CN114434892B - 一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺 - Google Patents

一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺，将硅石粉溶液化后有机杂化，制备出绿色环保、无甲醛释放、阻燃性好、高渗透的复合改性剂；用复合改性剂对旋切杨木单板进行真空加压浸渍处理和热处理联合改性，有效提高基材层的阻湿性、抗弯强度、弹性模量、顺纹抗压强度；在制备抗压层时，用氰乙基三乙氧基硅烷改性三向正交混织纤维，选取木质纤维素粉、再生胶粉、聚氯乙烯、聚酰胺‑6为原料，添加了苯并三唑类光稳定剂，制备出绿色环保、抗压性好、抗老化性能优异、防水耐酸碱、尺寸稳定性能好的门柜复合板；用镍、铝元素通过原位沉淀法，在木质纤维粉表面构建层状双氢氧化物，制备改性木质纤维粉，提高抗压层中大分子交联网络的复杂程度。

Description

一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺
技术领域
本发明涉及复合板领域，具体是一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺。
背景技术
现有装修中，门柜材料多选取木材、合金、钢化玻璃、五金配件为材料，组件一般为柜体、门板、门帘、轮子，起到阻燃、防尘、防蛀、防潮、洁净美观、移动方便等作用，是家庭常用的家具之一。
现在越来越多的木塑复合板应用于柜体和门板的基材上，因为木塑复合板与木材相比，有与木材相近的质感和性能，同时改善了木材易燃、易腐、易蛀、抗菌性差、尺寸稳定性不佳等不足，在满足消费者日益增长的对板材轻量化的要求的同时，又避免了纯树脂材料高温蠕变、低温易脆等缺点。
但是木塑复合板是采用生物质原料与热塑性聚合物共挤，生物质原料与热塑性聚合物的极性不同，存在界面相容性差的问题。会使木塑复合板产生韧性差、密度大、抗冲击性不佳、抗压性能差和易老化变形的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种增强型抗压门柜复合板，包括基材层、抗压层，所述抗压层在基材层两侧呈对称状压合；用复合改性剂对旋切杨木单板改性后进行热处理得到基材层；所述抗压层是将改性三向正交混织纤维浸渍在复合材料熔融态中形成；
以重量份数计，复合材料中各组分含量为：再生胶粉2-8份、聚酰胺-6 5-10份、聚氯乙烯树脂40-46份、增容剂0.5-5份、改性木质纤维粉30-45份、润滑剂0.5-2份、苯并三唑类光稳定剂0.5-1份。
基材层选用旋切杨木单板，通过本发明实现劣质速生材的高效利用，符合国家大力发展速生林木的倡导；与杨木木方相比，旋切杨木单板制备的层积材内应力均衡，大幅降低开裂、变形现象的产生；且旋切杨木单板的力学性能优于杨木木方，且受力均衡，有效避免杨木木方因材性不均产生力学性能波动的现象。
针对现有木材中常用的复合改性剂会出现的产生甲醛、吸湿性高等问题，本发明中制备一种绿色环保，无甲醛释放的复合改性剂，用制备的复合改性剂对基材层进行真空加压浸渍处理和热处理联合改性，有效提高基材层的力学性能和阻燃性能；选用成本低廉的硅石粉为原材料，将硅石粉溶液化后有机杂化，制得绿色环保、阻燃性好、高渗透的复合硅复合改性剂；
进一步的，复合改性剂的制备方法包括以下步骤：将硅石粉与氢氧化钠溶液在反应釜中混合搅拌，在200-205℃下反应3h；在60-70℃的硅石溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液、淀粉水溶液、偶联剂KH560搅拌30min，加入乳化剂、二甲基硅油，搅拌20min，得到复合改性剂。
进一步的，硅石粉为150-180目；所述乳化剂由OP-10乳化剂和SDS乳化剂以质量比1:2复配得到；硅石粉与氢氧化钠的摩尔比为1.8:1；聚丙烯酰胺与淀粉的质量比为1:1；偶联剂与乳化剂、二甲基硅油的质量比为16:1:30。
因为本发明制备的复合硅改性剂对旋切杨木单板进行改性后，基材层中固化的二氧化硅会形成玻璃状隔热层，在高温缺氧状态下会使基材层表面炭化，延缓热量和氧气向木材内部传递，进而阻碍木材燃烧，大幅提高基材层的阻燃性；
