CN114292467A - 一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚烯烃树脂25‑30份、竹炭纤维20‑30份、粉煤灰30‑40份、相容剂8‑10份。该地板采用竹炭纤维和粉煤灰替代植物纤维，可以减少地板霉变的情形，提升地板的强度，延长地板的使用寿命，而且再利用粉煤灰，变废为宝，具有极大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及复合地板材料技术领域，具体涉及一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板及其制备方法。
背景技术
地板，即房屋地面或楼面的表面层，由木料或其他材料做成。复合地板，是地板的中一种，复合地板是人为改变地板材料的天然结构，以达到某项物理性能符合预期要求的地板，地板的大致分类为：按结构分类有：自然山水风水地板、实木地板、强化复合木地板、实木复合地板、PVC地板、竹木地板、软木地板等；按用途分类有：家用场合地板，商业场合用地板，防静电地板，户外地板，舞台舞蹈专用地板，运动馆场内专用地板，田径专用地板等；按环保等级分类有：E1等级地板，E0等级地板，JAS星级环保标准的F4星地板等等。
其中，较为常用的木塑地板是一种新型环保复合材料产品，主要材料为聚烯烃和木粉或者竹粉，经过加入助剂，高速混合后，进行造粒，再使用挤出机将粒料挤出成型材，即得木塑地板。它能够克服木质地板易吸水膨胀、开裂变形以及复合木地板含有甲醛污染环境等问题。
但是现有的木塑复合地板中常常添加植物纤维，采用植物纤维制备地板会有以下缺点：
1.易腐蚀、易霉变
植物纤维量含量高，其中含有单糖、半纤维和纤维素等小分子营养物质，这些营养物质容易产生霉菌斑点，引起霉变，从而影响地板的物理性能，导致地板的使用寿命减少；
2.复合地板中所含的植物纤维极易吸水，导致地板在使用过程中，易发生膨胀、开裂、翘曲等变形，影响美观；
3.由于植物纤维含水量较高，对地板成型过程影响较大，导致地板外形尺寸偏差大比重较大，运输、安装成本高。
例如申请号为【201611016466.6】的一种塑木复合地板及其制备方法，所述塑木复合地板各组份质量份为：PVC25份、再生塑料粉33份、木粉29份、天然碳酸钙27份、粘合剂1.2份、复合稳定改性剂2.5份、石粉2.1份、中空玻璃微珠1.5份，增塑剂1.5份、阻燃剂1.3份、复合纤维2份、着色剂0.8份；该发明阻燃性能好，采用石粉、天然碳酸钙和木粉结合，其强度高，使用寿命长、不易变形。
上述塑木复合地板虽然可塑性好，强度高，但是其生产材料中含有木粉，而木粉中含有丰富的有机物，有机物遇光遇热极易分解，并且生长真菌，影响产品的物理性能，导致地板使用寿命受限；如果作为墙体板使用，会增加建筑物主体的承载负担；而且木粉极易吸水，可能导致产品发生膨胀变形。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板及其制备方法，该地板采用竹炭纤维和粉煤灰替代植物纤维，可以减少地板霉变的情形，提升地板的强度，延长地板的使用寿命，而且再利用粉煤灰，变废为宝，具有极大的经济效益。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：一方面，本发明提供了一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚烯烃树脂25-30份、竹炭纤维20-30份、粉煤灰30-40份、相容剂8-10份。
作为优选的，所述改性聚烯烃树脂为改性聚丙烯树脂。
本发明选取聚丙烯树脂作为基底材料制备地板，聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点。
但是聚丙烯分子中极性基团较少，材料表面吸附能力很差、表面张力小、难于粘接，而且耐老化性能差，强度低。因此本发明对聚丙烯树脂进行改性处理。
作为优选的，所述改性聚丙烯树脂的制备方法为：
