CN115179383B - 一种货车车厢底板材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车厢底板领域，用于解决以前的竹制车厢底板的强度、耐磨性、防霉性能差，逐渐难以满足现有的货车要求的问题，具体涉及一种货车车厢底板材料及其制备工艺；该制备工艺通过在竹板基材上涂布增强涂料，待增强涂料固化后形成涂层能够对竹板基材进行有效的保护，还能明显提升其力学性能，且该增强涂料具有防腐耐磨耐污的功能，从而增强了车厢底板的各项功能。

Description

一种货车车厢底板材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及车厢底板领域，具体涉及一种货车车厢底板材料及其制备工艺。
背景技术
货车车厢因承载货物的需要，要求底板具有很高的力学性能、抗冲击性、耐老化等性能，以前的货车车厢底板主要是利用优质硬木木材和胶合板来制造，但是因为优质硬木木材资源有限及自身的自然缺陷，其优势越来越不明显，而竹材胶合板和竹篾胶合板强度较高、耐磨性较好，且竹材生长周期短，相对比较有优势。
随着货车的发展，以前的竹制车厢底板的强度、耐磨性逐渐难以满足现有的货车要求，而且竹制车厢底板在长时间使用后易于出现生霉的情况，导致竹制车厢底板性能大幅度下降。
因此，亟需一种货车车厢底板材料及其制备工艺来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种货车车厢底板材料及其制备工艺：通过将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料，将竹片进行浸胶处理，之后热压形成竹板基材，将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料，解决了以前的竹制车厢底板的强度、耐磨性、防霉性能差，逐渐难以满足现有的货车要求的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种货车车厢底板材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取表面改性液100-120份、石墨烯改性碳纤维10-25份、抗氧剂2-5份、增塑剂4-8份以及消泡剂1-3份，备用；
步骤二：将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料；
步骤三：将竹片进行浸胶处理，之后热压形成厚度为20-80mm的竹板基材；
步骤四：将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料。
作为本发明进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述增塑剂为己二酸二异辛酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
作为本发明进一步的方案：所述表面改性液由以下步骤制备得到：
A1：将三（3-氨基丙基）胺、三乙胺以及二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为0-5℃，搅拌速率为350-550r/min的条件下边搅拌边逐滴加入全氟丁酰氯溶液，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应1-2h，之后升温至40-45℃的条件下继续搅拌反应3-4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后减压蒸馏去除溶剂，之后用1-3℃的去离子水洗涤2-3次，之后用丙酮重结晶，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；
反应原理如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
A2：将三光气、三乙胺、对苯二酚以及二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为20-25℃，搅拌速率为350-550r/min的条件下边搅拌边逐滴加入甲基丙烯酸，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后升温至50-55℃的条件下继续搅拌反应8-10h，反应结束后将反应产物减压蒸馏，收集96-101℃的馏分，得到中间体2；
反应原理如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
A3：将中间体1、三乙胺以及四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为0-5℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入中间体2，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应1-2h，之后升温至35-40℃的条件下继续搅拌反应8-10h，反应结束后将反应产物加入至冰水中，静置析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-70℃的条件下干燥3-5h，得到中间体3；
反应原理如下：
Figure 806088DEST_PATH_IMAGE004
A4：将去离子水、中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为20-25℃，搅拌速率为800-1200r/min的条件下搅拌反应30-50min，之后升温至80-85℃的条件下边搅拌边逐滴加入混合液，控制滴加速率为3-5滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应4-5h，得到表面改性液。