且现有改性剂在与木材结合后进行热处理，一般会导致木材力学强度及密度的降低，但是在本发明中，热处理会使基材层中的易燃有机物挥发，同时复合改性剂中的Si-OH与木材脱水缩合，形成了键能更高、结合力更强的Si-O-Si和Si-O-C键，与基材层结合更加紧密，浸渍处理后进行热处理是让基材层中部分胞壁组分降解或重组，提高阻湿性；且高温蒸汽会使复合改性剂中的碱性成分与基材层的半纤维、纤维素无定形区反应，增大分子间交联度，降低基材层中羟基数目，从而显著提升基材层的抗吸湿性；有效提高基材层的抗弯强度、弹性模量和顺纹抗压强度。
且用聚丙烯酰胺、淀粉、二甲基硅油、硅石粉、氢氧化钠制备的复合改性剂对基材层进行处理，在提高基材层阻燃、阻湿、提高基材层力学强度的同时，也提高了与抗压层的结合能力，防止制备的复合板出现变形、开裂的现象；
进一步的，木质纤维粉为木粉、竹粉、秸秆粉、稻壳粉中的一种或几种。
本发明选用玻璃纤维和碳纤维形成三向正交混织纤维作为复合板抗压层的骨架，利用三向正交混织纤维厚度方向上有Z向纱的存在，能有效阻碍因选用纤维和基体的热膨胀系数不匹配造成的热应力导致材料内部微裂纹，进而产生分层破坏；且三向正交混织纤维在抗压层中起到了增强作用，抑制了抗压层因吸水而产生的形变，从而得到更好的耐水性能；
用氰乙基三乙氧基硅烷对三向正交混织纤维进行改性，利用其硅烷基团与三向正交混织纤维表面的羟基的反应，使其表面接枝氰乙基三乙氧基硅烷；使改性三向正交混织纤维与复合材料中的组分进行交联固化，提高大分子链的缠联程度，有效增加内应力及热应力的分散途径，有效延长复合板的使用寿命；且当氰乙基三乙氧基硅烷在浸渍液中质量分数低于0.8％，氰乙基三乙氧基硅烷在三向正交混织纤维表面接枝率低，不能有效交联复合材料中其他组分，当氰乙基三乙氧基硅烷在浸渍液中质量分数高于1.2％，大量硅烷分子水解生成硅轻基化合物，会发生自聚形成巨大的交联网状结构附着在三向正交混织纤维表面，阻碍了复合材料中各组分与硅烷官能团的化学反应，降低材料韧性；
且复合材料是由聚氯乙烯、聚酰胺-6、回收天然橡胶的再生胶粉与木质纤维粉制备得到；
本发明中的聚氯乙烯选用工业用S-700PVC，比乙烯、聚丙烯等树脂的价格低，且原材料来源广泛，且本发明想要制备增强型抗压门柜复合板，所制备的复合板需要刚性强、抗压性高，而聚氯乙烯是硬质树脂，刚性强于聚乙烯，且聚氯乙烯与木材极性相近度高于聚乙烯；且聚氯乙烯木塑阻燃性能强于聚烯烃树脂；用回收天然橡胶的再生胶粉来提高抗压层的弹性，提高抗压层的抗冲击性能；聚酰胺-6具有轻质、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱、易加工成型等优点，但存在吸水性大、尺寸稳定性差等缺点。
且现有聚酰胺-6与聚氯乙烯的加工温度相差大，因此本发明中选用熔点为188-196℃，熔体流动速率为9.5g/10min的低熔点聚酰胺-6来与聚氯乙烯共混；
响应现行绿色生产要求，本发明选取绿色健康的生物质原料木质纤维素粉及回收天然橡胶的再生胶粉来制备门柜复合板，但是生物质原料、再生胶粉与热塑性聚合物结合界面存在相容性差的问题，直接共混会导致相分离，且若复合板中抗压层的分子链易松弛，会降低复合板的力学性能，导致复合板抗冲击性差及易老化变形，大幅降低复合板的使用寿命。
本发明中通过选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐共聚物来作为抗压层中的增容剂，提高聚氯乙烯与聚酰胺-6、再生胶粉之间的相容性，形成连续结构，大幅提高抗压层的抗冲击性；
对木质纤维粉进行改性处理，在提高木质纤维素粉与其他组分界面相容性的同时，大幅提升复合板的阻燃性和抗压性；
进一步的，改性木质纤维粉的制备方法包括以下步骤：将木质纤维粉、硝酸铝溶液混合搅拌，在真空中处理10h，然后在氩气气氛下加入尿素、硝酸镍，搅拌20min，升温至90-95℃反应20h，冷却至18-25℃过滤，抽滤后干燥，得到改性木质纤维粉。
进一步的，硝酸铝、木质纤维粉的摩尔质量比为0.1mol:45g；所述尿素摩尔的量与硝酸镍与硝酸铝的摩尔的量之和的比为2:1。