a.将聚丙烯树脂、热稳定剂、增塑剂及助剂在高速混合机上混合15 min，然后加入填料混合5 min，在80℃下冷却出料得混合物；
b.将上述步骤a中的混合物用开炼机开炼15min，前辊温度165℃，后辊160℃，不断减小辊距以压实物料，在开炼过程中打三角包、牵引，最后薄通出片即得改性聚丙烯树脂。
作为优选的，所述聚丙烯树脂、热稳定剂、增塑剂、助剂、填料的质量比为100：10：（40-50）：1：350。
本发明将聚丙烯树脂与填料进行复配改性，以提升树脂的力学性能和热稳定性。
作为优选的，所述填料为改性高岭土与CaCO3按质量比1：3的混合物。
本发明中，在聚丙烯体系中添加碳酸钙，可有效提升聚丙烯树脂的力学性能，在塑料加工过程中它可以减少树脂收缩率，改善流变性，控制粘度。另外CaCO3能有效地提高或调节产品的力学性能，改善加工和流变性能，兼具有填充及增强、增韧的作用，还能减少树脂的用量，从而降低产品生产成本。
但是用CaCO3填充聚丙烯树脂，要使CaCO3起到增韧作用，控制其粒径合适是非常困难的。粒径较大时会明显降低产品的力学性能，粒径较小时，如纳米级CaCO3又容易团聚，分散效果不好。
因此，为了避免CaCO3分散不均匀出现团聚的现象，导致体系力学性能较差，本发明将CaCO3与高岭土复配混匀作为填料，一起加入聚丙烯树脂体系中，高岭土的加入可起到分散CaCO3的作用。而且高岭土在加热至一定温度时，高岭土会自发地充填间隙而致密化。这样高岭土加入体系中后，若因CaCO3团聚导致体系出现缝隙时，高岭土可以自动填充聚丙烯树脂的缝隙，强化体系结构的完整性和连续性，改善产品的尺寸稳定性及抗裂缝性。
但是高岭土与聚丙烯树脂的相容性较差，直接加入后可能导致高岭土与体系不互溶，使得高岭土直接析出。
因此，本发明对高岭土进行改性处理。
作为优选的，所述改性高岭土的制备方法如下：在120℃真空烘箱中干燥高岭土，将干燥后的高岭土和无水甲苯加入装有回流冷凝管的三颈烧瓶内，于25℃下搅拌30 min，然后滴加钛酸酯偶联剂，在N2的保护下搅拌1h，然后升温至125℃反应4h，反应结束后，待温度降至室温，将反应物取出，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，最后离心过滤，在常温下真空干燥24h，即得改性高岭土。
作为优选的，所述高岭土、无水甲苯、钛酸酯偶联剂的质量比为100：300：（1-2）。
高岭土粒子与聚丙烯树脂的极性相差较大，导致高岭土粒子在体系中的分散性差、容易析出分离，而经钛酸酯偶联剂改性后，可以在高岭土粒子表面接枝有机官能团，从而降低了高岭土的表面极性，使其能够更好地分散在聚丙烯树脂中，进而提升材料体系的稳定性和力学性能。
因此，本发明将改性高岭土与CaCO3复配后加入聚丙烯体系中，CaCO3粒子与树脂界面结合良好；树脂受到外力作用时，刚性的超细CaCO3粒子可以引起基体树脂产生大量银纹可吸收能量，对试样有一定的增强和增韧作用。改性高岭土在体系中可以形成框架结构，进而改善体系的分散性，提升材料的力学性能。
一般加工聚丙烯树脂时，通常需添加增塑剂。
作为优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的任意一种。
本发明添加增塑剂其目的在于降低聚丙烯的成型温度，增加其熔融塑化时的流动性，提高混炼均匀程度，提升其加工性能，便于后续的搅拌、压延等加工生产。
为了进一步提升聚丙烯树脂体系的耐老化性能，本发明还添加了热稳定剂。
作为优选的，所述热稳定剂为环氧大豆油。
环氧大豆油（ESO）的加入可以提升聚丙烯树脂的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率。这可能是由于ESO能够改善聚丙烯树脂的热稳定性，同时聚丙烯树脂材料的加工流变性能略有改善，材料的力学性能也有明显提高。但是ESO的加入会削弱聚丙烯树脂大分子链间的作用力，而且环氧类增塑剂往往含有少量残余的不饱和结构，降低了与树脂的相容性。因此，本发明还添加了助剂。
作为优选的，所述助剂为聚丙烯酸酯。