反应原理如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
作为本发明进一步的方案：步骤A1中的所述三（3-氨基丙基）胺、三乙胺、二氯甲烷以及全氟丁酰氯溶液的用量比为0.4mol：0.43mol：20-30mL：20-30mL，所述全氟丁酰氯溶液为全氟丁酰氯按照0.35-0.4mol：20-25mL溶解于二氯甲烷所形成的溶液。
作为本发明进一步的方案：步骤A2中的所述三光气、三乙胺、对苯二酚、二氯甲烷以及甲基丙烯酸的用量比为0.1mol：0.3mol：0.2-0.25g：40-50mL：0.1mol。
作为本发明进一步的方案：步骤A3中的所述中间体1、三乙胺、四氢呋喃以及中间体2的用量比为0.1mol：0.1mol：40-50mL：0.1mol。
作为本发明进一步的方案：步骤A4中的所述去离子水、中间体3以及混合液的用量比为30-50mL：1-10g：40-50g，所述混合液为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及过硫酸钾按照质量比1：5：4：0.1-0.25的混合物。
作为本发明进一步的方案：所述石墨烯改性碳纤维由以下步骤制备得到：
B1：将N，N-二甲基甲酰胺、氧化石墨烯加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为20-25℃，超声波频率为45-55kHz的条件下超声分散2-3h，得到分散液A，之后将四氧化三铁搅拌分散于三氯甲烷中，得到分散液B，之后在搅拌速率为300-400r/min的条件下边搅拌边将分散液B逐滴加入至分散液A中，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续超声分散3-5h，反应结束利用磁选法收集产物，之后用己烷洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-70℃的条件下干燥6-8h，得到负载型石墨烯；
B2：将M-2070聚醚胺、1/2的无水甲醇以及硅烷偶联剂KH-560加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为40-45℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应10-15h，得到反应液A，之后将负载型石墨烯搅拌分散于余下1/2的无水甲醇中，得到反应液B，之后边搅拌边将反应液B逐滴加入至反应液A中，控制滴加速率为1-2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应6-8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60-70℃的条件下干燥3-5h，得到改性石墨烯；
B3：将碳纤维、无水丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为75-80℃，搅拌速率为150-250r/min的条件下回流搅拌40-50h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70-80℃的条件下干燥8-10h，得到退浆碳纤维；
B4：将退浆碳纤维、混合酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为70-75℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应2-3h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70-80℃的条件下干燥8-10h，得到表面处理碳纤维；
B5：将表面处理碳纤维、改性石墨烯以及无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管三口烧瓶中，在温度为40-45℃，搅拌速率为300-400r/min的条件下搅拌反应10-15h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤2-3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70-80℃的条件下干燥8-10h，得到石墨烯改性碳纤维。
作为本发明进一步的方案：步骤B1中的所述N，N-二甲基甲酰胺、氧化石墨烯、四氧化三铁以及三氯甲烷的用量比为40-50mL：0.5g：0.3-0.5g：50-60mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B2中的所述M-2070聚醚胺、无水甲醇、硅烷偶联剂KH-560以及负载型石墨烯的用量比为5g：120-150mL：0.5-1.0g：0.5g。
作为本发明进一步的方案：步骤B3中的所述碳纤维、无水丙酮的用量比为10g：80-100mL。
作为本发明进一步的方案：步骤B4中的所述退浆碳纤维、混合酸的用量比为10g：80-100mL，所述混合酸为浓硝酸和浓硫酸按照体积比3：1的混合物，所述浓硝酸的质量分数为65-68%，所述浓硫酸的质量分数为95-98%。
作为本发明进一步的方案：步骤B5中的所述表面处理碳纤维、改性石墨烯以及无水甲醇的用量比为10g：1.5-9.5g：100-120mL。
作为本发明进一步的方案：一种货车车厢底板材料，所述货车车厢底板材料通过所述的货车车厢底板材料的制备工艺制备得到。
本发明的有益效果：
本发明的一种货车车厢底板材料及其制备工艺，通过将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料，将竹片进行浸胶处理，之后热压形成竹板基材，将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料；该制备工艺通过在竹板基材上涂布增强涂料，待增强涂料固化后形成涂层能够对竹板基材进行有效的保护，还能明显提升其力学性能，且该增强涂料具有防腐耐磨耐污的功能，从而增强了车厢底板的各项功能；
