本發(fā)明涉及竹塑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材及其制備方法。

背景技術(shù)：

櫥柜是日常家居中十分常見的一類儲物家具，也是家居建材中市場十分廣泛的材料，隨著消費者年齡階段的需求性的變化，對櫥柜的要求不再僅僅是結(jié)實耐用，產(chǎn)品的環(huán)保性、質(zhì)感等等也逐漸成為消費者關(guān)注的焦點，同時合理利用資源，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展也是生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

櫥柜板材是櫥柜組件中極為重要的一環(huán)，直接影響到消費者購買選擇，目前櫥柜板材主要有實木板、刨花板、密度板等等，其中實木板價格昂貴，需經(jīng)常維護保養(yǎng)，且耐水性不足；刨花板雖然成本低，但是其強度低，甲醛含量高；密度板主要是將木材等浸泡后打碎高壓壓制而成，綜合性能較為優(yōu)異，但是其質(zhì)量仍待提高，且使用木材等不可再生資源。

竹纖維具有長徑比大、比強度高、比表面積大、價廉、可再生等等優(yōu)點，可將其用于增強聚合物基復(fù)合材料，在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展趨勢下，將是一種具有廣闊應(yīng)用前景的綠色材料，尤其是在櫥柜生產(chǎn)方面，竹纖維材料獨有的優(yōu)點可以改善傳統(tǒng)櫥柜產(chǎn)品的使用體驗，改善人們的家居體驗。生產(chǎn)竹纖維增強聚合物基復(fù)合材料的首要重點是對竹纖維進行改性處理，提高其與聚合物樹脂體的相容性，以獲得綜合性能優(yōu)良的產(chǎn)品。《竹纖維的表面能分析及其增強PP復(fù)合材料的力學(xué)性能》一文以PP為例，對竹纖維進行堿處理-硅烷偶聯(lián)劑處理后與PP復(fù)合熱壓成型，這種方法處理得到的竹纖維雖然與PP的相容浸潤性得到提高，但是高濃度的堿溶液會對纖維造成損傷，破壞材料的力學(xué)強度，達不到令人滿意的增強效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50-60、聚丙烯腈基碳纖維2-3、大豆蛋白纖維10-12、高密度聚乙烯30-40、馬來酸酐接枝聚乙烯4-5、氫化蓖麻油1-2、抗氧劑0.1-0.2、離子液體5-8、甲基丙烯酸鋅1-2。

所述的改性竹纖維的制備方法為：先將竹纖維投入濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡處理30-40min，隨后經(jīng)過濾、水洗至中性后完全干燥，所得產(chǎn)物投入濃度為1-5%的鈦酸酯偶聯(lián)劑/乙醇溶液混合浸泡處理2-5h，處理結(jié)束后過濾，所得物料烘干，再將其投入濃度為1-5%的聚乙烯亞胺水溶液中，加熱至80-90℃，密閉反應(yīng)10-15h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，所得物料水洗2-3次后烘干，即得所述的改性竹纖維，其中竹纖維與氫氧化鈉溶液、鈦酸酯偶聯(lián)劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為1:10-20:5-10:10-15。

所述的竹纖維長度為40-50mm，直徑為50-100μm。

所述的一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材，所述的大豆蛋白纖維長度為50-80mm，直徑為50-100μm。

所述的一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材的制備方法為：

（1）先將高密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、離子液體以及除改性竹纖維、大豆蛋白纖維外的其它剩余物料混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50-100mm，直徑為50-100μm的復(fù)合纖維備用；

（2）將改性竹纖維、大豆蛋白纖維與步驟（1）制備的復(fù)合纖維分別開松后混合在一起后再開松2-3次，隨后通過梳理、針刺工藝制成復(fù)合纖維氈，將所得的纖維氈平行層鋪，在100-120℃溫度下、20-25MPa壓力下熱壓處理15-30min，即得所述板材。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

（1）將竹纖維先利用傳統(tǒng)的堿處理方法進行處理，除去其表面雜質(zhì)，提高其表面的基團的反應(yīng)活性，隨后在鈦酸酯偶聯(lián)劑和聚乙烯亞胺共同作用下，在竹纖維表面偶聯(lián)接枝，提高了竹纖維的強度和與樹脂材料的相容性，改善了傳統(tǒng)堿處理方法對竹纖維強度的破壞。

（2）以高密度聚乙烯作為樹脂基料，佐以馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯腈碳纖維、離子液體等原料，獲得了具有高強度、高耐熱、耐磨蝕的樹脂纖維，其拉伸韌性佳，易于加工成型。

（3）加入了大豆蛋白纖維，改善了復(fù)合材料的手感，賦予板材織物的手感，改善使用者的體驗。

綜上，以本發(fā)明配方和工藝制備得到的復(fù)合板材將竹纖維高效的引入樹脂材料中，獲得了較高的竹塑配比，生產(chǎn)成本得到控制，制得的復(fù)合板材復(fù)合力學(xué)性能優(yōu)良，手感爽滑親膚，耐熱抗裂，經(jīng)濟耐用，不含揮發(fā)性有害物質(zhì)，在制作環(huán)保櫥柜方面具有良好的應(yīng)用前景。

具體實施方式

一種改性竹纖維增強含大豆蛋白纖維的高密度聚乙烯基櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50、聚丙烯腈基碳纖維2、大豆蛋白纖維10、高密度聚乙烯30、馬來酸酐接枝聚乙烯4、氫化蓖麻油1、抗氧劑0.1、離子液體5、甲基丙烯酸鋅1。

其中改性竹纖維的制備方法為：先將竹纖維投入濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡處理30min，隨后經(jīng)過濾、水洗至中性后完全干燥，所得產(chǎn)物投入濃度為1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑/乙醇溶液混合浸泡處理2h，處理結(jié)束后過濾，所得物料烘干，再將其投入濃度為1%的聚乙烯亞胺水溶液中，加熱至80℃，密閉反應(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)束后過濾，所得物料水洗2次后烘干，即得所述的改性竹纖維，其中竹纖維與氫氧化鈉溶液、鈦酸酯偶聯(lián)劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為1:10:5:10。

其中竹纖維長度為40mm，直徑為50μm，大豆蛋白纖維長度為50mm，直徑為50μm。

該竹纖維板材的制備方法為：

（1）先將高密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、離子液體以及除改性竹纖維、大豆蛋白纖維外的其它剩余物料混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50mm，直徑為50μm的復(fù)合纖維備用；

（2）將改性竹纖維、大豆蛋白纖維與步驟（1）制備的復(fù)合纖維分別開松后混合在一起后再開松2次，隨后通過梳理、針刺工藝制成復(fù)合纖維氈，將所得的纖維氈平行層鋪，在100℃溫度下、20MPa壓力下熱壓處理30min，制成標(biāo)準試樣。

對上述制備得到的標(biāo)準試樣進行性能測試，測試結(jié)果為：

拉伸強度：50.8MPa；拉伸模量：0.42GPa；抗彎強度：42.5MPa；彎曲模量：0.66GPa；斷裂伸長率：5.8%；老化2000h后彎曲破壞載荷保留率：99%。