一種增強(qiáng)塑料復(fù)合底板、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)塑料復(fù)合底板、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]集裝箱底板是集裝箱的主要受力部分，由于其對力學(xué)性能的嚴(yán)格要求，一直以來都是采用寒帶和熱帶的硬木板材或者這些板材制備的多層復(fù)合板制造，但是硬木的生長周期長，一般均需50年甚至更長，而集裝箱底板的需求卻日益增加。硬木的資源枯竭迫使我們尋找更好的替代資源，開發(fā)新型集裝箱底板，是我們目前迫切需要解決的問題。
[0003]專利CN1105624A中講述了一種高強(qiáng)竹膠合板的制造方法，油漆是一種集裝箱底板用竹制膠合板的制造方法。首先對原竹分部位、分類鋸斷，通過分層機(jī)將竹青、竹黃、竹芯分開，用整形機(jī)將內(nèi)衛(wèi)炫有差異的竹條銑平為等寬、等厚、等直度的竹片、然后編織-干燥-上膠-組胚-熱壓，該方法程序復(fù)雜，竹材利用率低，所需要的機(jī)械設(shè)備和人力較多。
[0004]在專利號為CN201694572的專利中，采用金屬骨架和塑料地板配合制備集裝箱用地板結(jié)構(gòu)，該集裝箱的底部兩側(cè)梁之間設(shè)置并排的金屬骨架，在金屬骨架之間設(shè)置塑料地板。由于金屬骨架強(qiáng)度比原有設(shè)計提高很多，因此，可以降低對塑料地板的強(qiáng)度要求，該塑料地板可以采用低熔點(diǎn)的熱塑性材料，可回收利用。但是該金屬塑料復(fù)合地板中金屬仍然占了很大的比重，重量上并沒有起到明顯的優(yōu)勢；且金屬骨架與塑料地板的鏈接比較麻煩，一般是通過鉚釘，增加了工序，效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足集裝箱載貨強(qiáng)度要求的底板用的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板，通過纖維增強(qiáng)的復(fù)合板材與普通的木質(zhì)復(fù)合板材進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與獨(dú)特的加工方法，獲得一種符合集裝箱底板使用要求的復(fù)合底板，替代傳統(tǒng)的采用東南亞克隆木等熱帶闊葉硬木制造的集裝箱底板用膠合板。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的制備方法。
[0007]本發(fā)明的第三個目的是提供一種上述增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的用途。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)塑料復(fù)合底板，從上至下依次包括面層、芯層和底層，所述芯層包括中芯層和增強(qiáng)層，所述芯層的上下表面分別通過兩性膠粘薄膜與所述面層和所述底層連接。
[0010]所述增強(qiáng)層位于中芯層的兩側(cè)或中間。
[0011]所述面層或所述底層厚度均為2?5mm。
[0012]所述芯層總厚度為18?24mm。
[0013]所述中芯層的單層厚度為5?14mm。
[0014]所述增強(qiáng)層選自纖維單向布或纖維增強(qiáng)熱塑性板材中的一種或一種以上。
[0015]所述增強(qiáng)層中的纖維增強(qiáng)熱塑性板材的厚度為2?5mm。
[0016]所述纖維單向布選自玻璃纖維單向布、碳纖維單向布或玄武巖纖維單向布，優(yōu)選玻璃纖維單向布或玄武巖單向布。
[0017]所述增強(qiáng)層的層數(shù)為I?5層。
[0018]所述增強(qiáng)層中的纖維單向布的厚度為0.5?1.0mm,克重為200?500g/m2。
[0019]所述面層或所述底層均為纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
[0020]所述纖維增強(qiáng)熱塑性板材選自短纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(SFT)、長纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(LFT或GMT)或連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(CFT)中的一種或者一種以上。
[0021]所述纖維增強(qiáng)熱塑性板材中的纖維選自連續(xù)玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維中的一種或一種以上；優(yōu)選連續(xù)玻璃纖維或玄武巖纖維；更優(yōu)選連續(xù)玻璃纖維。
[0022]所述纖維增強(qiáng)熱塑性板材中的樹脂基體選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)中的一種或一種以上。
[0023]所述纖維增強(qiáng)熱塑性板材中，纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55%。
[0024]所述中芯層為禾香板。
[0025]所述兩性膠粘薄膜為聚乙烯膜，克重為50?100g/m2。
[0026]本發(fā)明還提供了一種上述增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的制備方法，包括以下步驟:
[0027]在芯層的上下表面上分別覆上兩性膠粘薄膜，然后分別覆上面層和底層，最后熱壓、保壓；再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫后卸壓；制得增強(qiáng)塑料復(fù)合底板。
[0028]所述熱壓的溫度為135?145°C。
[0029]所述保壓的壓力為1.5?3.0MPa,時間為10?18min。
[0030]所述分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持3?5min后卸壓。
[0031]所述增強(qiáng)層為纖維增強(qiáng)熱塑性板材時，制備方法如下:將纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體復(fù)合，再經(jīng)過滾壓后，得到纖維增強(qiáng)熱塑性的預(yù)浸帶，預(yù)浸帶中纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55%，然后在溫度為160?240°C，壓力為2?4MPa的條件下，將纖維增強(qiáng)熱塑性的預(yù)浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20?30min，然后再冷壓30?40min，得到纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