在制备货车车厢底板材料的过程中也制备了一种表面改性液，首先利用三（3-氨基丙基）胺上的氨基与全氟丁酰氯上的酰氯基发生亲核取代反应，从而引入大量的C-F键，得到中间体1，之后利用三光气与甲基丙烯酸进行反应，从而引入氯原子形成酰氯基，得到中间体2，之后利用中间体2上的酰氯基与中间体1上的叔胺基发生亲核取代反应，得到季铵基团同时引入烯基，得到中间体3，最后利用中间体3上的烯基与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯聚合形成聚合物，得到表面改性液，该表面改性液聚合物分子链上含有大量的C-F键以及季铵基团，由于氟原子半径大，电负性大，能给大分子链内的碳原子起到电荷屏蔽作用，氟原子之间具有排斥作用，所以大量的C-F键使得聚合物分子之间的吸引力很弱，而且对其他接触的分子的吸引力也很弱，所以聚合物具有很小的摩擦系数，表现为良好的润滑性，从而赋予了表面改性液良好的耐磨性能，且赋予其良好的耐污性能，季铵基团带正电能够与细菌细胞膜结合使得细菌死亡，从而赋予表面改性液良好的抗菌抑菌性能，因此，将表面改性液用于车厢底板能够提高车厢底板的力学性能，同时使其耐磨耐污，同时能够抑制细菌滋生起到防霉的作用；
在制备货车车厢底板材料的过程中也制备了一种石墨烯改性碳纤维，氧化石墨烯具有较大的比表面积、丰富的含氧官能团、优异的机械强度和热导性，能够提升被改性基材的力学性能，首先在氧化石墨烯上负载四氧化三铁纳米粒子不仅可以进一步提升其力学性能，还可以在一定程度上减少氧化石墨烯团聚，得到负载型石墨烯，之后利用M-2070聚醚胺上的氨基与硅烷偶联剂KH-560上的环氧基发生反应，形成长链聚合物，之后长链聚合物上的硅氧烷水解形成硅醇与氧化石墨烯上的含氧官能团反应，从而将含氧官能团进行包裹提升氧化石墨烯的分散性，同时引入硅醇基，得到改性石墨烯，之后利用丙酮将碳纤维表面上的杂质去除，得到退浆碳纤维，之后利用混合酸对退浆碳纤维进行处理，向退浆碳纤维表面引入含氧基团，得到表面处理碳纤维，利用表面处理碳纤维表面的含氧基团与改性石墨烯上的硅醇基发生反应，从而将表面处理碳纤维与改性石墨烯进行化学键连接，得到石墨烯改性碳纤维，不仅能够提升碳纤维的力学性能，还能有效的提高碳纤维在表面改性液的分散性，因此，在石墨烯与碳纤维的协同作用下进一步的提升表面改性液的性能，最终明显提高车厢底板的力学性能和耐磨性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例为一种表面改性液的制备方法，包括以下步骤：
A1：将0.4mol三（3-氨基丙基）胺、0.43mol三乙胺以及20-30mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为0℃，搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入20mL全氟丁酰氯按照0.35mol：20mL溶解于二氯甲烷所形成的全氟丁酰氯溶液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应1h，之后升温至40℃的条件下继续搅拌反应3h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后减压蒸馏去除溶剂，之后用1℃的去离子水洗涤2次，之后用丙酮重结晶，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；
A2：将0.1mol三光气、0.3mol三乙胺、0.2g对苯二酚以及40mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为20℃，搅拌速率为350r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.1mol甲基丙烯酸，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后升温至50℃的条件下继续搅拌反应8h，反应结束后将反应产物减压蒸馏，收集96℃的馏分，得到中间体2；
A3：将0.1mol中间体1、0.1mol三乙胺以及40mL四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为0℃，搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.1mol中间体2，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应1h，之后升温至35℃的条件下继续搅拌反应8h，反应结束后将反应产物加入至冰水中，静置析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥3h，得到中间体3；
A4：将30mL去离子水、1g中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为20℃，搅拌速率为800r/min的条件下搅拌反应30min，之后升温至80℃的条件下边搅拌边逐滴加入40g丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及过硫酸钾按照质量比1：5：4：0.1混合而成的混合液，控制滴加速率为3滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应4h，得到表面改性液。
实施例2：
本实施例为一种表面改性液的制备方法，包括以下步骤：