用镍、铝元素通过原位沉淀法，在木质纤维粉表面构建层状双氢氧化物，制备了表层被阻燃改性的改性木质纤维粉，大幅提升复合板的阻燃性和抗压性。
木材的燃烧源于表面的受热分解，本发明中用层状双氢氧化物直接接在木粉表面，实现抑制表面燃烧，层状双氢氧化物是一类由带正电荷的金属氢氧化物层和层间填充可交换阴离子所构成的层状化合物，受热分解时会释放出大量水，起到脱水吸热同时稀释可燃物的作用，且层状双氢氧化物表面具有大量的羟基，会与抗压层中其他成分的交联提供大量反应位点，提高抗压层中交联网络的复杂程度，且改性后的木质纤维会三向正交混织纤维表面接枝的氰乙基三乙氧基硅烷发生交联，协同提高复合板的抗压性能。
进一步的，一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，包括以下步骤：
S1：制备基材层：
将复合改性剂、去离子水混合搅拌，稀释至含有16-18％的复合改性剂溶液，将旋切杨木单板先放置在0.095MPa的真空条件下30min，向其中注入复合改性剂溶液，加压至1.0MPa浸渍处理24h，卸压后取出，先气干至55-60％含水率，升温至105℃干燥至绝干，得到基材层；
S2：制备抗压层：
(1)将玻璃纤维和碳纤维用三维立体织机制成七层的三向正交混织纤维，顶层和底层采用12K玻璃纤维，最中间三层为碳纤维，其余两层和Z向纱为6K玻璃纤维；
(2)将三向正交混织纤维升温至380-450℃处理2h，备用；将氰乙基三乙氧基硅烷和去离子水混合搅拌，用乙酸将pH调为3.3得到浸渍液中，将高温处理后的三向正交混织纤维，加入到浸渍液中，升温至55℃保温2h，取出后用去离子水洗涤，真空干燥后，得到改性三向正交混织纤维；将改性三向正交混织纤维放在模具中备用；
(3)将再生胶粉、聚氯乙烯树脂、改性木质纤维粉、聚酰胺-6、增容剂、润滑剂、苯并三唑类光稳定剂放入高速混合机中混合搅拌，然后升温至200℃后转移至放有改性三向正交混织纤维的模具中，使改性三向正交混织纤维充分浸入，冷却定型后，得到抗压层；
S3：将抗压层热压到基材层两侧，得到一种增强型抗压门柜复合板。
进一步的，在步骤S2(2)中浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为0.8-1.2％；所述三向正交混织纤维与浸渍液的质量比为1:6。
在制备抗压层时，添加了苯并三唑类光稳定剂，提高了抗压层的抗老化性，由于聚酰胺-6微纤维在壳层结构中，大幅提升复合板的抗压性能。
本发明的有益效果：
本发明提供一种增强型抗压门柜复合板及其加工工艺，复合板包括基材层、抗压层，抗压层在基材层两侧呈对称状压合；制备出绿色环保、抗压性好、抗老化性能优异、防水耐酸碱、尺寸稳定性能好的门柜复合板；
用硅石粉为原材料，将硅石粉溶液化后有机杂化，制备一种绿色环保、无甲醛释放、阻燃性好、高渗透的复合改性剂，用制备的复合改性剂对旋切杨木单板进行真空加压浸渍处理和热处理联合改性，提高基材层阻湿性，增大分子间交联度，有效提高基材层的抗弯强度、弹性模量、阻燃性能；
在制备抗压层时，选用玻璃纤维和碳纤维制成三向正交混织纤维作为的抗压层骨架，利用三向正交混织纤维厚度方向上有Z向纱的存在，能有效阻碍因选用纤维和基体的热膨胀系数不匹配造成的热应力导致材料内部微裂纹，进而产生分层破坏；用氰乙基三乙氧基硅烷对三向正交混织纤维进行改性；选取绿色健康的生物质原料木质纤维素粉及回收天然橡胶的再生胶粉与聚氯乙烯、聚酰胺-6形成复合材料，将改性三向正交混织纤维浸渍在复合材料熔融态中形成抗压层；使改性三向正交混织纤维与复合材料中的组分进行交联固化，提高大分子链的缠联程度，有效增加内应力及热应力的分散途径，有效延长复合板的使用寿命；
用镍、铝元素通过原位沉淀法，在木质纤维粉表面构建层状双氢氧化物，在提高木质纤维素粉与抗压层中其他组分界面相容性的同时，提高抗压层中交联网络的复杂程度，大幅协同提高复合板的抗压性能，且实现了抑制木质纤维粉的表面燃烧，起到提升复合板阻燃性的作用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，包括以下步骤：
