一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，该竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纤维50?60、芳纶浆粕5?10、超高分子量聚乙烯20?30、甲壳素2?3、马来酸酐接枝聚乙烯4?5、多巴胺0.4?0.5、氢化蓖麻油1?2、抗氧剂0.1?0.2、离子液体5?8、甲基丙烯酸锌1?2、去离子水10?15。
【专利说明】
一种改性竹纤维増强超高分子量聚乙烯基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，尤其涉及一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基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]竹纤维具有长径比大、比强度高、比表面积大、价廉、可再生等等优点，可将其用于增强聚合物基复合材料，在产业可持续发展趋势下，将是一种具有广阔应用前景的绿色材料，尤其是在橱柜生产方面，竹纤维材料独有的优点可以改善传统橱柜产品的使用体验，改善人们的家居体验。生产竹纤维增强聚合物基复合材料的首要重点是对竹纤维进行改性处理，提高其与聚合物树脂体的相容性，以获得综合性能优良的产品。《竹纤维的表面能分析及其增强PP复合材料的力学性能》一文以PP为例，对竹纤维进行碱处理-硅烷偶联剂处理后与PP复合热压成型，这种方法处理得到的竹纤维虽然与PP的相容浸润性得到提高，但是高浓度的碱溶液会对纤维造成损伤，破坏材料的力学强度，达不到令人满意的增强效果。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基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:
一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，该竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纤维50-60、芳纶浆柏5-10、超高分子量聚乙烯20-30、甲壳素2-3、马来酸酐接枝聚乙烯4-5、多巴胺0.4-0.5、氢化蓖麻油1-2、抗氧剂0.1-0.2、离子液体5-8、甲基丙烯酸锌1-2、去离子水10-15。
[0007]所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，所述的改性竹纤维的制备方法为:先将竹纤维投入浓度为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30-40min，随后经过滤、水洗至中性后完全干燥，所得产物投入浓度为1-5%的钛酸酯偶联剂/乙醇溶液混合浸泡处理
2-5h，处理结束后过滤，所得物料烘干，再将其投入浓度为1-5%的聚乙烯亚胺水溶液中，加热至80-90°C，密闭反应10-15h，反应结束后过滤，所得物料水洗2-3次后烘干，即得所述的改性竹纤维，其中竹纤维与氢氧化钠溶液、钛酸酯偶联剂/乙醇溶液、聚乙烯亚胺水溶液的浴比为1:10-20:5-10:10-15。
[0008]所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，所述的竹纤维长度为40_50mm，直径为 50-100ym。
[0009]所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材的制备方法，其制备方法为:
(1)将多巴胺投入去离子水中，待其完全溶解后加入芳纶浆柏，浸泡20-30h后取出，水洗2-3次后完全烘干，得表面改性的芳纶浆柏备用；
(2)将超高分子量聚乙烯、马来酸酐聚乙烯、表面改性芳纶浆柏、离子液体以及除改性竹纤维外的其它剩余物料高速搅拌混合均匀后熔融纺丝，制成长度为50-80mm，直径为50-ΙΟΟμπι的复合纤维备用；
(3)将改性竹纤维与步骤(2)制备的复合纤维分别开松后混合在一起后再开松2-3次，随后通过梳理、针刺工艺制成复合纤维毡，将所得的纤维毡平行层铺，在150-180°C温度下、10-151^压力下热压处理15-3011^11，即得所述板材。
[0010]本发明的优点是:(I)将竹纤维先利用传统的碱处理方法进行处理，除去其表面杂质，提高其表面的基团的反应活性，随后在钛酸酯偶联剂和聚乙烯亚胺共同作用下，在竹纤维表面偶联接枝，提高了竹纤维的强度和与树脂材料的相容性，改善了传统碱处理方法对竹纤维强度的损伤。
[0011](2)以超高分子量聚乙烯作为树脂基料，同时加入马来酸酐接枝聚乙烯、表面改性芳纶浆柏、离子液体等原料，制得了具有极高强度、抗老化、耐磨以及高表面活性的复合树脂纤维，与竹纤维的相容性进一步提升。