A1：将0.4mol三（3-氨基丙基）胺、0.43mol三乙胺以及30mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为5℃，搅拌速率为550r/min的条件下边搅拌边逐滴加入30mL全氟丁酰氯按照0.4mol：25mL溶解于二氯甲烷所形成的全氟丁酰氯溶液，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应2h，之后升温至45℃的条件下继续搅拌反应4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后减压蒸馏去除溶剂，之后用3℃的去离子水洗涤3次，之后用丙酮重结晶，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；
A2：将0.1mol三光气、0.3mol三乙胺、0.25g对苯二酚以及50mL二氯甲烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为25℃，搅拌速率为550r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.1mol甲基丙烯酸，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后升温至55℃的条件下继续搅拌反应10h，反应结束后将反应产物减压蒸馏，收集101℃的馏分，得到中间体2；
A3：将0.1mol中间体1、0.1mol三乙胺以及50mL四氢呋喃加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为5℃，搅拌速率为400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入0.1mol中间体2，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应2h，之后升温至40℃的条件下继续搅拌反应10h，反应结束后将反应产物加入至冰水中，静置析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼用无水乙醇重结晶，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥5h，得到中间体3；
A4：将50mL去离子水、10g中间体3加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为25℃，搅拌速率为1200r/min的条件下搅拌反应50min，之后升温至85℃的条件下边搅拌边逐滴加入50g丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及过硫酸钾按照质量比1：5：4：0.25混合而成的混合液，控制滴加速率为5滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应5h，得到表面改性液。
实施例3：
本实施例为一种石墨烯改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
B1：将40mLN，N-二甲基甲酰胺、0.5g氧化石墨烯加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为20℃，超声波频率为45kHz的条件下超声分散2h，得到分散液A，之后将0.3g四氧化三铁搅拌分散于50mL三氯甲烷中，得到分散液B，之后在搅拌速率为300r/min的条件下边搅拌边将分散液B逐滴加入至分散液A中，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续超声分散3h，反应结束利用磁选法收集产物，之后用己烷洗涤2次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥6h，得到负载型石墨烯；
B2：将5gM-2070聚醚胺、60mL无水甲醇以及0.5g硅烷偶联剂KH-560加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为40℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应10h，得到反应液A，之后将0.5g负载型石墨烯搅拌分散于60mL无水甲醇中，得到反应液B，之后边搅拌边将反应液B逐滴加入至反应液A中，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应6h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，之后放置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥3h，得到改性石墨烯；
B3：将10g碳纤维、80mL无水丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为75℃，搅拌速率为150r/min的条件下回流搅拌40h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤2次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥8h，得到退浆碳纤维；
B4：将10g退浆碳纤维、80mL质量分数为65%的浓硝酸和质量分数为95%的浓硫酸按照体积比3：1混合而成的混合酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为70℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应2h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤2次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥8h，得到表面处理碳纤维；
