CN102582186A - 一种空心玻璃微珠塑料复合建筑模板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空心玻璃微珠塑料复合建筑模板及其制备方法，属复合建筑模板生产制造领域。本发明塑料复合建筑模板具有多层复合结构，模板上下表层采用超细活性碳酸钙填充聚丙烯材料，芯层采用高性能空心玻璃微珠/聚丙烯复合材料，利用先进的专用塑料模板生产设备通过多层共挤一次性成型。芯层部分加入的空心玻璃微珠具有减轻重量、导热系数低、抗压强度高、流动性好的特点，能使建筑模板具有很好的稳定性，减少收缩和翘曲。同时可以使模板在制备过程中有效提高材料的流动性，降低混合物的黏度和内应力，并使模板在使用过程中的韧性明显改善，抗冲击性显著提高，表面硬度增强，与现有模板相比在同等体积下重量大大降低，可显著降低材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种空心玻璃微珠塑料复合建筑模板及其制备方法，属复合建筑模板生产制造领域。
背景技术
在建筑工程施工过程中，浇筑混凝土构件所使用的传统木模板和竹胶板由于存在不易脱模、光洁度差、不防水，一旦遇水极易脱胶分层，并且不能回收、导致资源浪费严重的不足已逐步遭到淘汰，取而代之的是采用以聚乙烯或聚丙烯为主要原料制作的塑料建筑模板，该种模板很好地解决了传统模板的不足，但存有生产成本高、自身重量过大的缺陷。为了解决这一问题，目前的塑料建筑模板大多采用木粉或米糠作为填充物以降低生产成本和自身重量。
虽然这些填充物有效降低了生产成本，减轻了自身重量，但同时也大大降低了建筑模板的抗冲击性，以塑料和木粉、米糠为原料的复合建筑模板在加工生产过程中，由于木粉、米糠的加入导致加工物料的流动性差，增加模板的生产难度，并且生产出的模板耐热性差，表面硬度不高；模板强度和刚度低而导致承载量低，同时由于模板的热胀冷缩系数大而极易导致模板在使用过程中起拱。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有抗压强度高，导热系数低、加工流动性好的特点，且使用寿命长，以解决现有模板耐热性差，表面硬度不高；模板强度和刚度低而导致承载量低，同时由于模板的热胀冷缩系数大，而极易导致模板在使用过程中起拱问题的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板及其制备方法。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，它由芯层、上表层和下表层构成，其特征在于：上表层和下表层是由下述重量百分比的原料制成的：
再生聚烯烃热塑性塑料68—93% 加工助剂 0.01—1.5%
无机增强材料 5—30% 表面改性剂0.01—1.5%,
芯层是由下述重量百分比的原料制成的：
再生聚烯烃热塑性塑料68—83% 润滑剂 0.05—1%
空心玻璃微珠 10—25% 表面改性剂0.05—4%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体5%-10%,
上述重量百分比原料的优选范围为：
上表层和下表层：
再生聚烯烃热塑性塑料73—88% 加工助剂0.5—1.2%
无机增强材料 10—25% 表面改性剂0.5—1.2%,
芯层：
再生聚烯烃热塑性塑料72—80% 润滑剂 0.2—0.8%
空心玻璃微珠 13—20% 表面改性剂0.2—3%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体6%-9%,
上述重量百分比原料的最佳范围为：
上表层和下表层：
再生聚烯烃热塑性塑料78—83% 加工助剂0.8—1%
无机增强材料 15—20% 表面改性剂0.8—1%,
芯层：
再生聚烯烃热塑性塑料74—75% 润滑剂 0.5—0.7%
空心玻璃微珠 16—17% 表面改性剂0.5—1%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体7%-8%,
一种用于上述空心玻璃微珠塑料复合建筑模板的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）、按上述组分备料；
（2）、无机增强材料的表面改性：将无机增强材料加入高速混料机中，控制温度在80℃高速搅拌条件下将表面改性剂按三等份分3次加入混料机与无机增强材料混合，高速搅拌时间为10—20分钟；将表面改性剂加入混料机中的间隔时间为1—5分钟；备用；
（3）、空心玻璃微珠的表面改性：将空心玻璃微珠加入高速混料机中，在温度控制在90℃高速搅拌下将表面改性剂按三等份分3次加入混料机与空心玻璃微珠混合，高速搅拌时间为30—40分钟；将表面改性剂加入混料机中的间隔时间为5—10分钟；备用；
（4）、将马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体与经表面改性剂改性的空心玻璃微珠，通过上料机加入螺杆挤出机中熔融挤出，使其完成马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体对玻璃微珠的包覆处理；
