本发明涉及复合地板，具体涉及一种复合地板用强化纤维及其制备方法。
背景技术：
1、地板，是房屋建筑中必不可少的一种装饰材料，由木料或其他材料制成。复合地板是地板中的一种，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、木塑地板等。目前较为常用的地板为木塑复合地板，是由聚烯烃、木粉、竹粉以及助剂混合造粒，再经挤出机挤出成型而制得。但是现有的木塑复合地板通常仅以植物纤维、聚烯烃和助剂进行生产的原料，这就导致这类地板普遍存在耐磨性不好、易脆以及易燃等缺点，从而限制了其在一些领域的应用。
2、强化纤维是一种用来提高复合地板材综合性能的材料，通常是由植物纤维、其他纤维(如：聚乙烯纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维等)、填料以及助剂制备而成，针对复合地板易燃的问题，可以通过对聚酰胺纤维进行改性，向其分子链中引入阻燃结构，从而提高强化纤维的阻燃性能；针对复合地板耐磨性不再满足市场需求的问题，可以添加耐磨填料，如：二氧化硅、碳酸钙等，并对其进行改性处理，使其在合成强化纤维的基体中具有较好的分散性，进一步提高在强化纤维的耐磨性和耐热性；此外，针对复合地板易脆的问题，可以通过制备核-壳结构的填料，来提高强化纤维的力学性能。因此，通过将具有阻燃、耐磨以及优异力学性能的强化纤维应用于复合地板中，可以提高复合地板的综合性能。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种复合地板用强化纤维及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种复合地板用强化纤维，包括以下重量份的原料：竹纤维35-45份，改性聚酰胺纤维6-10份，聚乙烯纤维5-9份，玻璃纤维3-6份，改性二氧化硅8-12份，润滑剂1-2份；
4、所述改性聚酰胺纤维由以下步骤制备：
5、步骤a1、将三氯氧磷加入含有乙腈的烧瓶中，加热至60-70℃，分五次加入(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯乙腈溶液，每次间隔20min，添加结束后，升高体系温度至80-90℃，回流反应16-22h，待反应结束后，过滤、干燥，即得含磷阻燃前体；
6、进一步地，三氯氧磷、乙腈和(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯乙腈溶液的用量比为10.2-30.6g：50ml：250ml，(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯乙腈溶液是由(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯和乙腈以25.2-75.5g：250ml的用量比混合而成。
7、步骤a2、将1，11-二氨基十一烷-6-醇加入三氯甲烷和乙腈的混合液中搅拌均匀，再加入三甲基氯硅烷回流2h，然后冷却至0℃，再将溶于氯仿的三乙胺和三苯甲基氯加入反应器中，继续搅拌反应1h，再加入甲醇混合均匀后，浓缩、萃取、干燥，即得中间产物1；
8、进一步地，1，11-二氨基十一烷-6-醇、三氯甲烷、乙腈、三甲基氯硅烷、氯仿、三乙胺、三苯甲基氯和甲醇的用量比为0.01mol：15-20ml：3-4ml：0.01mol：10ml：0.02-0.03mol：0.01-0.025mol：2ml。
9、步骤a3、将含磷阻燃前体和乙腈加入烧瓶中搅拌混合均匀，缓慢加入中间产物1乙腈溶液，并在室温下搅拌15min，再缓慢升高体系温度至50-60℃，保温反应30min，再升高温度至85℃，继续反应4-6h，待反应结束后，冷却至室温，过滤，再加入醋酸溶液中回流10min后，再次过滤、洗涤、干燥，即得端氨基阻燃产物；
10、进一步地，含磷阻燃前体、乙腈、中间产物1乙腈溶液和醋酸溶液的用量比为14.1-42.3g：100ml：200ml：100ml，中间产物1乙腈溶液是由中间产物1和乙腈以24.2-72.6g：200ml的用量比混合而成，醋酸溶液中醋酸和去离子水的质量比为1：1。
11、步骤a4、将葵二酸、十二碳二元胺和端氨基阻燃产物加入含有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀后，调节ph为7.3-7.5，然后将混合液转移至高温高压反应釜中，通入氮气，开启反应釜并加热至210-230℃，搅拌反应2-3h，待反应结束后，升高反应釜的温度至260℃后，在真空条件下继续反应0.5-1.5h后，恢复常压状态，出料并将其置于冷却水中，待冷却至室温后，干燥，破碎，即得改性聚酰胺纤维；
12、进一步地，葵二酸、十二碳二元胺、端氨基阻燃产物和去离子水的用量比为20-40g：22-42g：1.26-5.74g：40-60ml。
13、所述改性二氧化硅由以下步骤制备：
14、步骤b1、将二氧化硅加入乙醇和去离子水的混合液中，搅拌混合均匀，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌反应5-8h，待反应结束后，离心、洗涤、干燥，即得氨基化二氧化硅；
15、进一步地，二氧化硅、乙醇、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：30ml：5ml：1-2ml。
16、步骤b2、将二乙醇胺和丁二酸酐加入烧瓶中，再加入氨基化二氧化硅，超声搅拌30min后，升高体系温度至70-80℃，保持温度搅拌1-2h，再次升高体系温度至110-120℃，加入甲苯，在氮气条件下反应6h，然后降温至60-70℃，缓慢滴加环氧氯丙烷丙酮溶液和三氟化硼乙醚，回流反应2-3h后，减压蒸馏，再加入25wt％氢氧化钠溶液，并升温至75-85℃反应3h，在待反应结束后，过滤、减压蒸馏、离心、干燥，即得改性二氧化硅；