聚丙烯酸酯(ACR)是具有核-壳结构的丙烯酸酯类共聚物，兼具抗冲击改性和加工改性双重功能。ACR中含有丙烯酸烷酯类橡胶成分，而壳层为聚甲基丙烯酸烷酯，因此与聚丙烯树脂有很好的相容性。不仅在室温和低温下使聚丙烯树脂具有较高的冲击强度，而且“核-壳”结构具有优良的光稳定性和耐热性、较宽的加工温度范围、较低的热膨胀性、良好的耐候性等。加入ACR后，聚丙烯树脂体系的相容性可以得到明显改善，物料易辊炼、易塑化、不粘辊，表面光洁度高。
因此，本发明提供的改性聚丙烯树脂具有优良的热塑性，耐老化性能，还具有较好的加工性能和力学性能。
另外，为了避免地板材料长霉变形，本发明采用粉煤灰和竹炭纤维替代植物纤维来制备地板，不仅可以提升地板的稳定性，还可以有效延长地板的使用寿命。
粉煤灰是煤炭经烘干粉磨后进入1300-1500℃的锅炉炉膛燃烧，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力的作用，粉煤灰大部分呈球形状，表面光滑，微孔含量较低。粉煤灰是由潜在的活性材料、碳粉及部分惰性物质组成的火山灰物质，主要成分有SiO2，AI2O3，Fe2O3等，研究表明，粉煤灰具有潜在活性高、颗粒细和有害物质少等特点，是极佳的掺合料。本发明充分利用粉煤灰不仅能够变废为宝和节约能源，而且还能够显著改善生态环境。
竹炭纤维是以毛竹为原料，经过纯氧800℃高温炭化及氮气煅烧的新工艺，形成竹炭，并运用纳米技术将竹炭微粉化，使其具有的微孔更加蜂窝化，然后经熔融纺丝，即可制备出竹炭纤维。
因此，本发明采用竹炭纤维和粉煤灰代替天然植物纤维制备地板，主要是竹炭纤维和粉煤灰经过高温燃烧后，材料中所含糖份等营养物质产生分解，没有这些物质可以减少霉变的发生，从而增加地板的使用寿命。而且竹炭纤维和粉煤灰经过高温，去除了所含水份，在加工成型过程中地板的尺寸稳定，质量更佳。
其中，竹炭纤维，内外贯穿的蜂窝状微孔结构使其具有超强的吸附能力，对人体异味及油烟味、甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质和粉尘能发挥吸收、分解异味和消臭的作用；竹炭纤维能吸收和再放射4-14μm的远红外线，而此段波长的远红外与生物生长有极密切的关系，故又称为“生育光线”或“成长光线”。远红外线容易被人体吸收，达到蓄热保温效果，并有改善微循环、促进新陈代谢等作用；竹炭的多微孔结构和纤维的蜂窝状微孔结构具有自动吸附和散发湿气、水分的平衡调节的本领；竹炭纤维含有钾、钙等矿物质，发射负离子的浓度高，相当于郊外田野的负离子浓度，有益于身体健康。
其中，粉煤灰加入体系后，可以生成大量互相交叉的针柱状钙矾石物质，由于极性相同，粉煤灰构成的交联体系与CaCO3构成的聚丙烯树脂体系粘结性较好，进而提升材料的整体稳定性。而且体系内细长针棒状钙矾石晶体逐渐成长，并相互交叉形成较为紧密的网状结构，除了未反应的部分粉煤灰颗粒外，反应产物之间连接较为紧密，体系结构也变的逐渐致密，材料的密实度得到加强，这种结构不断致密化的结果使得材料的强度逐渐变高。
粉煤灰可溶出的活性 Si(OH)4和Al(OH)4含量决定着粉煤灰化学活性较弱。这是由于粉煤灰是在高温流态化条件下快速形成的，其中大量粒子仍保持了高温液态玻璃相的较致密结构，致使其可溶活性物质少；又因为粉煤灰玻璃体表面的富SiO2和富SiO2－Al2O3的双层玻璃体保护层的阻碍作用，使颗粒内部本来含量不多的可溶性 SiO2、Al2O3很难溶出，因此，粉煤灰致密的玻璃态结构和坚固的表面保护膜层结构，决定了粉煤灰较低的化学活性。因此，将粉煤灰添加到树脂体系中可以进一步提升材料的稳定性，延长地板的使用寿命。
而且本发明中，粉煤灰作为掺合料，其能产生以下基本效应：
(1)形态效应，粉煤灰的主要矿物组成是球形的铝硅酸盐玻璃微珠，可以作为填充料，其表面光滑且颗粒微细，在树脂体系中具有一定的减水作用；又其质地致密而内比表面积小，对水的吸附力小，流动性好，在浆体中起到了“滚珠轴承”作用；