（5）、将制作模板上表层和下表层的再生聚烯烃热塑性塑料、经改性剂表面改性的无机增强材料和加工助剂通过上料机加入到挤出机的1号料斗；将制作模板芯层的聚烯烃热塑性塑料、经改性剂表面改性及马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体包覆处理的空心玻璃微珠和润滑剂通过上料机加入到挤出机的2号料斗；
（6）、进入挤出机1号料斗和2号料斗的物料经150—180℃的温度熔融后分别通过分层口模挤出，得模板胚料；1号料斗挤出模板的上表层和下表层； 2号料斗挤出模板的芯层；（7）、挤出机挤出的模板胚料，通过下游的三辊哑光机进行压光，三辊哑光机的辊筒温度为180℃冷却后按规格进行裁切得空心玻璃微珠塑料复合建筑模板成品。
所述的再生聚烯烃热塑性塑料为聚丙烯或聚乙烯中的任意一种，或聚丙烯和聚乙烯任意比例的混合物。
所述的无机增强材料为活性碳酸钙、滑石粉、云母粉、纳米蒙脱土的任意一种。
所述的表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂的任意一种；硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种；钛酸酯偶联剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂。
所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡的任意一种。
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的任意一种。
本发明的优点在于：
本发明空心玻璃微珠塑料复合建筑模板采用多层共挤一次性成型，生产效率高。其中芯层部分加入的空心玻璃微珠为市售产品，空心玻璃微珠提取于粉煤灰，原料易得，价格低廉。空心玻璃微珠是微小的球体，球型率大，具有滚珠轴承效应，由于空心玻璃微珠密度在0.15-0.60g/cm3，粒径在2-130μm之间，具有减轻重量、导热系数低、抗压强度高、流动性好的特点，能使建筑模板具有很好的稳定性，减少收缩和翘曲。同时可以使模板在制备过程中有效提高材料的流动性，降低混合物的黏度和内应力，并使模板在使用过程中的韧性明显改善，抗冲击性显著提高，表面硬度增强，与现有模板相比在同等体积下重量大大降低，可显著降低材料成本。
该空心玻璃微珠塑料复合建筑模板与竹胶合模板对比的各项指标见下表：
| 项目名称 | 竹胶合模板 | 空心玻璃微珠塑料复合模板 |
| 规格（mm） | 1830×915×12 | 1830×915×12 |
| 密度g/cm3 | 0.9 | 0.8 |
| 静曲强度（N/mm2） | 110 | 120 |
| 弹性模量（N/mm2） | 9800 | 7500 |
| 吸水率（%） | 5 | 0.3 |
| 可重复次数 | 8 | 50 |
具体实施方式
实施例1：
（1）、按下述重量分别称取制备模板上、下表层和芯层的原料（制备模板上、下表层和芯层的原料分别以100㎏为例，单位：㎏）。
上表层和下表层：
聚丙烯72 氨丙基三乙氧基硅烷1.4
活性碳酸钙25.2 乙撑双硬脂酸酰胺1.4
芯层：
聚乙烯70 马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体5
空心玻璃微珠20 丙基三甲氧基硅烷4 硬脂酸1
（2）、将活性碳酸钙25.2㎏加入高速混料机中，控制温度在80℃高速搅拌条件下将氨丙基三乙氧基硅烷1.4㎏按三等份分3次加入混料机与活性碳酸钙混合，对活性碳酸钙进行表面改性，高速搅拌时间为10—20分钟；氨丙基三乙氧基硅烷加入混料机中的间隔时间为1—5分钟；备用；
（3）、将空心玻璃微珠20㎏加入高速混料机中，温度控制在90℃高速搅拌下将丙基三甲氧基硅烷4㎏按三等份分3次加入混料机与空心玻璃微珠混合，使其对空心玻璃微珠进行表面改性，高速搅拌时间为30—40分钟；丙基三甲氧基硅烷加入混料机中的间隔时间为5—10分钟；备用；
（4）、将马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体5㎏与经丙基三甲氧基硅烷改性的空心玻璃微珠，通过上料机加入螺杆挤出机中熔融挤出，使其完成马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体对玻璃微珠的包覆处理；
（5）、将聚丙烯72㎏、经氨丙基三乙氧基硅烷表面改性的活性碳酸钙和乙撑双硬脂酸酰胺1.4㎏通过上料机加入到挤出机的1号料斗；将聚乙烯70㎏、经丙基三甲氧基硅烷表面改性及马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体包覆处理的空心玻璃微珠和硬脂酸1㎏通过上料机加入到挤出机的2号料斗；
（6）、进入挤出机1号料斗和2号料斗的物料经150—180℃的温度熔融后分别通过分层口模挤出，得模板胚料；1号料斗挤出模板的上表层和下表层； 2号料斗挤出模板的芯层；
（7）、挤出机挤出的模板胚料，通过下游的三辊哑光机进行压光，三辊哑光机的辊筒温度为180℃冷却后按规格进行裁切得空心玻璃微珠塑料复合建筑模板成品。。
