一種以氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑改性的ABS基竹塑櫥櫃板材及其製備方法與流程
2023-09-20 07:38:25 3
本發明涉及竹塑材料
技術領域：
，尤其涉及一種以氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑改性的ABS基竹塑櫥櫃板材及其製備方法。
背景技術：
：櫥櫃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，對櫥櫃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。櫥櫃板材是櫥櫃組件中極為重要的一環，直接影響到消費者購買選擇，目前櫥櫃板材主要有實木板、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後打碎高壓壓制而成，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製得，其兼有實木的質感和塑料的抗水、耐水、不易變形等優點，尤其貼合櫥櫃板材的性能要求。在實際生產過程中，由於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，直接關係到複合材料的力學性能，也是制約竹塑產品質量的關鍵因素。《竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)複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，作為櫥櫃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，提供一種以氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑改性的ABS基竹塑櫥櫃板材及其製備方法。本發明是通過以下技術方案實現的：一種以氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑改性的ABS基竹塑櫥櫃板材，該竹塑板材由以下重量份的原料製成：竹粉70-80、ABS粒子20-30、十二羥基硬脂酸1-2、聚乙烯亞胺4-5、正矽酸乙酯2-3、無水乙醇適量、三矽氧烷表面活性劑2-3、矽烷偶聯劑1-2、抗氧化劑0.1-0.2、氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑4-6、納米助熔劑2-3。所述的氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑由以下重量份的原料製備得到：氧化石墨烯1-2、天然橡膠10-15、馬來酸酐1－2、過氧化二異丙苯0.4－0.5、矽烷偶聯劑KH5500.1-0.2、無水乙醇5-8，製備方法為：先將矽烷偶聯劑KH550投入無水乙醇中，攪拌混合均勻後加入氧化石墨烯，體系加熱至60-80℃，並超聲分散1.5-2h，反應結束後抽濾，所得產物水洗後乾燥，得改性氧化石墨烯，接著將改性氧化石墨烯與天然橡膠、馬來酸酐、過氧化二異丙苯一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻後投入雙螺杆擠出機中熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑。所述的納米助熔劑為納米羥基磷灰石。所述的一種以氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑改性的ABS基竹塑櫥櫃板材的製備方法為：(1)先將正矽酸乙酯經水解縮合，再經1-1.5重量份的矽烷偶聯劑改性，製得改性矽溶膠，隨後將竹粉與該溶膠混合，隨後再加入十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺、無水乙醇混合配製的溶液中浸泡反應2-3h，隨後經過濾、脫水、乾燥後得改性竹粉備用；(2)將納米助熔劑與餘量的矽烷偶聯劑混合研磨分散均勻備用；(3)將ABS粒子與三矽氧烷表面活性劑、納米助熔劑混合均勻後熔融造粒，得改性ABS粒子備用；(4)將改性竹粉、改性ABS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40-50min，隨後再加入其它剩餘物料，升溫至100-110℃，繼續混合攪拌50-60min，混合均勻後通過模壓法製得板材，其中模壓預熱時間為20-30min，模壓溫度為180-200℃，保壓時間為4-5min，壓力為10-12MPa，冷壓時間3-5min，冷壓壓力10-15MPa，即得所述竹塑板材。本發明的優點是：(1)將竹粉與改性矽溶膠混合，在竹粉上引入納米二氧化矽球，同時與十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺混合反應，得到低極性、高強度、高反應活性的改性竹粉，其與樹脂材料的相容性得到改善。(2)製備了一種氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑，利用氧化石墨烯獨特的兩親性，在馬來酸酐、過氧化二異丙苯作用下與天然橡膠共混接枝，為竹粉與有機相共混搭橋，提高材料間的相容性和結合力，這種增容劑較之傳統的馬來酸酐接枝高聚物的相容性更佳，同時還能改善複合材料的力學性能。(3)預先將ABS粒子與三矽氧烷表面活性劑、納米助熔劑一次造粒，獲得具有更高結晶度、低表面張力的改性樹脂，這種材料熔融流動性更佳，成型後力學強度更好。綜上，以本發明工藝製備得到的竹塑成品力學性能優良，竹塑比高，抗衝擊韌性佳，疏水耐熱，緻密光滑，結實耐用，環保無毒，在製作櫥櫃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製成：竹粉70、ABS粒子20、十二羥基硬脂酸1、聚乙烯亞胺4、正矽酸乙酯2、無水乙醇適量、三矽氧烷表面活性劑2、矽烷偶聯劑1、抗氧化劑0.1、氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑4、納米助熔劑2。其中氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑由以下重量份的原料製備得到：氧化石墨烯1、天然橡膠10、馬來酸酐1－2、過氧化二異丙苯0.4－0.5、矽烷偶聯劑KH5500.1、無水乙醇5，製備方法為：先將矽烷偶聯劑KH550投入無水乙醇中，攪拌混合均勻後加入氧化石墨烯，體系加熱至60℃，並超聲分散1.5h，反應結束後抽濾，所得產物水洗後乾燥，得改性氧化石墨烯，接著將改性氧化石墨烯與天然橡膠、馬來酸酐、過氧化二異丙苯一起投入高速混合機中，攪拌混合均勻後投入雙螺杆擠出機中熔融共混造粒，即得所述的氧化石墨烯接枝天然橡膠增容劑。其中納米助熔劑為納米羥基磷灰石。該實施例板材的製備方法為：(1)先將正矽酸乙酯經水解縮合，再經1重量份的矽烷偶聯劑改性，製得改性矽溶膠，隨後將竹粉與該溶膠混合，隨後再加入十二羥基硬脂酸、聚乙烯亞胺、無水乙醇混合配製的溶液中浸泡反應2h，隨後經過濾、脫水、乾燥後得改性竹粉備用；(2)將納米助熔劑與餘量的矽烷偶聯劑混合研磨分散均勻備用；(3)將ABS粒子與三矽氧烷表面活性劑、納米助熔劑混合均勻後熔融造粒，得改性ABS粒子備用；(4)將改性竹粉、改性ABS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40min，隨後再加入其它剩餘物料，升溫至100℃，繼續混合攪拌50min，混合均勻後通過模壓法製得板材，其中模壓預熱時間為20min，模壓溫度為180℃，保壓時間為4min，壓力為10MPa，冷壓時間3min，冷壓壓力10MPa，即得所述竹塑板材。上述製得的竹塑板材製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)42.5彎曲強度(MPa)57.6斷裂伸長率(％)18.2彎曲模量(GPa)3.4524h吸水厚度膨脹率(％)≤1.5衝擊強度(KJ/m2)16.8當前第1頁1 2 3