一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材，该竹塑板材由以下重量份的原料制成：竹粉60?80、废旧高抗冲聚苯乙烯粒子20?30、十二羟基硬脂酸1?2、聚乙烯亚胺4?5、羟基聚二甲基硅氧烷1?5、无水乙醇适量、硅烷偶联剂1?2、抗氧化剂0.1?0.2、氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂4?6、纳米助熔剂4?5。
【专利说明】
一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯増容改性的聚苯乙烯基 竹塑橱柜板材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及竹塑材料技术领域，尤其涉及一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增 容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 橱柜是日常家居中十分常见的一类储物家具，也是家居建材中市场十分广泛的材 料，随着消费者年龄阶段的需求性的变化，对橱柜的要求不再仅仅是结实耐用，产品的环保 性、质感等等也逐渐成为消费者关注的焦点，同时合理利用资源，实现产业的可持续性发展 也是生产业的发展方向。
[0003] 橱柜板材是橱柜组件中极为重要的一环，直接影响到消费者购买选择，目前橱柜 板材主要有实木板、刨花板、密度板等等，其中实木板价格昂贵，需经常维护保养，且耐水性 不足;刨花板虽然成本低，但是其强度低，甲醛含量高;密度板主要是将木材等浸泡后打碎 高压压制而成，综合性能较为优异，但是其质量仍待提高，且使用木材等不可再生资源。
[0004] 我国具有极为丰富的竹资源，竹材具有良好的力学性能，生长速度快，美观独特， 是木材的重要替代材料，是一种环保绿色的可持续资源，其作为一种新兴的建材受到越来 越多的关注。竹塑材料是一类将竹粉与塑料混合共挤制得，其兼有实木的质感和塑料的抗 水、耐水、不易变形等优点，尤其贴合橱柜板材的性能要求。在实际生产过程中，由于竹粉与 塑料的相容性较差，对生产工艺和助剂的要求十分严格，直接关系到复合材料的力学性能， 也是制约竹塑产品质量的关键因素。《竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的热压工艺研 究》一文以马来酸酐接枝聚乙烯为相容剂，在180°C条件下热压处理得到了一种竹塑配比较 高的材料，但是得到的材料综合力学性能较差，作为橱柜板材在加工性能上仍显不足。。
【发明内容】
[0005] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚 乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材及其制备方法。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材，该竹 塑板材由以下重量份的原料制成:竹粉60-80、废旧高抗冲聚苯乙烯粒子20-30、十二羟基硬 脂酸1-2、聚乙烯亚胺4-5、羟基聚二甲基硅氧烷1-5、无水乙醇适量、硅烷偶联剂1-2、抗氧化 剂0.1-0.2、氧化石墨稀接枝茂金属聚乙稀增容剂4-6、纳米助恪剂4-5。
[0008] 所述的氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂由以下重量份的原料制备得到:氧化 石墨烯1-2、马来酸酐1-2、茂金属聚乙烯10-15、过氧化二异丙苯0.1-0.5、硅烷偶联剂KH550 0.1-0.2、无水乙醇5-8，制备方法为:先将硅烷偶联剂KH550投入无水乙醇中，搅拌混合均匀 后加入氧化石墨烯，体系加热至60-80°C，并超声分散1.5-2h，反应结束后抽滤，所得产物水 洗后干燥，得改性氧化石墨烯，接着将改性氧化石墨烯与茂金属聚乙烯、马来酸酐、过氧化 二异丙苯一起投入高速混合机中，搅拌混合均匀后投入双螺杆挤出机中熔融共混造粒，即 得所述的氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂。
[0009] 所述的纳米助熔剂为纳米级聚苯乙烯微球。
[0010] 所述的一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板 材的制备方法为：
[0011] (1)先将竹粉经脱水干燥处理，随后将其投入由硅烷偶联剂、十二羟基硬脂酸、聚 乙烯亚胺、无水乙醇混合配制的溶液中浸泡反应2-3h，随后经过滤、干燥后得改性竹粉备 用；
[0012] (2)将废旧高抗冲聚苯乙烯粒子与羟基聚二甲基硅氧烷、纳米助熔剂混合均匀后 熔融造粒，得改性聚苯乙烯粒子备用；
[0013] (3)将改性竹粉、改性聚苯乙烯粒子投入高速混合机中预热至50-60°C，混合搅拌 20-30min，随后再加入其它剩余物料，升温至80-100°C，继续混合搅拌l_2min，混合均匀后 通过模压法制得板材，其中模压预热时间为20-30min，模压温度为180-200°C，保压时间为 4-5min，压力为8-12MPa，冷压时间3-5min，冷压压力10-15MPa，即得所述竹塑板材。
[0014] 本发明制备的竹塑材料特点在于：
[0015] (1)将竹粉经脱水处理后投入硅烷偶联剂、十二羟基硬脂酸、聚乙烯亚胺混合配制 的无水乙醇溶液中改性处理，将有机基团引入竹粉表面，提高了竹粉与树脂的相容性，同时 提高了竹粉的强度和热稳定性。