(2)火山灰效应，粉煤灰的活性效应也称为火山灰效应，粉煤灰自身除具有一部分活性物质外，粉煤灰还可以促进树脂后期的进一步固化，粉煤灰的火山灰反应滞后于树脂体系的硬化，其滞后反应的二次产物可以填充于树脂的孔隙中，从而降低了树脂体系的孔隙率，导致孔径微细化和粒径细小化，从而显著地改善了硬化体的孔结构和界面特性，进而加强地板与其他材料层的粘结性。
最后，为了提升竹炭纤维与体系的相容性，本发明还提供了相容剂。
作为优选的，所述相容剂为动物蛋白发泡剂。
本发明中，所述动物蛋白发泡剂为动物蹄角蛋白发泡剂。
动物蹄角蛋白发泡剂添加到体系中时，丝线中形成的海岛结构变得更为细密，其内部的短肽通过酯交换和胺酯交换反应嵌入聚丙烯树脂体系内，可以形成支撑骨架，使得整体混合性更佳，进而提升体系的力学性能。
另一方面，本发明还提供了一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板的制备方法，包括以下步骤：
S1：将改性聚丙烯树脂、竹炭纤维、粉煤灰、相容剂放进搅拌设备内于90-100℃下进行搅拌混合，搅拌设备转速为700-800r/min，搅拌时间为45-60min，搅拌均匀制得混合料；
S2：将S1中的混合物料进行微发泡处理，制成发泡料，然后将发泡料加入挤出机，制得复合地板。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，该地板采用竹炭纤维和粉煤灰替代植物纤维，可以减少地板霉变的情况，提升地板的强度，延长地板的使用寿命，再利用粉煤灰，变废为宝。
2.本发明提供的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其中，将聚丙烯树脂与填料复配进行改性处理，CaCO3可以有效提升材料的力学性能，改善其加工和流变性能，兼具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助剂，减少树脂的用量，从而降低产品生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例中一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板制备方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，本发明并不限制于该实施例。
本发明具体实施例如下：
实施例1
一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚丙烯树脂25份、竹炭纤维20份、粉煤灰30份、动物蛋白发泡剂8份。
该实施例中：
所述改性聚丙烯树脂的制备方法如下：
a.将聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸酯在高速混合机上混合15 min，然后加入填料混合5 min，在80℃下冷却出料得混合物；
b.将上述步骤a中的混合物用开炼机开炼15min，前辊温度165℃，后辊160℃，不断减小辊距以压实物料，在开炼过程中打三角包、牵引，最后薄通出片即得改性聚丙烯树脂。
其中，所述聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸酯、填料的质量比为100：10：40：1：350。所述填料为改性高岭土与CaCO3按质量比1：3的混合物。
所述改性高岭土的制备方法如下：在120℃真空烘箱中干燥高岭土，将干燥后的高岭土和无水甲苯加入装有回流冷凝管的三颈烧瓶内，于25℃下搅拌30 min，然后滴加钛酸酯偶联剂，在N2的保护下搅拌1h，然后升温至125℃反应4h，反应结束后，待温度降至室温，将反应物取出，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，最后离心过滤，在常温下真空干燥24h，即得改性高岭土。其中，所述高岭土、无水甲苯、钛酸酯偶联剂的质量比为100：300：1。
按照上述各组分对应的条件进行一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板的制备，具体包括以下步骤：
