1:16,使用三种研磨珠型号,直径分别为2 mm、6 mm和10 mm,其数量比为(5.9 6.1):(1.4 1.6):1,研磨珠的总体积不应超过球磨罐容积的1/3,球磨~ ~
机频率设置为25‑30 HZ;
NaClO2溶液与粉末B的料液比为1:20‑1:25;
N‑羟甲基磷酰基丙酰胺溶液具体配制方法为:称取0.5‑0.7 g N‑羟甲基磷酰基丙酰胺,加入100‑200 mL水,超声20‑25 分钟后得到的溶液。
9.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤5)中所述球磨的参数如下:球料比为1:10‑1:13,使用三种研磨珠型号,直径分别为2 mm、6 mm和10 mm,其数量比为(4.5 4.7):(1.6 1.8):1,研磨珠的总体积~ ~
不应超过球磨罐容积的1/3,球磨机频率设置为12‑15 HZ。
10.如权利要求1所述的一种勃姆石‑纳米纤维素纤维‑埃洛石复合阻燃材料的制备方法,其特征在于,步骤5)中干燥方式为:先冷冻干燥18‑20 h,再在10 Pa以下的真空干燥箱中105‑115 ℃干燥30‑45 min。