[0016] (2)制备了 一种氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂，这种增容剂利用氧化石墨 烯独特的两亲性，为竹粉与有机相共混搭桥，降低界面势能，提高材料间的结合力，较之传 统意义的马来酸酐接枝增容剂增容效果更佳。
[0017] (3)预先将聚苯乙烯与聚硅氧烷化合物以及纳米助熔剂一次造粒，获得了结晶度 更高、综合力学性能更为优良的树脂基料。
[0018]综上，以本发明工艺制备得到的竹塑产品具有相对较高的竹塑比，降低了产品的 生产成本，同时兼具良好的强度和韧性，结实耐用，抗腐耐水，环保无毒，在制作橱柜方面具 有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0019] 该实施例竹塑板材由以下重量份的原料制成：竹粉60、废旧高抗冲聚苯乙烯粒子 20、十二羟基硬脂酸1、聚乙烯亚胺4、羟基聚二甲基硅氧烷1、无水乙醇适量、硅烷偶联剂1、 抗氧化剂〇. 1、氧化石墨稀接枝茂金属聚乙稀增容剂4、纳米助恪剂4。
[0020] 其中氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂由以下重量份的原料制备得到:氧化石 墨烯1、马来酸酐1、茂金属聚乙烯10、过氧化二异丙苯0.1、硅烷偶联剂KH550 0.1、无水乙醇 5，制备方法为：先将硅烷偶联剂KH550投入无水乙醇中，搅拌混合均匀后加入氧化石墨烯， 体系加热至60°C，并超声分散1.5h，反应结束后抽滤，所得产物水洗后干燥，得改性氧化石 墨稀，接着将改性氧化石墨稀与茂金属聚乙稀、马来酸酐、过氧化二异丙苯一起投入高速混 合机中，搅拌混合均匀后投入双螺杆挤出机中熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝 茂金属聚乙烯增容剂。
[0021] 其中纳米助熔剂为纳米级聚苯乙烯微球。
[0022]该实施例板材的制备方法为：
[0023] (1)先将竹粉经脱水干燥处理，随后将其投入由硅烷偶联剂、十二羟基硬脂酸、聚 乙烯亚胺、无水乙醇混合配制的溶液中浸泡反应2h，随后经过滤、干燥后得改性竹粉备用； [0024] (2)将废旧高抗冲聚苯乙烯粒子与羟基聚二甲基硅氧烷、纳米助熔剂混合均匀后 熔融造粒，得改性聚苯乙烯粒子备用；
[0025] (3)将改性竹粉、改性聚苯乙烯粒子投入高速混合机中预热至50 °C，混合搅拌 20min，随后再加入其它剩余物料，升温至80°C，继续混合搅拌lmin，混合均勾后通过模压法 制得板材，其中模压预热时间为20min，模压温度为180°C，保压时间为4min，压力为8MPa，冷 压时间3min，冷压压力1 OMPa，即得所述竹塑板材。
[0026] 上述制得的竹塑板材制成测试条进行性能测定，测试结果如下：
[0027]
【主权项】
1. 一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹塑橱柜板材，其特征 在于，该竹塑板材由以下重量份的原料制成:竹粉60-80、废旧高抗冲聚苯乙烯粒子20-30、 十二羟基硬脂酸1-2、聚乙烯亚胺4-5、羟基聚二甲基硅氧烷1-5、无水乙醇适量、硅烷偶联剂 1-2、抗氧化剂0.1-0.2、氧化石墨稀接枝茂金属聚乙稀增容剂4-6、纳米助恪剂4-5。2. 如权利要求1所述的一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹 塑橱柜板材，其特征在于，所述的氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂由以下重量份的原 料制备得到:氧化石墨稀1 -2、马来酸酐1-2、茂金属聚乙稀10-15、过氧化二异丙苯0.1-0.5、 硅烷偶联剂KH5500.1-0.2、无水乙醇5-8，制备方法为:先将硅烷偶联剂KH550投入无水乙醇 中，搅拌混合均匀后加入氧化石墨烯，体系加热至60-80°C，并超声分散1.5-2h，反应结束后 抽滤，所得产物水洗后干燥，得改性氧化石墨烯，接着将改性氧化石墨烯与茂金属聚乙烯、 马来酸酐、过氧化二异丙苯一起投入高速混合机中，搅拌混合均匀后投入双螺杆挤出机中 熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容剂。3. 如权利要求1所述的一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹 塑橱柜板材，其特征在于，所述的纳米助熔剂为纳米级聚苯乙烯微球。4. 如权利要求1所述的一种以氧化石墨烯接枝茂金属聚乙烯增容改性的聚苯乙烯基竹 塑橱柜板材的制备方法，其特征在于，其制备方法为： (1) 先将竹粉经脱水干燥处理，随后将其投入由硅烷偶联剂、十二羟基硬脂酸、聚乙烯 亚胺、无水乙醇混合配制的溶液中浸泡反应2_3h，随后经过滤、干燥后得改性竹粉备用； (2) 将废旧高抗冲聚苯乙烯粒子与羟基聚二甲基硅氧烷、纳米助熔剂混合均匀后熔融 造粒，得改性聚苯乙烯粒子备用； (3) 将改性竹粉、改性聚苯乙烯粒子投入高速混合机中预热至50-60°C，混合搅拌20-30min，随后再加入其它剩余物料，升温至80-100°C，继续混合搅拌l_2min，混合均勾后通过 模压法制得板材，其中模压预热时间为20-30min，模压温度为180-200°C，保压时间为4-5min，压力为8-12MPa，冷压时间3-5min，冷压压力10-15MPa，即得所述竹塑板材。
【文档编号】C08L51/04GK106084842SQ201610546854
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】夏大庆, 孔令根, 王平, 王安勇, 戚明永, 王丹
【申请人】志邦厨柜股份有限公司