S1：制备基材层：将100g复合改性剂、去离子水混合搅拌，稀释至含有16％的复合改性剂溶液，将旋切杨木单板先放置在0.095MPa的真空条件下30min，向其中注入复合改性剂溶液，加压至1.0MPa浸渍处理24h，卸压后取出，先气干至55％含水率，升温至105℃干燥至绝干，得到基材层；
复合改性剂的制备方法包括以下步骤：将150目硅石粉1.8mol与1mol氢氧化钠溶液在反应釜中混合搅拌，在200℃下反应3h；在60℃的硅石溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液80g、淀粉水溶液80g、偶联剂KH56016g搅拌30min，加入乳化剂1g、二甲基硅油30g，搅拌20min，得到复合改性剂；
乳化剂由OP-10乳化剂0.33g和SDS乳化剂0.67g复配得到；
S2：制备抗压层：
(1)将玻璃纤维和碳纤维用三维立体织机制成三向正交混织纤维；
(2)将三向正交混织纤维升温至380℃处理2h，备用；将氰乙基三乙氧基硅烷和去离子水混合搅拌，用乙酸将pH调为3.3得到浸渍液中，浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为0.8％，将500g高温处理后的三向正交混织纤维，加入到3kg浸渍液中，升温至55℃保温2h，取出后用去离子水洗涤，真空干燥后，得到改性三向正交混织纤维；将改性三向正交混织纤维放在模具中备用；
(3)按照重量份数称取再生胶粉2份、聚酰胺-6 5份、聚氯乙烯树脂43份、改性木质纤维粉44份、增容剂5份、润滑剂0.5份、苯并三唑类光稳定剂0.5份放入高速混合机中混合搅拌，然后升温至200℃后转移至放有改性三向正交混织纤维的模具中，使改性三向正交混织纤维充分浸入，冷却定型后，得到抗压层；
木质纤维粉为稻壳粉；增容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐共聚物；聚酰胺-6为低熔点聚酰胺-6，熔点为188℃，熔体流动速率为9.5g/10min；
改性木质纤维粉的制备方法包括以下步骤：将45g木质纤维粉、0.1mol硝酸铝溶液混合搅拌，在真空中处理10h，然后在氩气气氛下加入0.25mol尿素、0.15mol硝酸镍，搅拌20min，升温至90℃反应20h，冷却至18℃过滤，抽滤后干燥，得到改性木质纤维粉；
S3：将抗压层热压到基材层两侧，得到一种增强型抗压门柜复合板。
实施例2
一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，包括以下步骤：
S1：制备基材层：将复合改性剂、去离子水混合搅拌，稀释至17％，将旋切杨木单板先放置在0.095MPa的真空条件下30min，向其中注入稀释后的复合改性剂，加压至1.0MPa浸渍处理24h，卸压后取出，先气干至58％含水率，升温至105℃干燥至绝干，得到基材层；
复合改性剂的制备方法包括以下步骤：将160目硅石粉1.8mol与1mol氢氧化钠溶液在反应釜中混合搅拌，在203℃下反应3h；在65℃的硅石溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液80g、淀粉水溶液80g、偶联剂KH56016g搅拌30min，加入乳化剂1g、二甲基硅油30g，搅拌20min，得到复合改性剂；
乳化剂由OP-10乳化剂0.33g和SDS乳化剂0.67g复配得到；
S2：制备抗压层：
(1)将玻璃纤维和碳纤维用三维立体织机制成三向正交混织纤维；
(2)将三向正交混织纤维升温至400℃处理2h，备用；将氰乙基三乙氧基硅烷和去离子水混合搅拌，用乙酸将pH调为3.3得到浸渍液中，浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为1％，将500g高温处理后的三向正交混织纤维，加入到3kg浸渍液中，升温至55℃保温2h，取出后用去离子水洗涤，真空干燥后，得到改性三向正交混织纤维；将改性三向正交混织纤维放在模具中备用；