实施例2：
（1）、按下述重量分别称取制备模板上、下表层和芯层的原料（制备模板上、下表层和芯层的原料分别以100㎏为例，单位：㎏）。
上表层和下表层：
聚乙烯75 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.8
滑石粉23 聚乙烯蜡1.2
芯层：
聚丙烯75 单烷氧基钛酸酯偶联剂2.8
硬脂酸丁酯0.7 空心玻璃微珠15.5
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体6
（2）、将滑石粉23㎏加入高速混料机中，控制温度在80℃高速搅拌条件下将甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.8㎏按三等份分3次加入混料机与滑石粉混合，对滑石粉进行表面改性，高速搅拌时间为10—20分钟；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入混料机中的间隔时间为1—5分钟；备用；
（3）、将空心玻璃微珠15.5㎏加入高速混料机中，温度控制在90℃高速搅拌下将单烷氧基钛酸酯偶联剂2.8㎏按三等份分3次加入混料机与空心玻璃微珠混合，使其对空心玻璃微珠进行表面改性，高速搅拌时间为30—40分钟；单烷氧基钛酸酯偶联剂加入混料机中的间隔时间为5—10分钟；备用；
（4）、将马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体6㎏与经单烷氧基钛酸酯偶联剂改性的空心玻璃微珠，通过上料机加入螺杆挤出机中熔融挤出，使其完成马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体对玻璃微珠的包覆处理；
（5）、将聚乙烯75㎏、经甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷表面改性的滑石粉和聚乙烯蜡1.2㎏通过上料机加入到挤出机的1号料斗；将聚丙烯75㎏、经单烷氧基钛酸酯偶联剂表面改性及马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体包覆处理的空心玻璃微珠和硬脂酸丁酯0.7㎏通过上料机加入到挤出机的2号料斗。
（6）、进入挤出机1号料斗和2号料斗的物料经150—180℃的温度熔融后分别通过分层口模挤出，得模板胚料；1号料斗挤出模板的上表层和下表层； 2号料斗挤出模板的芯层；
（7）、挤出机挤出的模板胚料，通过下游的三辊哑光机进行压光，三辊哑光机的辊筒温度为180℃冷却后按规格进行裁切得空心玻璃微珠塑料复合建筑模板成品。
实施例3：
（1）、按下述重量分别称取制备模板上、下表层和芯层的原料（制备模板上、下表层和芯层的原料分别以100㎏为例，单位：㎏）。
上表层和下表层：
聚乙烯80 单烷氧基钛酸酯偶联剂1
云母粉18 石蜡1
芯层：
聚丙烯74 丙基三甲氧基硅烷1
空心玻璃微珠17 油酰胺0.5
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体7.5
（2）、将云母粉18㎏加入高速混料机中，控制温度在80℃高速搅拌条件下将单烷氧基钛酸酯偶联剂1㎏按三等份分3次加入混料机与云母粉混合，对云母粉进行表面改性，高速搅拌时间为10—20分钟；单烷氧基钛酸酯偶联剂加入混料机中的间隔时间为1—5分钟；备用；
（3）、将空心玻璃微珠17㎏加入高速混料机中，温度控制在90℃高速搅拌下将丙基三甲氧基硅烷1㎏按三等份分3次加入混料机与空心玻璃微珠混合，使其对空心玻璃微珠进行表面改性，高速搅拌时间为30—40分钟；丙基三甲氧基硅烷加入混料机中的间隔时间为5—10分钟；备用；
（4）、将马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体7.5㎏与经丙基三甲氧基硅烷改性的空心玻璃微珠，通过上料机加入螺杆挤出机中熔融挤出，使其完成马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体对玻璃微珠的包覆处理；
（5）、将聚乙烯80㎏、经单烷氧基钛酸酯偶联剂表面改性的云母粉和石蜡1㎏通过上料机加入到挤出机的1号料斗；将聚丙烯74㎏、经丙基三甲氧基硅烷表面改性及马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体包覆处理的空心玻璃微珠和油酰胺0.5㎏通过上料机加入到挤出机的2号料斗。
（6）、进入挤出机1号料斗和2号料斗的物料经150—180℃的温度熔融后分别通过分层口模挤出，得模板胚料；1号料斗挤出模板的上表层和下表层； 2号料斗挤出模板的芯层；
（7）、挤出机挤出的模板胚料，通过下游的三辊哑光机进行压光，三辊哑光机的辊筒温度为180℃冷却后按规格进行裁切得空心玻璃微珠塑料复合建筑模板成品。
Claims (9)
1.一种空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，它由芯层、上表层和下表层构成，其特征在于：
所述的上表层和下表层是由下述重量百分比的原料制成的：
