本發(fā)明涉及竹塑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性竹纖維增強(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)合櫥柜板材及其制備方法。

背景技術(shù)：

櫥柜是日常家居中十分常見的一類儲(chǔ)物家具，也是家居建材中市場十分廣泛的材料，隨著消費(fèi)者年齡階段的需求性的變化，對櫥柜的要求不再僅僅是結(jié)實(shí)耐用，產(chǎn)品的環(huán)保性、質(zhì)感等等也逐漸成為消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)合理利用資源，實(shí)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(fèi)者購買選擇，目前櫥柜板材主要有實(shí)木板、刨花板、密度板等等，其中實(shí)木板價(jià)格昂貴，需經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)，且耐水性不足；刨花板雖然成本低，但是其強(qiáng)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(zhì)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(qiáng)度高、比表面積大、價(jià)廉、可再生等等優(yōu)點(diǎn)，可將其用于增強(qiáng)聚合物基復(fù)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(yīng)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(dú)有的優(yōu)點(diǎn)可以改善傳統(tǒng)櫥柜產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，改善人們的家居體驗(yàn)。生產(chǎn)竹纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的首要重點(diǎn)是對竹纖維進(jìn)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?！吨窭w維的表面能分析及其增強(qiáng)PP復(fù)合材料的力學(xué)性能》一文以PP為例，對竹纖維進(jìn)行堿處理-硅烷偶聯(lián)劑處理后與PP復(fù)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(huì)對纖維造成損傷，破壞材料的力學(xué)強(qiáng)度，達(dá)不到令人滿意的增強(qiáng)效果。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種改性竹纖維增強(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)合櫥柜板材及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種改性竹纖維增強(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)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(jié)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(yīng)10-15h，反應(yīng)結(jié)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(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)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(fù)合纖維備用；

（2）將改性竹纖維與步驟（1）制備的復(fù)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(fù)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(diǎn)是：（1）將竹纖維先利用傳統(tǒng)的堿處理方法進(jìn)行處理，除去其表面雜質(zhì)，提高其表面的基團(tuán)的反應(yīng)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(qiáng)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(xué)性能，其與竹纖維的相容性也得到進(jìn)一步提升。

綜上，以本發(fā)明配方和工藝制備得到的復(fù)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(fù)合板材輕質(zhì)耐用，結(jié)構(gòu)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(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

一種改性竹纖維增強(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)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(jié)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(yīng)10h，反應(yīng)結(jié)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(fù)合纖維備用；

（2）將改性竹纖維與步驟（1）制備的復(fù)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)試樣。

對上述制備得到的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果為：

拉伸強(qiáng)度：62.8MPa；拉伸模量：0.82GPa；抗彎強(qiáng)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%。