B5：将10g表面处理碳纤维、1.5g改性石墨烯以及100mL无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管三口烧瓶中，在温度为40℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌反应10h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤2次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥8h，得到石墨烯改性碳纤维。
实施例4：
本实施例为一种石墨烯改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
B1：将50mLN，N-二甲基甲酰胺、0.5g氧化石墨烯加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为25℃，超声波频率为55kHz的条件下超声分散3h，得到分散液A，之后将0.5g四氧化三铁搅拌分散于60mL三氯甲烷中，得到分散液B，之后在搅拌速率为400r/min的条件下边搅拌边将分散液B逐滴加入至分散液A中，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续超声分散5h，反应结束利用磁选法收集产物，之后用己烷洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥8h，得到负载型石墨烯；
B2：将5gM-2070聚醚胺、75mL无水甲醇以及1.0g硅烷偶联剂KH-560加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗三口烧瓶中，在温度为45℃，搅拌速率为400r/min的条件下搅拌反应15h，得到反应液A，之后将0.5g负载型石墨烯搅拌分散于75mL无水甲醇中，得到反应液B，之后边搅拌边将反应液B逐滴加入至反应液A中，控制滴加速率为2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应8h，反应结束后将反应产物旋转蒸发去除溶剂，之后放置于真空干燥箱中，在温度为70℃的条件下干燥5h，得到改性石墨烯；
B3：将10g碳纤维、100mL无水丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中，在温度为80℃，搅拌速率为250r/min的条件下回流搅拌50h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下干燥10h，得到退浆碳纤维；
B4：将10g退浆碳纤维、100mL质量分数为68%的浓硝酸和质量分数为98%的浓硫酸按照体积比3：1混合而成的混合酸加入至安装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中，在温度为75℃，搅拌速率为400r/min的条件下搅拌反应3h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下干燥10h，得到表面处理碳纤维；
B5：将10g表面处理碳纤维、9.5g改性石墨烯以及120mL无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管三口烧瓶中，在温度为45℃，搅拌速率为400r/min的条件下搅拌反应15h，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼用蒸馏水洗涤3次，之后放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下干燥10h，得到石墨烯改性碳纤维。
实施例5：
本实施例为一种货车车厢底板材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取来自于实施例1中的表面改性液100份、来自于实施例3中的石墨烯改性碳纤维10份、抗氧剂2份、增塑剂4份以及消泡剂1份，备用；抗氧剂为抗氧剂1010，增塑剂为己二酸二异辛酯，消泡剂为有机硅消泡剂；
步骤二：将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料；
步骤三：将竹片进行浸胶处理，之后热压形成厚度为20mm的竹板基材；
步骤四：将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料。
实施例6：
本实施例为一种货车车厢底板材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取来自于实施例1中的表面改性液120份、来自于实施例3中的石墨烯改性碳纤维25份、抗氧剂5份、增塑剂8份以及消泡剂3份，备用；抗氧剂为抗氧剂1010，增塑剂为己二酸二异辛酯，消泡剂为有机硅消泡剂；
步骤二：将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料；
步骤三：将竹片进行浸胶处理，之后热压形成厚度为80mm的竹板基材；
步骤四：将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料。
对比例1：
对比例1与实施例2的不同之处在于：
A4：将50mL去离子水加入至安装有搅拌器、温度计、回流冷凝管以及恒压滴液漏斗四口烧瓶中，在温度为25℃，搅拌速率为1200r/min的条件下搅拌反应50min，之后升温至85℃的条件下边搅拌边逐滴加入50g丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及过硫酸钾按照质量比1：5：4：0.25混合而成的混合液，控制滴加速率为5滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应5h，得到表面改性液。
对比例2：
对比例2与实施例6的不同之处在于，使用对比例1中的表面改性液。
对比例3：
对比例3与实施例6的不同之处在于，不添加石墨烯改性碳纤维。