[0012]综上，以本发明配方和工艺制备得到的复合板材将竹纤维高效的引入树脂材料中，获得了较高的竹塑比，降低了生产成本，产品具有优良的力学性能，经久耐用，抗菌除臭，密实防水，不含挥发性有害物质，在制作环保橱柜方面具有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0013]一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，该竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纤维50、芳纶浆柏5、超高分子量聚乙烯20、甲壳素2、马来酸酐接枝聚乙烯
4、多巴胺0.4、氢化蓖麻油1、抗氧剂0.1、离子液体5、甲基丙烯酸锌1、去离子水10。
[0014]其中改性竹纤维的制备方法为:先将竹纤维投入浓度为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30min，随后经过滤、水洗至中性后完全干燥，所得产物投入浓度为1%的钛酸酯偶联剂/乙醇溶液混合浸泡处理2h，处理结束后过滤，所得物料烘干，再将其投入浓度为1%的聚乙烯亚胺水溶液中，加热至80°C，密闭反应10h，反应结束后过滤，所得物料水洗2次后烘干，即得所述的改性竹纤维，其中竹纤维与氢氧化钠溶液、钛酸酯偶联剂/乙醇溶液、聚乙烯亚胺水溶液的浴比为1:10:5:10。
[0015]其中竹纤维长度为40mm，直径为50μπι。
[0016]该竹纤维板材的制备方法为:
(I)将多巴胺投入去离子水中，待其完全溶解后加入芳纶浆柏，浸泡20h后取出，水洗2次后完全烘干，得表面改性的芳纶浆柏备用； (2)将超高分子量聚乙烯、马来酸酐聚乙烯、表面改性芳纶浆柏、离子液体以及除改性竹纤维外的其它剩余物料高速搅拌混合均勾后恪融纺丝，制成长度为50mm，直径为50μηι的复合纤维备用；
(3)将改性竹纤维与步骤(2)制备的复合纤维分别开松后混合在一起后再开松2次，随后通过梳理、针刺工艺制成复合纤维毡，将所得的纤维毡平行层铺，在150°C温度下、1MPa压力下热压处理30min，制成标准试样。
[0017]对上述制备得到的标准试样进行性能测试，测试结果为:
拉伸强度:54.5MPa ；拉伸模量:0.52GPa ；抗弯强度:42.3MPa ；弯曲模量:0.72GPa ；断裂伸长率:8.4%;老化2000h后弯曲破坏载荷保留率:102。
【主权项】
1.一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，其特征在于，该竹塑板材由以下重量份的原料制成:改性竹纤维50-60、芳纶浆柏5-10、超高分子量聚乙烯20-30、甲壳素2-3、马来酸酐接枝聚乙烯4-5、多巴胺0.4-0.5、氢化蓖麻油1-2、抗氧剂0.1-0.2、离子液体5-8、甲基丙烯酸锌1-2、去离子水10-15。2.如权利要求1所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，其特征在于，所述的改性竹纤维的制备方法为:先将竹纤维投入浓度为5%的氢氧化钠溶液浸泡处理30-40min，随后经过滤、水洗至中性后完全干燥，所得产物投入浓度为1-5%的钛酸酯偶联剂/乙醇溶液混合浸泡处理2-5h，处理结束后过滤，所得物料烘干，再将其投入浓度为1-5%的聚乙烯亚胺水溶液中，加热至80-90 °C，密闭反应10-15h，反应结束后过滤，所得物料水洗2-3次后烘干，即得所述的改性竹纤维，其中竹纤维与氢氧化钠溶液、钛酸酯偶联剂/乙醇溶液、聚乙烯亚胺水溶液的浴比为I: 10-20:5-10:10-15。3.如权利要求2所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材，其特征在于，所述的竹纤维长度为40-50mm，直径为50-100μηι。4.如权利要求2所述的一种改性竹纤维增强超高分子量聚乙烯基橱柜板材的制备方法，其特征在于，其制备方法为: (1)将多巴胺投入去离子水中，待其完全溶解后加入芳纶浆柏，浸泡20-30h后取出，水洗2-3次后完全烘干，得表面改性的芳纶浆柏备用； (2)将超高分子量聚乙烯、马来酸酐聚乙烯、表面改性芳纶浆柏、离子液体以及除改性竹纤维外的其它剩余物料高速搅拌混合均匀后熔融纺丝，制成长度为50-80mm，直径为50-ΙΟΟμπι的复合纤维备用； (3)将改性竹纤维与步骤(2)制备的复合纤维分别开松后混合在一起后再开松2-3次，随后通过梳理、针刺工艺制成复合纤维毡，将所得的纤维毡平行层铺，在150-180°C温度下、10-151^压力下热压处理15-3011^11，即得所述板材。
【文档编号】C08L77/10GK106084849SQ201610547112
【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