本發明涉及竹塑材料
技術領域：
，尤其涉及一種含納米碳纖維的高強度聚乙烯基竹塑櫥柜板材及其制備方法。
背景技術：
：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。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。我國具有極為豐富的竹資源，竹材具有良好的力學性能，生長速度快，美觀獨特，是木材的重要替代材料，是一種環保綠色的可持續資源，其作為一種新興的建材受到越來越多的關注。竹塑材料是一類將竹粉與塑料混合共擠制得，其兼有實木的質感和塑料的抗水、耐水、不易變形等優點，尤其貼合櫥柜板材的性能要求。在實際生產過程中，由于竹粉與塑料的相容性較差，對生產工藝和助劑的要求十分嚴格，直接關系到復合材料的力學性能，也是制約竹塑產品質量的關鍵因素。《竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)復合材料的熱壓工藝研究》一文以馬來酸酐接枝聚乙烯為相容劑，在180℃條件下熱壓處理得到了一種竹塑配比較高的材料，但是得到的材料綜合力學性能較差，作為櫥柜板材在加工性能上仍顯不足。。技術實現要素：本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種含納米碳纖維的高強度聚乙烯基竹塑櫥柜板材及其制備方法。本發明是通過以下技術方案實現的：一種含納米碳纖維的高強度聚乙烯基竹塑櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：竹粉60-80、聚乙烯粒子25-35、十二羥基硬脂酸1-2、納米碳纖維1-2、聚乙烯亞胺4-5、無水乙醇適量、硅烷偶聯劑1-2、聚丙烯蠟2-3、抗氧化劑0.1-0.2、聚乙烯醇3-5、氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑5-6。所述的氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑由以下重量份的原料制備得到：氧化石墨烯1-2、端羥基超支化聚酯15-20、硅烷偶聯劑KH5500.1-0.2、無水乙醇5-8，制備方法為：先將硅烷偶聯劑KH550投入無水乙醇中，攪拌混合均勻后加入氧化石墨烯，體系加熱至60-80℃，并超聲分散1.5-2h，反應結束后抽濾，所得產物水洗后干燥，得改性氧化石墨烯，接著將改性氧化石墨烯與端羥基超支化聚酯一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻后投入雙螺桿擠出機中熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑。所述的一種含納米碳纖維的高強度聚乙烯基竹塑櫥柜板材的制備方法為：(1)先將竹粉經脫水干燥處理，隨后將其投入由1-1.5重量份硅烷偶聯劑、十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺、無水乙醇混合配制的溶液中浸泡反應2-3h，隨后經過濾、干燥后得改性竹粉備用；(2)將納米碳纖維與余量的硅烷偶聯劑混合分散均勻備用；(3)將聚乙烯粒子與步驟(2)物料以及聚乙烯醇高速攪拌混合均勻后熔融造粒，得改性聚乙烯粒子備用；(4)將改性竹粉、改性聚乙烯粒子與步驟(2)的物料投入高速混合機中預熱至60-80℃，混合攪拌10-15min，隨后再加入其它剩余物料，升溫至80-100℃，繼續混合攪拌5-10min，混合均勻后通過模壓法制得板材，其中模壓預熱時間為20-30min，模壓溫度為125-135℃，保壓時間為4-5min，壓力為6-8MPa，冷壓時間3-5min，冷壓壓力10-12MPa，即得所述竹塑板材。本發明制備的竹塑材料特點在于：(1)將竹粉經脫水處理后投入硅烷偶聯劑、十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺混合配制的無水乙醇溶液中改性處理，利用竹粉表面含有大量羥基的特點，引入了有機基團，提高竹粉與樹脂材料的相容性，同時還改善了竹粉的力學性能。(2)制備了一種氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑，利用氧化石墨烯獨特的兩親性，為竹粉與有機相共混搭橋，降低界面勢能，提高材料間的結合力，此外端羥基超支化聚酯能夠有效的降低熔融加工溫度，促進熔體流動。(3)預先將聚乙烯與納米碳纖維、聚乙烯醇等一次造粒，提高了納米碳纖維的分散性，獲得性能更為均勻穩定的改性材料。綜上，以本發明工藝制備得到的竹塑成品具有較高的竹塑比，降低了生產成本，同時通過添加納米碳纖維和增容劑等方法提高了復合材料的力學性能，最終得到的材料兼具良好的拉伸強度和抗沖擊能力，結構緊致均勻，結實耐用，環保無毒，在制作高檔櫥柜方面具有良好的應用前景。具體實施方式該實施例竹塑板材由以下重量份的原料制成：竹粉60、聚乙烯粒子25、十二羥基硬脂酸1、納米碳纖維1、聚乙烯亞胺4、無水乙醇適量、硅烷偶聯劑1、聚丙烯蠟2、抗氧化劑0.1、聚乙烯醇3、氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑5。其中氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑由以下重量份的原料制備得到：氧化石墨烯1、端羥基超支化聚酯15、硅烷偶聯劑KH5500.1、無水乙醇5，制備方法為：先將硅烷偶聯劑KH550投入無水乙醇中，攪拌混合均勻后加入氧化石墨烯，體系加熱至60℃，并超聲分散1.5h，反應結束后抽濾，所得產物水洗后干燥，得改性氧化石墨烯，接著將改性氧化石墨烯與端羥基超支化聚酯一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻后投入雙螺桿擠出機中熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝超支化聚酯增容劑。該板材的制備方法為：(1)先將竹粉經脫水干燥處理，隨后將其投入由1重量份硅烷偶聯劑、十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺、無水乙醇混合配制的溶液中浸泡反應2h，隨后經過濾、干燥后得改性竹粉備用；(2)將納米碳纖維與余量的硅烷偶聯劑混合分散均勻備用；(3)將聚乙烯粒子與步驟(2)物料以及聚乙烯醇高速攪拌混合均勻后熔融造粒，得改性聚乙烯粒子備用；(4)將改性竹粉、改性聚乙烯粒子與步驟(2)的物料投入高速混合機中預熱至60℃，混合攪拌10min，隨后再加入其它剩余物料，升溫至80℃，繼續混合攪拌5min，混合均勻后通過模壓法制得板材，其中模壓預熱時間為20min，模壓溫度為125℃，保壓時間為4min，壓力為6MPa，冷壓時間3min，冷壓壓力10MPa，即得所述竹塑板材。上述制得的竹塑板材制成測試條進行性能測定，測試結果如下：檢測項目檢測結果拉伸強度(MPa)70.2彎曲強度(MPa)78.5斷裂伸長率(％)28.1彎曲模量(GPa)5.024h吸水厚度膨脹率(％)≤1.5沖擊強度(KJ/m2)20.2當前第1頁1 2 3