S1：将改性聚丙烯树脂、竹炭纤维、粉煤灰、相容剂放进搅拌设备内于90℃下进行搅拌混合，搅拌设备转速为700r/min，搅拌时间为45min，搅拌均匀制得混合料；
S2：将S1中的混合物料进行微发泡处理，制成发泡料，然后将发泡料加入挤出机，制得复合地板。
实施例2
一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚丙烯树脂28份、竹炭纤维25份、粉煤灰35份、动物蛋白发泡剂9份。
该实施例中：
所述改性聚丙烯树脂的制备方法如下：
a.将聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯、聚丙烯酸酯在高速混合机上混合15 min，然后加入填料混合5 min，在80℃下冷却出料得混合物；
b.将上述步骤a中的混合物用开炼机开炼15min，前辊温度165℃，后辊160℃，不断减小辊距以压实物料，在开炼过程中打三角包、牵引，最后薄通出片即得改性聚丙烯树脂。
其中，所述聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸酯、填料的质量比为100：10：45：1：350。所述填料为改性高岭土与CaCO3按质量比1：3的混合物。
所述改性高岭土的制备方法如下：在120℃真空烘箱中干燥高岭土，将干燥后的高岭土和无水甲苯加入装有回流冷凝管的三颈烧瓶内，于25℃下搅拌30 min，然后滴加钛酸酯偶联剂，在N2的保护下搅拌1h，然后升温至125℃反应4h，反应结束后，待温度降至室温，将反应物取出，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，最后离心过滤，在常温下真空干燥24h，即得改性高岭土。其中，所述高岭土、无水甲苯、钛酸酯偶联剂的质量比为100：300：2。
按照上述各组分对应的条件进行一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板的制备，具体包括以下步骤：
S1：将改性聚丙烯树脂、竹炭纤维、粉煤灰、相容剂放进搅拌设备内于95℃下进行搅拌混合，搅拌设备转速为800r/min，搅拌时间为60min，搅拌均匀制得混合料；
S2：将S1中的混合物料进行微发泡处理，制成发泡料，然后将发泡料加入挤出机，制得复合地板。
实施例3
一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚丙烯树脂30份、竹炭纤维30份、粉煤灰40份、动物蛋白发泡剂10份。
该实施例中：
所述改性聚丙烯树脂的制备方法如下：
a.将聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二异壬酯、聚丙烯酸酯在高速混合机上混合15 min，然后加入填料混合5 min，在80℃下冷却出料得混合物；
b.将上述步骤a中的混合物用开炼机开炼15min，前辊温度165℃，后辊160℃，不断减小辊距以压实物料，在开炼过程中打三角包、牵引，最后薄通出片即得改性聚丙烯树脂。
其中，所述聚丙烯树脂、环氧大豆油、邻苯二甲酸二辛酯、聚丙烯酸酯、填料的质量比为100：10：50：1：350。所述填料为改性高岭土与CaCO3按质量比1：3的混合物。
所述改性高岭土的制备方法如下：在120℃真空烘箱中干燥高岭土，将干燥后的高岭土和无水甲苯加入装有回流冷凝管的三颈烧瓶内，于25℃下搅拌30 min，然后滴加钛酸酯偶联剂，在N2的保护下搅拌1h，然后升温至125℃反应4h，反应结束后，待温度降至室温，将反应物取出，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，最后离心过滤，在常温下真空干燥24h，即得改性高岭土。其中，所述高岭土、无水甲苯、钛酸酯偶联剂的质量比为100：300：2。
按照上述各组分对应的条件进行一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板的制备，具体包括以下步骤：
