本發明屬于復合材料技術領域，特別涉及一種可降解復合材料及其制備方法。

背景技術：

傳統的增強復合材料主要是以玻璃纖維、碳纖維等作為增強體，以石油基熱固性或熱塑性高分子作為樹脂基體制備而成，已經廣泛應用于國民經濟的各行各業中。然而，我們也必須認識到，由于石油為不可再生資源，其過多的使用只會日漸枯竭，而以石油基高分子制備的傳統復合材料的可持續發展則受到較大影響。此外，玻璃纖維、碳纖維等的生產不僅耗費高額能量，而且碳排放量巨大，熱固性樹脂固化過程也釋放大量VOC，威脅工人健康和環境，傳統復合材料的廢棄物通常不易降解或回收，為生態環境帶來沉重負擔。

另一方面，農田秸稈和橡膠等廢棄物的總量正以驚人的速度增加，這些高分子擦亮在自然環境下很難分解，造成了嚴重的環境污染。對于上述廢棄物，傳統的處理方法主要是土埋和焚燒。土埋會浪費大量的土地資源，降低土地資源的流轉效率，還會對土地、甚至地下水源造成污染；焚燒則會產生大量的二氧化碳氣體，以及其他對人有害的氮、硫、磷等化合物，這些均助長了溫室效應和酸雨的發生，特別是近年來大氣污染，例如霧霾天氣的頻繁發生，使得傳統的焚燒方法受到限制。因此，如何將農田秸稈、橡膠等廢棄資源變廢為寶，并確保復合材料所應具備的必要性能成為研究的難點。

技術實現要素：

針對上述缺陷，本發明的目的是提供一種可降解復合材料及其制備方法，以秸稈等廢棄物為主體，并加入多種化學成分，制備出可降解的、性能優良的復合材料，既節約了資源、保護了環境，也豐富了復合材料的種類。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種可降解復合材料，包含如下重量組份的各物質：秸稈50-70份、氯丁橡膠15-20份、聚丁二酸丁二醇酯10-15份、正丁醚10-20份、亞油酸12-16份、甘油磷酸酯3-8份、乙氧甲叉氰乙酸乙酯12-16份、四甲基乙二醇15-20份、肟乙基甲酮1-4份。

進一步的，所述秸稈55-65份、氯丁橡膠16-18份、聚丁二酸丁二醇酯12-14份、正丁醚13-16份、亞油酸13-15份、甘油磷酸酯3-6份、乙氧甲叉氰乙酸乙酯13-15份、四甲基乙二醇17-19、肟乙基甲酮1-3份。

進一步的，所述秸稈62份、氯丁橡膠17份、聚丁二酸丁二醇酯13份、正丁醚15份、亞油酸14份、甘油磷酸酯5份、乙氧甲叉氰乙酸乙酯14份、四甲基乙二醇18份、肟乙基甲酮2份。

一種可降解復合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將秸稈50-70份和氯丁橡膠15-20份在粉碎機中粉碎至120-200目；隨后向其中加入正丁醚10-20份和亞油酸12-16份，升高溫度至90-110℃，以速率500r/min攪拌反應20-30min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯10-15份、甘油磷酸酯3-8份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯12-16份三者混合，先在溫度130-150℃下反應15-30min后，加入四甲基乙二醇15-20份，并在溫度40-50℃下超聲處理10-15min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，邊攪拌邊加入肟乙基甲酮1-4份，滴加完畢后繼續反應30-50min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

進一步的，步驟（1）中所述溫度為100℃，以速率500r/min攪拌反應25min。

進一步的，步驟（2）中先在溫度140℃下反應25min后，加入四甲基乙二醇18份，并在溫度45℃下超聲處理13min。

進一步的，步驟（3）中攪拌的速率為800r/min，滴加時間為3-5min。

本發明與現有技術相比，其有益效果為：

本發明所述可降解復合材料的制備方法，以廢棄秸稈和氯丁橡膠為基體，將其分散于正丁醚和亞油酸中，并加入甘油磷酸酯、乙氧甲叉氰乙酸乙酯等物質，不需要加入高嶺土等助劑即可滿足使用性能；該制備過程不復雜、能耗低。制備得到的復合材料的氧指數為35-42，抗拉強度為40-60MPa，斷裂伸長率為110-150%，降解周期為80-100天。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步的說明。