对比例4：
对比例4与实施例6的不同之处在于，使用碳纤维代替石墨烯改性碳纤维。
对比例5：
对比例5是按照申请号CN202110564108.3的一种竹制车厢底板所用竹板的加工方法中的实施例1的方法制备得到的车厢底板。
将实施例5-6以及对比例2-5的车厢底板的性能进行检测，检测结果如下表所示：
Figure 847862DEST_PATH_IMAGE006
参阅以上数据，根据实施例6与对比例2-4比较，可以得知表面改性液、碳纤维以及石墨烯改性碳纤维均能有效提升车厢底板的力学性能以及耐摩擦性能，且本发明中的表面改性液与石墨烯改性碳纤维均具有更佳的力学性能，根据实施例6与对比例5比较，可以得知本发明中的车厢底板较现有技术中的车厢底板具有更佳的性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取表面改性液100-120份、石墨烯改性碳纤维10-25份、抗氧剂2-5份、增塑剂4-8份以及消泡剂1-3份，备用；
步骤二：将石墨烯改性碳纤维、抗氧剂、增塑剂以及消泡剂依次加入至表面改性液，混合均匀，得到增强涂料；
步骤三：将竹片进行浸胶处理，之后热压形成厚度为20-80mm的竹板基材；
步骤四：将竹板基材的表面上均匀涂布增强涂料，之后固化成型，得到该货车车厢底板材料；
所述表面改性液由以下步骤制备得到：
A1：将三（3-氨基丙基）胺、三乙胺以及二氯甲烷加入至四口烧瓶中，边搅拌边逐滴加入全氟丁酰氯溶液，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物冷却，之后减压蒸馏、洗涤、重结晶，得到中间体1；
A2：将三光气、三乙胺、对苯二酚以及二氯甲烷加入至三口烧瓶中，边搅拌边逐滴加入甲基丙烯酸，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物减压蒸馏，得到中间体2；
A3：将中间体1、三乙胺以及四氢呋喃加入至三口烧瓶中，边搅拌边逐滴加入中间体2，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后将反应产物加入至冰水中，静置析出沉淀，之后真空抽滤，将滤饼重结晶、干燥，得到中间体3；
A4：将去离子水、中间体3加入至四口烧瓶中搅拌反应，之后边搅拌边逐滴加入混合液，滴加完毕后继续搅拌反应，得到表面改性液；
所述石墨烯改性碳纤维由以下步骤制备得到：
B1：将N，N-二甲基甲酰胺、氧化石墨烯加入至三口烧瓶中超声分散，得到分散液A，之后将四氧化三铁搅拌分散于三氯甲烷中，得到分散液B，之后将分散液B逐滴加入至分散液A中继续超声分散，反应结束利用磁选法收集产物，之后洗涤、干燥，得到负载型石墨烯；
B2：将M-2070聚醚胺、1/2的无水甲醇以及硅烷偶联剂KH-560加入至三口烧瓶中搅拌反应，得到反应液A，之后将负载型石墨烯搅拌分散于余下1/2的无水甲醇中，得到反应液B，之后将反应液B逐滴加入至反应液A中继续搅拌反应，反应结束后将反应产物旋转蒸发、干燥，得到改性石墨烯；
B3：将碳纤维、无水丙酮加入至三口烧瓶中回流搅拌，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到退浆碳纤维；
B4：将退浆碳纤维、混合酸加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到表面处理碳纤维；
B5：将表面处理碳纤维、改性石墨烯以及无水甲醇加入至三口烧瓶中搅拌反应，反应结束将反应产物真空抽滤，将滤饼洗涤、干燥，得到石墨烯改性碳纤维。
2.根据权利要求1所述的一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述增塑剂为己二酸二异辛酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，步骤A1中的所述三（3-氨基丙基）胺、三乙胺、二氯甲烷以及全氟丁酰氯溶液的用量比为0.4mol：0.43mol：20-30mL：20-30mL，所述全氟丁酰氯溶液为全氟丁酰氯按照0.35-0.4mol：20-25mL溶解于二氯甲烷所形成的溶液；步骤A2中的所述三光气、三乙胺、对苯二酚、二氯甲烷以及甲基丙烯酸的用量比为0.1mol：0.3mol：0.2-0.25g：40-50mL：0.1mol。
4.根据权利要求1所述的一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，步骤A3中的所述中间体1、三乙胺、四氢呋喃以及中间体2的用量比为0.1mol：0.1mol：40-50mL：0.1mol；步骤A4中的所述去离子水、中间体3以及混合液的用量比为30-50mL：1-10g：40-50g，所述混合液为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及过硫酸钾按照质量比1：5：4：0.1-0.25的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，步骤B1中的所述N，N-二甲基甲酰胺、氧化石墨烯、四氧化三铁以及三氯甲烷的用量比为40-50mL：0.5g：0.3-0.5g：50-60mL；步骤B2中的所述M-2070聚醚胺、无水甲醇、硅烷偶联剂KH-560以及负载型石墨烯的用量比为5g：120-150mL：0.5-1.0g：0.5g。
6.根据权利要求1所述的一种货车车厢底板材料的制备工艺，其特征在于，步骤B3中的所述碳纤维、无水丙酮的用量比为10g：80-100mL；步骤B4中的所述退浆碳纤维、混合酸的用量比为10g：80-100mL，所述混合酸为浓硝酸和浓硫酸按照体积比3：1的混合物，所述浓硝酸的质量分数为65-68%，所述浓硫酸的质量分数为95-98%；步骤B5中的所述表面处理碳纤维、改性石墨烯以及无水甲醇的用量比为10g：1.5-9.5g：100-120mL。
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