一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50?60、玄武巖纖維5?10、聚丙烯切片30?40、馬來酸酐接枝聚丙烯3?5、多巴胺單體0.2?0.5、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、去離子水15?20。
【專利說明】
一種改性竹纖維増強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及竹塑材料技術領域，尤其涉及一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材及其制備方法。
【背景技術】
[0002]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實耐用，產品的環保性、質感等等也逐漸成為消費者關注的焦點，同時合理利用資源，實現產業的可持續性發展也是生產業的發展方向。
[0003]櫥柜板材是櫥柜組件中極為重要的一環，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，需經常維護保養，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，綜合性能較為優異，但是其質量仍待提高，且使用木材等不可再生資源。
[0004]竹纖維具有長徑比大、比強度高、比表面積大、價廉、可再生等等優點，可將其用于增強聚合物基復合材料，在產業可持續發展趨勢下，將是一種具有廣闊應用前景的綠色材料，尤其是在櫥柜生產方面，竹纖維材料獨有的優點可以改善傳統櫥柜產品的使用體驗，改善人們的家居體驗。生產竹纖維增強聚合物基復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，以獲得綜合性能優良的產品。《竹纖維的表面能分析及其增強PP復合材料的力學性能》一文以PP為例，對竹纖維進行堿處理-硅烷偶聯劑處理后與PP復合熱壓成型，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，破壞材料的力學強度，達不到令人滿意的增強效果。。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材及其制備方法。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纖維50-60、玄武巖纖維5-10、聚丙烯切片30-40、馬來酸酐接枝聚丙烯3-5、多巴胺單體0.2-0.5、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、去離子水I5-200
[0007]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，隨后經過濾、水洗至中性后完全干燥，所得產物投入濃度為1-5%的鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液混合浸泡處理2-5h，處理結束后過濾，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°C，密閉反應10-15h，反應結束后過濾，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、鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為I: 10-20:5-10:10-15。
[0008]所述的竹纖維長度為40-50mm，直徑為50-100μπι。
[0009]所述的玄武巖纖維長度為40-60mm，直徑為50-80μπι。
[0010]所述的一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材的制備方法為:
(1)先將多巴胺投入去離子水中，待其完全溶解后加入玄武巖纖維，浸泡30-50h后取出，水洗2-3次后完全烘干，得改性玄武巖纖維備用；
(2)將聚丙烯切片、馬來酸酐接枝聚丙烯、離子液體以及除改性竹纖維和改性玄武巖纖維外的其它剩余物料高速攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50-100mm，直徑為50-100μm的復合纖維備用；
(3)將改性竹纖維、改性玄武巖纖維以及與步驟(2)制備的復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、針刺工藝制成復合纖維氈，將所得的纖維氈平行層鋪，在170-190°C溫度下、20-30MPa壓力下熱壓處理15-30min，即得所述板材。
[0011]本發明的優點是:
(I)將竹纖維先利用傳統的堿處理方法進行處理，除去其表面雜質，提高其表面的基團的反應活性，隨后在鈦酸酯偶聯劑和聚乙烯亞胺共同作用下，在竹纖維表面偶聯接枝，提高了竹纖維的強度和與樹脂材料的相容性，彌補了傳統處理方法對竹纖維強度的損害。
[0012](2)將玄武巖纖維在多巴胺溶液中改性處理，在其表面生成聚多巴胺，從而提高玄武巖纖維與其它材料的結合性，達到高效的改性效果。
[0013](3)以聚丙烯作為樹脂基料，加入馬來酸酐改性聚丙烯可以提高聚丙烯與其它物料的相容性，并有增韌功效，加入的離子液體有增塑功效，提高了聚丙烯纖維的拉伸延展性，提高復合樹脂纖維綜合力學性能。
[0014]綜上，以本發明配方和工藝制備得到的復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，生產成本得到有效控制，這種復合板材具有突出的力學強度，熱穩定性好，阻燃隔熱，環保無毒，在制作高檔環保櫥柜方面具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0015]—種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纖維50、玄武巖纖維5、聚丙烯切片30、馬來酸酐接枝聚丙烯3、多巴胺單體
0.2、氫化蓖麻油1、抗氧劑0.1、離子液體5、甲基丙烯酸鋅1、去離子水15。
[0016]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，隨后經過濾、水洗至中性后完全干燥，所得產物投入濃度為1%的鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液混合浸泡處理2h，處理結束后過濾，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°C，密閉反應10h，反應結束后過濾，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、鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為1:10:5:10。
[0017]其中竹纖維長度為40mm，直徑為50μπι，玄武巖纖維長度為40mm，直徑為50μπι。
[0018]該竹纖維板材的制備方法為:
(I)先將多巴胺投入去離子水中，待其完全溶解后加入玄武巖纖維，浸泡30h后取出，水洗2次后完全烘干，得改性玄武巖纖維備用； (2)將聚丙烯切片、馬來酸酐接枝聚丙烯、離子液體以及除改性竹纖維和改性玄武巖纖維外的其它剩余物料高速攪拌混合均勾后恪融紡絲，制成長度為50mm，直徑為50μηι的復合纖維備用；
(3)將改性竹纖維、改性玄武巖纖維以及與步驟(2)制備的復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、針刺工藝制成復合纖維氈，將所得的纖維氈平行層鋪，在170°C溫度下、20MPa壓力下熱壓處理30min，制成標準試樣。
[0019]對上述制備得到的標準試樣進行性能測試，測試結果為:
拉伸強度:105MPa ；拉伸模量:I.08GPa ；抗彎強度:68.5MPa ；彎曲模量:I.23GPa ；斷裂伸長率:4.5%;老化2000h后彎曲破壞載荷保留率:101%，極限氧指數:22。
【主權項】
1.一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，其特征在于，該竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纖維50-60、玄武巖纖維5-10、聚丙烯切片30-40、馬來酸酐接枝聚丙烯3-5、多巴胺單體0.2-0.5、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、去離子水15-20。2.如權利要求1所述的一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，其特征在于，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，隨后經過濾、水洗至中性后完全干燥，所得產物投入濃度為1-5%的鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液混合浸泡處理2-5h，處理結束后過濾，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°C，密閉反應10-15h，反應結束后過濾，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、鈦酸酯偶聯劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為I: 10-20:5-10:10-15。3.如權利要求2所述的一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，其特征在于，所述的竹纖維長度為40-50mm，直徑為50-100μπι。4.如權利要求1所述的一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材，其特征在于，所述的玄武巖纖維長度為40_60mm，直徑為50-80μηι。5.如權利要求2所述的一種改性竹纖維增強聚丙烯基高強阻燃櫥柜板材的制備方法，其特征在于，其制備方法為: (1)先將多巴胺投入去離子水中，待其完全溶解后加入玄武巖纖維，浸泡30-50h后取出，水洗2-3次后完全烘干，得改性玄武巖纖維備用； (2)將聚丙烯切片、馬來酸酐接枝聚丙烯、離子液體以及除改性竹纖維和改性玄武巖纖維外的其它剩余物料高速攪拌混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50-100mm，直徑為50-100μm的復合纖維備用； (3)將改性竹纖維、改性玄武巖纖維以及與步驟(2)制備的復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、針刺工藝制成復合纖維氈，將所得的纖維氈平行層鋪，在170-190°C溫度下、20-30MPa壓力下熱壓處理15-30min，即得所述板材。
【文檔編號】C08L97/02GK106084846SQ201610547095
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月12日
【發明人】夏大慶, 孔令根, 王平, 王安勇, 戚明永, 王丹
【申請人】志邦廚柜股份有限公司