實施例1

（1）將秸稈50份和氯丁橡膠15份在粉碎機中粉碎至120目；隨后向其中加入正丁醚10份和亞油酸12份，升高溫度至90℃，以速率500r/min攪拌反應20min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯10份、甘油磷酸酯3份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯12份三者混合，先在溫度130℃下反應15min后，加入四甲基乙二醇15份，并在溫度40℃下超聲處理10min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮1份，滴加時間3min，滴加完畢后繼續反應30min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：氧指數為35，抗拉強度為40MPa，斷裂伸長率為110%，降解周期為100天。

對比例1

（1）將秸稈50份和氯丁橡膠15份在粉碎機中粉碎至120目；隨后向其中加入正丁醚10份，升高溫度至90℃，以速率500r/min攪拌反應20min；

（2）向聚丁二酸丁二醇酯10份中加入四甲基乙二醇15份，并在溫度40℃下超聲處理10min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮1份，滴加時間3min，滴加完畢后繼續反應30min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：抗拉強度為4.5MPa，斷裂伸長率為100%，降解周期為350天。

實施例2

（1）將秸稈70份和氯丁橡膠20份在粉碎機中粉碎至200目；隨后向其中加入正丁醚20份和亞油酸16份，升高溫度至110℃，以速率500r/min攪拌反應30min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯15份、甘油磷酸酯8份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯16份三者混合，先在溫度150℃下反應30min后，加入四甲基乙二醇20份，并在溫度50℃下超聲處理15min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮4份，滴加時間5min，滴加完畢后繼續反應50min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：氧指數為38，抗拉強度為46MPa，斷裂伸長率為115%，降解周期為95天。

對比例2

（1）將秸稈70份和氯丁橡膠20份在粉碎機中粉碎至200目；隨后向其中加入正丁醚20份，升高溫度至110℃，以速率500r/min攪拌反應30min；

（2）向聚丁二酸丁二醇酯15份中加入四甲基乙二醇20份，并在溫度50℃下超聲處理15min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮4份，滴加時間5min，滴加完畢后繼續反應50min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：抗拉強度為4.5MPa，斷裂伸長率為99%，降解周期為406天。

實施例3

（1）將秸稈55份和氯丁橡膠16份在粉碎機中粉碎至140目；隨后向其中加入正丁醚13份和亞油酸13份，升高溫度至95℃，以速率500r/min攪拌反應20min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯10份、甘油磷酸酯3份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯13份三者混合，先在溫度130℃下反應15min后，加入四甲基乙二醇17份，并在溫度40℃下超聲處理10min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮1份，滴加時間5min，滴加完畢后繼續反應35min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：氧指數為40，抗拉強度為50MPa，斷裂伸長率為130%，降解周期為88天。

實施例4

（1）將秸稈65份和氯丁橡膠18份在粉碎機中粉碎至180目；隨后向其中加入正丁醚16份和亞油酸15份，升高溫度至105℃，以速率500r/min攪拌反應30min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯15份、甘油磷酸酯6份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯15份三者混合，先在溫度150℃下反應30min后，加入四甲基乙二醇19份，并在溫度50℃下超聲處理15min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮3份，滴加時間3min，滴加完畢后繼續反應45min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：氧指數為42，抗拉強度為55MPa，斷裂伸長率為138%，降解周期為85天。

實施例5

（1）將秸稈62份和氯丁橡膠17份在粉碎機中粉碎至150目；隨后向其中加入正丁醚15份和亞油酸14份，升高溫度至100℃，以速率500r/min攪拌反應25min；

（2）將聚丁二酸丁二醇酯13份、甘油磷酸酯5份和乙氧甲叉氰乙酸乙酯14份三者混合，先在溫度140℃下反應25min后，加入四甲基乙二醇18份，并在溫度45℃下超聲處理13min；

（3）將步驟（1）所得產物和步驟（2）所得產物混合攪拌，以速率800r/min邊攪拌邊加入肟乙基甲酮2份，滴加時間4min，滴加完畢后繼續反應50min，隨后經擠壓、冷卻后即可得到所述可降解復合材料。

測試制備得到的復合材料性能，結果為：氧指數為39，抗拉強度為60MPa，斷裂伸長率為150%，降解周期為80天。

本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。