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(qiáng)復(fù)合高密度聚乙烯樹脂基阻燃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(chǔ)物家具，也是家居建材中市場(chǎng)十分廣泛的材料，隨著消費(fèi)者年齡階段的需求性的變化，對(duì)櫥柜的要求不再僅僅是結(jié)實(shí)耐用，產(chǎn)品的環(huán)保性、質(zhì)感等等也逐漸成為消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)合理利用資源，實(shí)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(fèi)者購(gòu)買選擇，目前櫥柜板材主要有實(shí)木板、刨花板、密度板等等，其中實(shí)木板價(jià)格昂貴，需經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，且耐水性不足；刨花板雖然成本低，但是其強(qiáng)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(zhǎng)徑比大、比強(qiáng)度高、比表面積大、價(jià)廉、可再生等等優(yōu)點(diǎn)，可將其用于增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料，在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)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(dú)有的優(yōu)點(diǎn)可以改善傳統(tǒng)櫥柜產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，改善人們的家居體驗(yàn)。生產(chǎn)竹纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的首要重點(diǎn)是對(duì)竹纖維進(jìn)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?！吨窭w維的表面能分析及其增強(qiáng)PP復(fù)合材料的力學(xué)性能》一文以PP為例，對(duì)竹纖維進(jìn)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(rùn)性得到提高，但是高濃度的堿溶液會(huì)對(duì)纖維造成損傷，破壞材料的力學(xué)強(qiáng)度，達(dá)不到令人滿意的增強(qiáng)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種改性竹纖維增強(qiáng)復(fù)合高密度聚乙烯樹脂基阻燃櫥柜板材及其制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種改性竹纖維增強(qiáng)復(fù)合高密度聚乙烯樹脂基阻燃櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50-60、高密度聚乙烯20-25、聚氯乙烯樹脂10-15、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯3-5、埃洛石納米管1-2、硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.2、甲基丙烯酸縮水甘油酯3-5、離子液體5-6、氫化蓖麻油1-2、抗氧劑0.1-0.2、甲基丙烯酸鋅1-1.5。

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(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)度為40-50mm，直徑為50-100μm。

所述的一種改性竹纖維增強(qiáng)復(fù)合高密度聚乙烯樹脂基阻燃櫥柜板材的制備方法為：

（1）先將埃洛石納米管與硅烷偶聯(lián)劑混合研磨分散20-30min，得表面改性埃洛石納米管備用；

（2）先將高密度聚乙烯、聚氯乙烯樹脂、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯、表面改性埃洛石納米管、離子液體以及除改性竹纖維外的其它剩余物料高速攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長(zhǎng)度為50-80mm，直徑為50-80μm的復(fù)合纖維備用；

（3）將改性竹纖維與步驟（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(guò)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130-150℃溫度下、8-12MPa壓力下熱壓處理20-30min，即得所述板材。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）將竹纖維先利用傳統(tǒng)的堿處理方法進(jìn)行處理，除去其表面雜質(zhì)，提高其表面的基團(tuán)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，在其表面偶聯(lián)接枝，提高了竹纖維的強(qiáng)度和與樹脂材料的相容性，這種改性處理方法改善了傳統(tǒng)堿處理方法削弱竹纖維強(qiáng)度的缺點(diǎn)，還進(jìn)一步提升了竹纖維相容性。

（2）將高密度聚乙烯與聚氯乙烯樹脂混合作為樹脂基料，同時(shí)加入馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯作為相容劑，佐以埃洛石納米管、離子液體等原料，制得具有優(yōu)良性能的復(fù)合樹脂纖維，其中的活性基團(tuán)與改性竹纖維具有良好的相容性。

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，獲得了較高的竹塑比，生產(chǎn)成本得到有效控制，制得板材力學(xué)強(qiáng)度高，不易破損開裂，阻燃耐火，經(jīng)久耐用，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(shí)施方式

一種改性竹纖維增強(qiáng)復(fù)合高密度聚乙烯樹脂基阻燃櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50、高密度聚乙烯20、聚氯乙烯樹脂10、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯3、埃洛石納米管1、硅烷偶聯(lián)劑0.1、甲基丙烯酸縮水甘油酯3、離子液體5、氫化蓖麻油1、抗氧劑0.1、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(guò)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(guò)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(guò)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(zhǎng)度為40mm，直徑為50μm。

該竹纖維板材的制備方法為：

（1）先將埃洛石納米管與硅烷偶聯(lián)劑混合研磨分散20min，得表面改性埃洛石納米管備用；

（2）先將高密度聚乙烯、聚氯乙烯樹脂、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯、表面改性埃洛石納米管、離子液體以及除改性竹纖維外的其它剩余物料高速攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長(zhǎng)度為50mm，直徑為50μm的復(fù)合纖維備用；

（3）將改性竹纖維與步驟（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(guò)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130℃溫度下、8MPa壓力下熱壓處理30min，制成標(biāo)準(zhǔn)試樣。

對(duì)上述制備得到的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為：

拉伸強(qiáng)度：62.8MPa；拉伸模量：0.62GPa；抗彎強(qiáng)度：54.8MPa；彎曲模量：0.72GPa；斷裂伸長(zhǎng)率：5.4%；老化2000h后彎曲破壞載荷保留率：95。