(3)按照重量份数称取再生胶粉2份、聚酰胺-6 5份、聚氯乙烯树脂43份、改性木质纤维粉44份、增容剂5份、润滑剂0.5份、苯并三唑类光稳定剂0.5份放入高速混合机中混合搅拌，，然后升温至200℃后转移至放有改性三向正交混织纤维的模具中，使改性三向正交混织纤维充分浸入，冷却定型后，得到抗压层；
按照重量份数称取再生胶粉5份、聚酰胺-6 8份、聚氯乙烯树脂42份、改性木质纤维粉40份、增容剂3份、润滑剂1.2份、苯并三唑类光稳定剂0.8份备用；
木质纤维粉为旋切杨木单板木粉；
增容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐共聚物；聚酰胺-6为低熔点聚酰胺-6，熔点为192℃，熔体流动速率为9.5g/10min；
改性木质纤维粉的制备方法包括以下步骤：将45g木质纤维粉、0.1mol硝酸铝溶液混合搅拌，在真空中处理10h，然后在氩气气氛下加入0.25mol尿素、0.15mol硝酸镍，搅拌20min，升温至93℃反应20h，冷却至20℃过滤，抽滤后干燥，得到改性木质纤维粉；
S3：将抗压层热压到基材层两侧，得到一种增强型抗压门柜复合板。
实施例3
一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，包括以下步骤：
S1：制备基材层：将复合改性剂、去离子水混合搅拌，稀释至18％，将旋切杨木单板先放置在0.095MPa的真空条件下30min，向其中注入稀释后的复合改性剂，加压至1.0MPa浸渍处理24h，卸压后取出，先气干至60％含水率，升温至105℃干燥至绝干，得到基材层；
复合改性剂的制备方法包括以下步骤：将180目硅石粉1.8mol与1mol氢氧化钠溶液在反应釜中混合搅拌，在205℃下反应3h；在70℃的硅石溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液80g、淀粉水溶液80g、偶联剂KH56016g搅拌30min，加入乳化剂1g、二甲基硅油30g，搅拌20min，得到复合改性剂；
乳化剂由OP-10乳化剂0.33g和SDS乳化剂0.67g复配得到；
S2：制备抗压层：
(1)将玻璃纤维和碳纤维用三维立体织机制成三向正交混织纤维；
(2)将三向正交混织纤维升温至450℃处理2h，备用；将氰乙基三乙氧基硅烷和去离子水混合搅拌，用乙酸将pH调为3.3得到浸渍液中，浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为1.2％，将500g高温处理后的三向正交混织纤维，加入到3kg浸渍液中，升温至55℃保温2h，取出后用去离子水洗涤，真空干燥后，得到改性三向正交混织纤维；将改性三向正交混织纤维放在模具中备用；
(3)按照重量份数称取再生胶粉8份、聚酰胺-6 10份、聚氯乙烯树脂40份、改性木质纤维粉34份、增容剂5份、润滑剂2份、苯并三唑类光稳定剂1份放入高速混合机中混合搅拌，，然后升温至200℃后转移至放有改性三向正交混织纤维的模具中，使改性三向正交混织纤维充分浸入，冷却定型后，得到抗压层；
木质纤维粉为秸秆粉；
增容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐共聚物；聚酰胺-6为低熔点聚酰胺-6，熔点为196℃，熔体流动速率为9.5g/10min；
改性木质纤维粉的制备方法包括以下步骤：将45g木质纤维粉、0.1mol硝酸铝溶液混合搅拌，在真空中处理10h，然后在氩气气氛下加入0.25mol尿素、0.15mol硝酸镍，搅拌20min，升温至93℃反应20h，冷却至20℃过滤，抽滤后干燥，得到改性木质纤维粉；
S3：将抗压层热压到基材层两侧，得到一种增强型抗压门柜复合板。
对比例1
以实施例2为对照组，复合改性剂替换为二甲基硅油，其他工序正常。
对比例2
以实施例2为对照组，制备基材层时用复合改性剂对旋切杨木单板进行处理后没有进行热处理，其他工序正常。
对比例3
以实施例2为对照组，基材层中用杨木木方替换旋切杨木单板，其他工序正常。
对比例4
以实施例2为对照组，基材层为旋切杨木单板，其他工序正常。
对比例5
以实施例2为对照组，用旋切杨木单板木粉替换改性木质纤维粉，其他工序正常。
对比例6