再生聚烯烃热塑性塑料68—93% 加工助剂 0.01—1.5%
无机增强材料 5—30% 表面改性剂0.01—1.5%,
所述的芯层是由下述重量百分比的原料制成的：
再生聚烯烃热塑性塑料68—93% 润滑剂 0.05—1%
空心玻璃微珠 10—25% 表面改性剂0.05—4%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体5%-10%。
2.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的上表层和下表层原料重量百分比的优选方案为：
再生聚烯烃热塑性塑料73—88% 加工助剂0.5—1.2%
无机增强材料 10—25% 表面改性剂0.5—1.2%,
所述的芯层原料重量百分比的优选方案为：
再生聚烯烃热塑性塑料72—80% 润滑剂 0.2—0.8%
空心玻璃微珠 13—20% 表面改性剂0.2—3%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体6%-9%。
3.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的上表层和下表层原料重量百分比的最佳方案为：
再生聚烯烃热塑性塑料78—83% 加工助剂0.8—1%
无机增强材料 15—20% 表面改性剂0.8—1%,
所述的芯层原料重量百分比的最佳方案为：
再生聚烯烃热塑性塑料74—75% 润滑剂 0.5—0.7%
空心玻璃微珠 16—17% 表面改性剂0.5—1%
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体7%-8%。
4.根据权利要求1所述空心玻璃微珠塑料复合建筑模板的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）、按上述组分备料；
（2）、无机增强材料的表面改性：将无机增强材料加入高速混料机中，控制温度在80℃高速搅拌条件下将表面改性剂按三等份分3次加入混料机与无机增强材料混合，高速搅拌时间为10—20分钟；将表面改性剂加入混料机中的间隔时间为1—5分钟；备用；
（3）、空心玻璃微珠的表面改性：将空心玻璃微珠加入高速混料机中，在温度控制在90℃高速搅拌下将表面改性剂按三等份分3次加入混料机与空心玻璃微珠混合，高速搅拌时间为30—40分钟；将表面改性剂加入混料机中的间隔时间为5—10分钟；备用；
（4）、将马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体与经表面改性剂改性的空心玻璃微珠，通过上料机加入螺杆挤出机中熔融挤出，使其完成马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体对玻璃微珠的包覆处理；（5）、将制作模板上表层和下表层的再生聚烯烃热塑性塑料、经改性剂表面改性的无机增强材料和加工助剂通过上料机加入到挤出机的1号料斗；将制作模板芯层的聚烯烃热塑性塑料、经改性剂表面改性及马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚弹性体包覆处理的空心玻璃微珠和润滑剂通过上料机加入到挤出机的2号料斗；
（6）、进入挤出机1号料斗和2号料斗的物料经150—180℃的温度熔融后分别通过分层口模挤出，得模板胚料；1号料斗挤出模板的上表层和下表层； 2号料斗挤出模板的芯层；（7）、挤出机挤出的模板胚料，通过下游的三辊哑光机进行压光，三辊哑光机的辊筒温度为180℃冷却后按规格进行裁切得空心玻璃微珠塑料复合建筑模板成品。
5.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的再生聚烯烃热塑性塑料为聚丙烯或聚乙烯中的任意一种，或聚丙烯和聚乙烯任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的无机增强材料为活性碳酸钙、滑石粉、云母粉、纳米蒙脱土的任意一种。
7.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的表面改性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂的任意一种；硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种；钛酸酯偶联剂为单烷氧基钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡的任意一种。
9.根据权利要求1所述的空心玻璃微珠塑料复合建筑模板，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的任意一种。
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| CN102582186B (zh) | 2014-06-11 |
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