S1：将改性聚丙烯树脂、竹炭纤维、粉煤灰、相容剂放进搅拌设备内于100℃下进行搅拌混合，搅拌设备转速为800r/min，搅拌时间为60min，搅拌均匀制得混合料；
S2：将S1中的混合物料进行微发泡处理，制成发泡料，然后将发泡料加入挤出机，制得复合地板。
对比例1
在实施例2的基础上，采用常规聚丙烯树脂代替改性聚丙烯树脂，以此作为对比例1的条件，并制备得到对比例1的复合地板。
对比例2
在实施例2的基础上，采用常规天然植物纤维麻纤维替代竹炭纤维，以此作为对比例2的条件，并制备得到对比例2的复合地板。
对比例3
在实施例2的基础上，不添加粉煤灰，以此作为对比例3的条件，并制备得到对比例3的复合地板。
试验例1
取实施例1-3和对比例1-3中制得的复合地板，按照《GB/T1040-2006》测试其力学性能，得到检测结果如下表1所示。
表1实施例1-3和对比例1-3制得的复合地板力学性能测试结果
| 项目 | 拉伸强度/MPa | 弹性模量/MPa | 断裂伸长率/% |
| 实施例1 | 5.5 | 12.8 | 166 |
| 实施例2 | 5.8 | 13.4 | 178 |
| 实施例3 | 5.6 | 12.2 | 172 |
| 对比例1 | 1.0 | 5.3 | 149 |
| 对比例2 | 4.4 | 8.1 | 156 |
| 对比例3 | 2.5 | 6.1 | 51 |
由表1的测试结果可知，实施例1-3制备的复合地板较对比例1相比，其拉伸强度有明显提升，断裂伸长率有小幅提升，这可能是由于实施例1-3的改性聚丙烯树脂中添加了CaCO3后，能有效地提高或调节产品的力学性能，改善加工和流变性能，CaCO3兼具有填充及增强、增韧的作用。相比于常规聚丙烯树脂，其强度更高，力学性能更加优异。
实施例1-3制备的复合地板较对比例2相比，其拉伸强度有小幅提升，而断裂伸长率有大幅提升，这可能是由于实施例1-3的地板中添加了竹炭纤维，不仅可以小幅提升聚丙烯树脂的强度，而且竹炭纤维由于自身结构的特定，对人体和环境都有较好的净化能力。
竹炭纤维，内外贯穿的蜂窝状微孔结构使其具有超强的吸附能力，对人体异味及油烟味、甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质和粉尘能发挥吸收、分解异味和消臭的作用；竹炭纤维能吸收和再放射4-14μm的远红外线，而此段波长的远红外与生物生长有极密切的关系，故又称为“生育光线”或“成长光线”。远红外线容易被人体吸收，达到蓄热保温效果，并有改善微循环、促进新陈代谢等作用；竹炭的多微孔结构和纤维的蜂窝状微孔结构具有自动吸附和散发湿气、水分的平衡调节的本领；竹炭纤维含有钾、钙等矿物质，发射负离子的浓度高，相当于郊外田野的负离子浓度，有益于人体身体健康。
同时，实施例1-3制备的复合地板较对比例3相比，其拉伸强度和断裂伸长率均有明显提升，这可能是由于实施例1-3制备的复合地板中添加了粉煤灰。粉煤灰加入体系后，可以生成大量互相交叉的针柱状钙矾石物质，由于极性相同，粉煤灰构成的交联体系与CaCO3构成的聚丙烯树脂体系粘结性较好，进一步提升材料的整体稳定性。而且体系内细长针棒状钙矾石晶体逐渐成长，并相互交叉形成较为紧密的网状结构，除了未反应的部分粉煤灰颗粒外，反应产物之间连接较为紧密，体系结构也变的逐渐致密，材料的密实度得到加强，这种结构不断致密化的结果使得材料的强度逐渐变高。
试验例2
泡水前后性能测试：对实施例1-3和对比例1-3中制得的复合地板进行泡水处理，然后用型号为ZCW-W的复合地板抗拉强度测试仪进行测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1-3和对比例1-3制得的复合地板泡水前后的性能测试结果
| 项目 | 未泡水静曲强度（MPa） | 泡水30天后的静曲强度（MPa） |
| 实施例1 | 53.8 | 47.3 |
| 实施例2 | 53.9 | 49.9 |
| 实施例3 | 52.6 | 49.5 |