以实施例2为对照组，在制备抗压层时，用三向正交混织纤维替换改性三向正交混织纤维，其他工序正常。
对比例7
以实施例2为对照组，在制备抗压层时，没有制备改性三向正交混织纤维，直接将玻璃纤维2份、炭纤维2份与复合材料共混挤出，得到抗压层，其他工序正常。
对比例8
以实施例2为对照组，在制备抗压层时，浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为1.5％，其他工序正常。
对比例9
以实施例2为对照组，在制备抗压层时，浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为0.7％，其他工序正常。
性能测试：对实施例1-3、对比例1-9所制得的门柜复合板进行性能测试；
参考标准ASTMD790进行三点弯曲性能测试，实验设备为RTG-20A型万能力学试验机，支撑辕直径10mm，荷棍直径10mm，加载速度为2mm/min，每组重复10次取平均值。将门柜复合板制备成规格为950mm、80mm、41mm的试件，跨距与厚度之比为20:1，每组实验重复10次取平均值；
参考标准ASTMD143-14进行冲击性能测试，摆锤能量100J，每组测试10个，将门柜复合板制备成规格为30mm、20mm、20mm的试件，跨距与厚度之比为12:1，每组实验重复10次取平均值；
参考标准ISO5660-1-2016，辐射功率50kW/m2，样品尺寸为100mm、100mm、3mm采用锥型量热仪测试引燃时间；
按照GB/T17657中浸渍剥离实验的方法对试样进行测试，尺寸为75mm、75mm、18mm，每组测试5个试件，将试件放在65℃恒温水浴锅中，浸渍处理3h，取出后置于65℃的烘箱中干燥3h，烘干后观察试件剥离情况，并测量记录四边的剥离长度L，浸渍剥离强度等级划分标准；L为0，无剥离；L为0-25mm，轻微剥离；L大于25mm，严重剥离，不合格；
参考GB18580-2017，测定甲醛释放量；具体数据如表1；
Figure BDA0003480658330000111
Figure BDA0003480658330000121
表1
实施例1-3为按照本发明制备的复合挡泥板，本发明制备的复合板甲醛释放限量低于0.01mg/m3，符合健康要求；将实施例2与对比例1-4进行对比可知，用制备的复合改性剂对旋切杨木单板进行真空加压浸渍处理和热处理联合改性，让基材层中部分胞壁组分降解或重组，提高阻湿性；且高温蒸汽会使复合改性剂中的碱性成分与基材层的半纤维、纤维素无定形区反应，增大分子间交联度，降低基材层中羟基数目，从而显著提升基材层的抗吸湿性，有效提高基材层的抗弯强度、阻燃性能；
将实施例2与对比例5进行对比可知，用镍、铝元素通过原位沉淀法，在木质纤维粉表面构建层状双氢氧化物，制备了改性木质纤维粉，在提高木质纤维素粉与其他组分界面相容性的同时，提高抗压层中交联网络的复杂程度，大幅协同提高复合板的抗压性能，且实现了抑制木质纤维粉的表面燃烧，起到大幅提升复合板阻燃性的作用；
将实施例2与对比例7进行对比可知，没有制备改性三向正交混织纤维骨架，将复合材料直接与玻璃纤维、碳纤维共混，得到的抗压层的抗压强度降低，且与基层板的结合能力降低；
将实施例2与对比例6、对比例8、对比例9进行对比可知，且当氰乙基三乙氧基硅烷在浸渍液中质量分数低于0.8％，氰乙基三乙氧基硅烷在三向正交混织纤维表面接枝率低，不能有效交联复合材料中其他组分，当氰乙基三乙氧基硅烷在浸渍液中质量分数高于1.2％，大量硅烷分子水解生成硅轻基化合物，会发生自聚形成巨大的交联网状结构附着在三向正交混织纤维表面，阻碍了复合材料中各组分与硅烷官能团的化学反应，降低材料韧性。
综上，本发明制备的门柜复合板不仅力学性能优异，抗压性好，阻燃性优异，同时绿色环保耐老化，具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的为实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种增强型抗压门柜复合板，其特征在于，所述复合板包括基材层、抗压层，所述抗压层在基材层两侧呈对称状压合；用复合改性剂对旋切杨木单板改性后进行热处理得到基材层；所述抗压层是将改性三向正交混织纤维浸渍在复合材料熔融态中形成；
