本發(fā)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碳酸酯基復合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(chǎn)品的環(huán)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(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(jīng)常維護保養(yǎng)，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(yōu)異，但是其質量仍待提高，且使用木材等不可再生資源。

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(yōu)點，可將其用于增強聚合物基復合材料，在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)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(chǎn)方面，竹纖維材料獨有的優(yōu)點可以改善傳統(tǒng)櫥柜產(chǎn)品的使用體驗，改善人們的家居體驗。生產(chǎn)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(yōu)良的產(chǎn)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(lián)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。。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)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碳酸酯基復合櫥柜板材及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種改性竹纖維增強聚碳酸酯基復合櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50-60、硫酸鈣晶須4-5、聚碳酸酯20-30、磷酸三丁酯5-6、氫化蓖麻油1-2、馬來酸酐接枝聚乙烯醇8-10、抗氧劑0.1-0.2、離子液體5-8、甲基丙烯酸鋅1-2。

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℃，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(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。

所述的竹纖維長度為40-50mm，直徑為50-100μm。

所述的一種改性竹纖維增強聚碳酸酯基復合櫥柜板材的制備方法為：

（1）先將聚碳酸酯、硫酸鈣晶須、馬來酸酐接枝聚乙烯醇、離子液體以及除改性竹纖維外的其它剩余物料混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50-80mm，直徑為50-100μm的復合纖維備用；

（2）將改性竹纖維與步驟（1）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180-200℃溫度下、20-30MPa壓力下熱壓處理15-30min，即得所述板材。

本發(fā)明的優(yōu)點是：（1）將竹纖維先利用傳統(tǒng)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(lián)劑和聚乙烯亞胺共同作用下，在其表面偶聯(lián)接枝，提高了竹纖維的強度和與樹脂材料的相容性。

（2）將聚碳酸酯與馬來酸酐接枝聚乙烯醇、離子液體、硫酸鈣晶須等原料混合熔融紡絲，制得了具有良好拉伸韌性和表面活性的樹脂纖維，極大的改善了樹脂纖維的力學性能，其與竹纖維的相容性也得到進一步提升。

綜上，以本發(fā)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，獲得具有較高竹塑比的產(chǎn)品，生產(chǎn)成本得到有效控制，這種復合板材輕質耐用，結構緊致，抗沖耐摔，無毒無味，在制作環(huán)保櫥柜方面具有良好的應用前景。

具體實施方式

一種改性竹纖維增強聚碳酸酯基復合櫥柜板材，該竹塑板材由以下重量份的原料制成：改性竹纖維50、硫酸鈣晶須4、聚碳酸酯20、磷酸三丁酯5、氫化蓖麻油1、馬來酸酐接枝聚乙烯醇8、抗氧劑0.1、離子液體5、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℃，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(lián)劑/乙醇溶液、聚乙烯亞胺水溶液的浴比為1:10:5:10。

其中竹纖維長度為40mm，直徑為50μm。

該竹纖維板材的制備方法為：

（1）先將聚碳酸酯、硫酸鈣晶須、馬來酸酐接枝聚乙烯醇、離子液體以及除改性竹纖維外的其它剩余物料混合均勻后熔融紡絲，制成長度為50mm，直徑為50μm的復合纖維備用；

（2）將改性竹纖維與步驟（1）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180℃溫度下、20MPa壓力下熱壓處理30min，制成標準試樣。

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：62.8MPa；拉伸模量：0.82GPa；抗彎強度：56.2MPa；彎曲模量：0.89GPa；斷裂伸長率：4.8%；老化2000h后彎曲破壞載荷保留率：104%。