| 对比例1 | 37.7 | 36.2 |
| 对比例2 | 39.1 | 18.5 |
| 对比例3 | 41.1 | 40.9 |
由表2的结果可知，实施例1-3制备的复合地板泡水30天后，其静曲强度明显降低，而其他样品的复合地板强度变化较小，这可能是由于对比例2中采用了采用常规天然植物纤维麻纤维替代竹炭纤维，泡水后出现了霉变的情况，导致复合地板强度降低，地板使用寿命变短。
因此，本实施例提供的复合地板不仅力学性能好，而且地板稳定性高，使用寿命长，是因为该地板采用竹炭纤维和粉煤灰替代植物纤维，可以减少地板霉变的情况，提升地板的强度，延长地板的使用寿命，再利用粉煤灰，变废为宝。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，按重量份数计，由包含以下组分的原料制备而成：改性聚烯烃树脂25-30份、竹炭纤维20-30份、粉煤灰30-40份、相容剂8-10份。
2.根据权利要求1所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述改性聚烯烃树脂为改性聚丙烯树脂，所述改性聚丙烯树脂的制备方法为：
a.将聚丙烯树脂、热稳定剂、增塑剂、助剂在高速混合机上混合15 min，然后加入填料混合5 min，在80℃下冷却出料得混合物；
b.将上述步骤a中的混合物用开炼机开炼15min，前辊温度165℃，后辊160℃，不断减小辊距以压实物料，在开炼过程中打三角包、牵引，最后薄通出片即得改性聚丙烯树脂。
3.根据权利要求2所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述步骤a中热稳定剂为环氧大豆油，所述助剂为聚丙烯酸酯。
4.根据权利要求2所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述步骤a中增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述聚丙烯树脂、热稳定剂、增塑剂、助剂、填料的质量比为100：10：（40-50）：1：350。
6.根据权利要求2所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述填料为改性高岭土与CaCO3按质量比1：3的混合物。
7.根据权利要求6所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述改性高岭土的制备方法如下：在120℃真空烘箱中干燥高岭土，将干燥后的高岭土和无水甲苯加入装有回流冷凝管的三颈烧瓶内，于25℃下搅拌30 min，然后滴加钛酸酯偶联剂，在N2的保护下搅拌1h，然后升温至125℃反应4h，反应结束后，待温度降至室温，将反应物取出，依次用甲苯和无水乙醇洗涤，最后离心过滤，在常温下真空干燥24h，即得改性高岭土。
8.根据权利要求7所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述高岭土、无水甲苯、钛酸酯偶联剂的质量比为100：300：（1-2）。
9.根据权利要求1所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板，其特征在于，所述相容剂为动物蛋白发泡剂。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种竹炭纤维和聚烯烃树脂复合地板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将改性聚丙烯树脂、竹炭纤维、粉煤灰、相容剂放进搅拌设备内于90-100℃下进行搅拌混合，搅拌设备转速为700-800r/min，搅拌时间为45-60min，搅拌均匀制得混合料；
S2：将S1中的混合物料进行微发泡处理，制成发泡料，然后将发泡料加入挤出机，制得复合地板。
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