[0032]所述面層或所述底層由以下方法制得:將纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體復(fù)合，再經(jīng)過滾壓后，得到纖維增強(qiáng)熱塑性的預(yù)浸帶，預(yù)浸帶中纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55%，然后在溫度為160?240°C，壓力為2?4MPa的條件下，將纖維增強(qiáng)熱塑性的預(yù)浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20?30min，然后再冷壓30?40min，得到纖維增強(qiáng)熱塑性板材。
[0033]所述芯層由以下方法制得:將中芯層和增強(qiáng)層進(jìn)行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜，鋪放好后加入熱壓機(jī)中經(jīng)過熱壓成型和冷壓后得到芯層。
[0034]所述鋪放方式為，按照從上到下依次為增強(qiáng)層、中芯層、增強(qiáng)層的順序進(jìn)行鋪放或按照從上到下依次為中芯層、增強(qiáng)層、中芯層的順序進(jìn)行鋪放或按照從上到下依次為增強(qiáng)層、中芯層、增強(qiáng)層、中芯層、增強(qiáng)層的順序進(jìn)行鋪放。
[0035]所述中芯層為禾香板，禾香板由農(nóng)作物桔桿碎料和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)膠熱壓形成，將農(nóng)作物桔桿粉碎，加入二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)中，混合均勻后倒入板材成型模具中形成復(fù)合板，得到禾香板；其中，農(nóng)作物桔桿碎料所占總質(zhì)量的百分比為
40 ?60%0
[0036]所述農(nóng)作物桔桿選自玉米桿、稻殼、小麥桿、大豆桿或棉花桿中的一種或一種以上。
[0037]本發(fā)明還提供了一種上述增強(qiáng)塑料復(fù)合底板作為集裝箱底板的用途；該復(fù)合底板，具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、且不吸水、容易清洗等優(yōu)點(diǎn)。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0039]1、本發(fā)明制得的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的密度、強(qiáng)度、彈性模量和表面質(zhì)量等各項性能指標(biāo)均達(dá)到國際集裝箱工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0040]2、本發(fā)明制得的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板，采用在芯層中穿插增強(qiáng)纖維單向布層的方法，利用增強(qiáng)纖維單向布的單取向上拉伸強(qiáng)度大的特性，通過合理鋪放組胚設(shè)計，增強(qiáng)了集裝箱底板材料在長度方向上的彎曲性能。
[0041]3、本發(fā)明的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板可設(shè)計性強(qiáng)，能夠根據(jù)實(shí)際的需求合理的選擇面層和芯層的厚度和密度，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。底層是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，具有很好的耐磨性、耐腐蝕性，并且不吸水、容易清洗，對比于硬木底板，本發(fā)明的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板使用壽命大大提高，且免除了底面噴漆的工序，對環(huán)境保護(hù)有利。另外，復(fù)合材料板材不易腐蝕、不生菌，不會存在蟲蛀的問題。
[0042]4、本發(fā)明的增強(qiáng)塑料復(fù)合底板，完全擺脫了長期以來對熱帶闊葉硬木和大口徑原木的依賴，采用的復(fù)合材料、增強(qiáng)纖維單向布及普通木質(zhì)板材等都是可再生資源，為集裝箱底板材料來源開辟了新途徑，推動了集裝箱行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【附圖說明】
[0043]圖1為實(shí)施例1所示增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖2為實(shí)施例2所示增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖3為實(shí)施例3所示增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖4為實(shí)施例4所示增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖5為實(shí)施例5所示增強(qiáng)塑料復(fù)合底板的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]其中:11為面層，12為增強(qiáng)層，13為中芯層，14為底層，15為芯層；21為面層，22為增強(qiáng)層一，23為中芯層，24增強(qiáng)層二，25為底層，26為芯層；31為面層，32為中芯層，33為增強(qiáng)層一，34增強(qiáng)層二，35為底層，36為芯層；41為面層，42為中芯層，43為增強(qiáng)層，44為底層，45為芯層；51為面層,52為增強(qiáng)層一，53為中芯層,54增強(qiáng)層二,55為底層,56為芯層；
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0050]纖維增強(qiáng)熱塑性板材，具有重量輕、比強(qiáng)度、比模量高，耐腐蝕、耐水性、耐磨擦性好；對多種酸、堿呈惰性，抗沖擊，致斷應(yīng)變值高；設(shè)計靈活性好，可選擇適當(dāng)?shù)睦w維種類、纖維含量和纖維取向來滿足具體用途的要求。
[0051]禾香板是以農(nóng)作物秸桿碎料為主要原料，施加MDI膠及功能性添加劑，經(jīng)高溫高壓制作而成，平整光滑、結(jié)構(gòu)均勻?qū)ΨQ、板面堅實(shí)，具有尺寸穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、環(huán)保、阻燃和耐候性好等特點(diǎn)，可廣泛代替木質(zhì)人造板和天然木材使用。MDI完全無甲醛，且可以充分利用農(nóng)作物桔桿，節(jié)省資源。
[0052]以下專利中的MD I膠均為萬華的改性MD I生態(tài)膠粘劑。
[0053]實(shí)施例1
[0054]如圖1所示，圖1為實(shí)施例1所示增強(qiáng)塑料復(fù)