以重量份数计，复合材料中各组分含量为：再生胶粉2-8份、聚酰胺-6 5-10份、聚氯乙烯树脂40-46份、增容剂0.5-5份、改性木质纤维粉30-45份、润滑剂0.5-2份、苯并三唑类光稳定剂0.5-1份；
所述复合改性剂的制备方法包括以下步骤：将硅石粉与氢氧化钠溶液在反应釜中混合搅拌，在200-205℃下反应3h；在60-70℃的硅石溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液、淀粉水溶液、偶联剂KH560搅拌30min，加入乳化剂、二甲基硅油，搅拌20min，得到复合改性剂；
所述三向正交混织纤维共七层，顶层和底层采用12K玻璃纤维，最中间三层为碳纤维，其余两层和Ｚ向纱为6K玻璃纤维；
三向正交混织纤维经氰乙基三乙氧基硅烷改性得到改性三向正交混织纤维；
所述改性木质纤维粉的制备方法包括以下步骤：将木质纤维粉、硝酸铝溶液混合搅拌，在真空中处理10h，然后在氩气气氛下加入尿素、硝酸镍，搅拌20min，升温至90-95℃反应20h，冷却至18-25℃过滤，抽滤后干燥，得到改性木质纤维粉。
2.根据权利要求1所述的一种增强型抗压门柜复合板，其特征在于，所述硅石粉为150-180目；所述乳化剂由OP-10乳化剂和SDS乳化剂以质量比1:2复配得到；硅石粉与氢氧化钠的摩尔比为1.8:1；聚丙烯酰胺与淀粉的质量比为1:1；偶联剂与乳化剂、二甲基硅油的质量比为16:1:30。
3.根据权利要求1所述的一种增强型抗压门柜复合板，其特征在于，所述增容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐共聚物；所述聚酰胺-6为低熔点聚酰胺-6，熔点为188-196℃，熔体流动速率为9.5g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种增强型抗压门柜复合板，其特征在于，所述木质纤维粉为木粉、竹粉、秸秆粉、稻壳粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种增强型抗压门柜复合板，其特征在于，所述硝酸铝、木质纤维粉的摩尔质量比为0.1mol:45g；所述硝酸镍和硝酸铝的摩尔的量之和与尿素摩尔的量比为1:2。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包括以下步骤：
S1：制备基材层：
将复合改性剂、去离子水混合搅拌，稀释至含有16-18%的复合改性剂溶液，将旋切杨木单板先放置在0.095MPa的真空条件下30min，向其中注入复合改性剂溶液，加压至1.0MPa浸渍处理24h，卸压后取出，先气干至55-60%含水率，升温至105℃干燥至绝干，得到基材层；
S2：制备抗压层：
（1）将玻璃纤维和碳纤维用三维立体织机制成七层的三向正交混织纤维，顶层和底层采用12K玻璃纤维，最中间三层为碳纤维，其余两层和Ｚ向纱为6K玻璃纤维；
（2）将三向正交混织纤维升温至380-450℃处理2h，备用；将氰乙基三乙氧基硅烷和去离子水混合搅拌，用乙酸将pH调为3.3得到浸渍液中，将高温处理后的三向正交混织纤维，加入到浸渍液中，升温至55℃保温2h，取出后用去离子水洗涤，真空干燥后，得到改性三向正交混织纤维；将改性三向正交混织纤维放在模具中备用；
（3）将再生胶粉、聚氯乙烯树脂、改性木质纤维粉、聚酰胺-6、增容剂、润滑剂、苯并三唑类光稳定剂放入高速混合机中混合搅拌，然后升温至200℃后转移至放有改性三向正交混织纤维的模具中，使改性三向正交混织纤维充分浸入，冷却定型后，得到抗压层；
S3：将抗压层热压到基材层两侧，得到一种增强型抗压门柜复合板。
7.根据权利要求6所述的一种增强型抗压门柜复合板的加工工艺，其特征在于，在步骤S2（2）中浸渍液中氰乙基三乙氧基硅烷的质量份数为0.8-1.2%；所述三向正交混织纤维与浸渍液的质量比为1:6。
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