17、进一步地，二乙醇胺、丁二酸酐、氨基化二氧化硅、甲苯、环氧氯丙烷丙酮溶液、三氟化硼乙醚和氢氧化钠溶液的用量比为1.5-3g：1.57-3.14g：0.8-1.5g：20ml：20ml：0.8-1.2g：15ml，环氧氯丙烷丙酮溶液是由环氧氯丙烷和丙酮以1：1的物质的量比混合而成。
18、一种复合地板用强化纤维的制备方法包括以下步骤：
19、步骤s1、按重量份数称取原料，将竹纤维粉碎成粉后，与改性聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、改性二氧化硅和润滑剂混合均匀，在100-120℃下搅拌30-50min，得到预混料；
20、步骤s2、将预混料投入挤出造粒机中，在170-210℃下挤出造粒，粉碎，即得复合地板用强化纤维。
21、本发明的有益效果：
22、本发明中的强化纤维，是以竹纤维为主要原料，添加其他辅助纤维提高了强化纤维的综合性能，其中，添加的改性聚酰胺纤维，提高了强化纤维的阻燃性能和耐热性能；添加的改性二氧化硅，提高了强化纤维的耐磨性和力学性能。因此，将本发明制备的强化纤维应用在复合地板中，能有效提高复合地板的阻燃、耐热、耐磨以及力学性能性能。
23、改性聚酰胺纤维中，首先，利用三氯氧磷中的氯原子与(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯中的羟基反应，生成含磷阻燃前体；其次，利用三苯甲基对1，11-二氨基十一烷-6-醇中的氨基进行保护，生成中间产物1；再次，利用含磷阻燃前体中剩余的氯原子与中间产物1的羟基反应，再进行氨基的脱保护，生成端氨基阻燃产物；最后，以葵二酸、十二碳二元胺和端氨基阻燃产物为原料，合成改性聚酰胺纤维。改性聚酰胺纤维是以耐磨性优异的聚酰胺纤维为基材，提高了基体的耐磨性，然后将端氨基阻燃产物引入聚酰胺纤维，提高了基体的阻燃性能，这是由于基体燃烧时，聚酰胺纤维中的磷酸酯基会受热分解成磷酸，磷酸与基体中的碳源反应形成炭层，炭层能够阻隔氧气和热量的传递，进而减缓燃烧速率和火焰的蔓延，同时磷酸酯基还能分解产生气体，这些气体能与燃烧产生的自由基反应，抑制火焰的形成，进而提高基体的阻燃性能；此外，改性聚酰胺纤维的侧链中还含有苯环结构，提高了基体的耐热性。
24、改性二氧化硅中，首先采用硅烷偶联剂对二氧化硅进行表面处理，生成氨基化二氧化硅；然后以二乙醇胺和丁二酸酐为原料，在氨基化二氧化硅表面接枝超支化聚合物，并利用环氧氯丙烷向超支化聚合物的引入环氧基，生成改性二氧化硅。改性二氧化硅中，以耐磨性优异的二氧化硅为核层，对其表面进行氨基化处理，提高了二氧化硅在基体中的分散性，进而增加了基体的耐磨性和耐热性；二氧化硅表面接枝的超支化聚合物为壳层，提高了基体的力学性能，这是由于超支化聚合物表面的环氧基能与竹纤维表面的羟基反应，同时超支化结构与基体中的分子链还能产生物理缠结，随着分散程度的增加，在基体中形成的物理交联点会逐渐形成网络结构，而这种结构能起均匀分布负荷的作用，当基体受到外力作用时，内部产生的应力迅速传递给二氧化硅，同时分散应力，从而有效提高基体的力学性能。
1.一种复合地板用强化纤维，其特征在于，包括以下重量份的原料：竹纤维35-45份，改性聚酰胺纤维6-10份，聚乙烯纤维5-9份，玻璃纤维3-6份，改性二氧化硅8-12份，润滑剂1-2份；
2.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤a1中三氯氧磷、乙腈和(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯乙腈溶液的用量比为10.2-30.6g：50ml：250ml，(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯乙腈溶液是由(4-羟基-苯基)-磷酸二乙酯和乙腈以25.2-75.5g：250ml的用量比混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤a2中1，11-二氨基十一烷-6-醇、三氯甲烷、乙腈、三甲基氯硅烷、氯仿、三乙胺、三苯甲基氯和甲醇的用量比为0.01mol：15-20ml：3-4ml：0.01mol：10ml：0.02-0.03mol：0.01-0.025mol：2ml。
4.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤a3中含磷阻燃前体、乙腈、中间产物1乙腈溶液和醋酸溶液的用量比为14.1-42.3g：100ml：200ml：100ml，中间产物1乙腈溶液是由中间产物1和乙腈以24.2-72.6g：200ml的用量比混合而成，醋酸溶液中醋酸和去离子水的质量比为1：1。
5.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤a4中葵二酸、十二碳二元胺、端氨基阻燃产物和去离子水的用量比为20-40g：22-42g：1.26-5.74g：40-60ml。
6.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，所述改性二氧化硅由以下步骤制备：
7.根据权利要求6所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤b1中二氧化硅、乙醇、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：30ml：5ml：1-2ml。
8.根据权利要求6所述的一种复合地板用强化纤维，其特征在于，步骤b2中，二乙醇胺、丁二酸酐、氨基化二氧化硅、甲苯、环氧氯丙烷丙酮溶液、三氟化硼乙醚和氢氧化钠溶液的用量比为1.5-3g：1.57-3.14g：0.8-1.5g：20ml：20ml：0.8-1.2g：15ml，环氧氯丙烷丙酮溶液是由环氧氯丙烷和丙酮以1：1的物质的量比混合而成。
9.根据权利要求1所述的一种复合地板用强化纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
