CN102829318B - 一种具有筋条支撑的复合塑料板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料及成型加工技术领域，特别涉及一种具有筋条支撑的复合塑料板及其生产方法。该复合塑料板包括采用塑料材料作为基体的底板（20）和筋条（19），所述筋条（19）位于底板（20）上部，与底板（20）连续、一次形成，筋条（19）具有一定厚度和高度，纵、横交错，首尾相连，呈实心凸起状。复合塑料板具有重量轻、强度高、抗弯性能优异、功能化、性价比高的优点。本发明运用连续拉深、滚压加工方法制造，尺寸精度高，生产效率高。

Description

一种具有筋条支撑的复合塑料板及其生产方法

技术领域

本发明属于高分子材料及成型加工技术领域，特别涉及一种具有筋条支撑的复合塑料板及其生产方法。

背景技术

现采用挤出加工方式连续成型的塑料板材，一般地，包括单层/多层实心板材、单层/多层发泡板材和单层/多层中空格子板，其中中空格子板具有纵向连续的筋条用于提高板材强度，生产过程由单台或者多台挤出机经过共挤成型方式制造塑料板材。单层/多层实心板材由于重量大，制造成本相对高，资源浪费多，作为结构材料应用受到局限；而单层/多层发泡板材、单层/多层中空格子板，虽然不同程度的减轻了制品的重量，但由于其结构所限，制品刚性低、抗弯能力有限，单层/多层格子板仅在单向具有较高的弯曲强度，综合力学性能达不到结构用制品的要求，大多应用在非承力、装饰、包装等领域。因此，设计具有筋条支撑的复合塑料板材和连续成型的加工方法，节约资源，减轻板材重量，提高板材承载能力，使板材具备多功能性，降低生产成本和提高生产效率，开拓塑料板材新的应用领域是必要的。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术的不足而提供一种连续拉深、滚压成型的筋条支撑的复合塑料板及成型加工方法，配合专有的加工设备，在塑料基体上成型具有筋条的复合塑料板，克服普通塑料板强度低、重量高的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明第一个技术方案为：

本发明提供一种具有筋条支撑的复合塑料板，其采用塑料材料作为基体底板和筋条，所述筋条位于底板上部，与底板连续、一次形成，筋条具有一定厚度和高度，纵、横交错，首尾相连，呈实心凸起状。筋条、底板成为一个整体，构成本发明的复合塑料板。其中筋条和底板组合如同许多小的“T”型梁，对底板提供连续支撑，实际使用中，底板作为承载面，在纵、横两个方向都能承受较大的拉伸和压缩载荷。筋条形成的网格中，实体材料的体积仅为5%~30%，有效减轻了制品的重量，节约资源，降低成本。

优选的，上述方案中，所述筋条外表面包覆有骨架，筋条、底板和骨架形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。与塑料材料相比，金属材料具有更高的拉伸和弯曲强度，与基体塑料复合后能够提高制品的承载能力，可用于制造承受弯曲的结构件。

进一步优选的，上述方案中，所述筋条顶部复合了面板，筋条、底板和面板形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。其中筋条和底板、面板组合如同许多小的“工”型梁，对底板和面板提供连续支撑，相比“T”型梁，综合机械性能更优。同时，针对不同的应用要求，面板和底板选择不同材料组合，实现产品功能化，拓宽应用领域。由筋条、底板、骨架、面板形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。最大限度提高制品刚性、强度、抗弯能力等，达到以塑代钢、以塑代木的目的，通过选择不同材料复合，实现产品最佳的强度—重量比、最佳的刚性—重量比，提高产品性价比。

更进一步优选的，上述方案中，所述面板和底板可以采用同一塑料材料或者不同性能的塑料材料复合成型。根据不同的应用要求，选择底板、面板作为承载或者其他功能性要求的表面，实现最佳的加工工艺和应用。

更进一步优选的，上述方案中，所述骨架采用金属材料铝片或者钢片。铝片、钢片具有良好的延展性，拉深加工性能优异，与塑料材料比较，金属片所形成的骨架支撑具有更高的刚性和抗弯性能。

本发明第二个技术方案为：提供一种具有筋条支撑的复合塑料板的生产方法，其包括如下采用专用的塑料板/片材挤出生产线，其特征在于：所述生产方法包括下列步骤：

在筋条和底板成型工位的第一挤出机、第一衣架模头挤出塑料熔体，并连续、均匀流延到旋转的第三辊筒成型模上；

调整第二辊筒成型模与第三辊筒成型模的间隙并压紧，使塑料熔体充满第三辊筒成型模的沟槽；

经冷却辊筒定型并脱模后即加工成为包括筋条、底板的复合塑料板。

筋条和底板连续、一次成型，提高了连接强度和生产效率。通过更换第三辊筒成型模可以加工具有不同结构形状的筋条，实现产品的多样性和功能性；

进一步的，上述加工方法包括有后续骨架成型步骤：

在骨架成型工位的拉深成型模连续拉深金属片形成骨架，并包覆在第三辊筒成型模上，经第一辊筒成型模和第三辊筒成型模滚压整形并涂覆胶黏剂，与上述步骤同步进行加工，成为包含有骨架的复合塑料板；

采用专有的胶黏剂，将筋条和骨架有效粘接成为一体，并实现了同步、连续成型加工；

更进一步的，上述加工方法包括后续的面板成型和复合成型步骤：

面板成型步骤采用包括第二挤出机、第二衣架模头和压延机的面板成型工位同步挤出加工面板；

通过配置不同材料、生产线组合，实现面板功能的多样性；

复合成型步骤采用包括热刀和涂覆装置的复合成型工位，其根据面板和筋条材料的特性，开启热刀，同步加热面板和筋条表面；或者开启涂覆装置，同步在面板和筋条表面涂覆粘接剂；

通过第一压力辊和第二压力辊压紧热熔复合或者粘接形成复合塑料板；

复合塑料板定型后，经过裁边、定长切断、堆放等工步，整个生产过程连续进行。

采用热熔复合的方式，保证面板和筋条表面牢固连接，同时，针对不同塑料材料的性能，可以选择不同的胶黏剂进行面板和筋条的连接。

综上，生产过程中首先连续并一次成型复合塑料板主体，该主体可独立成为产品，分别与后续加工步骤进行同步组合生产，能够制造具有不同结构的复合塑料板。

更进一步的，上述复合塑料板的生产方法中，第二辊筒成型模、第三辊筒成型模和冷却辊筒采用恒温控制方式，其中第三辊筒成型模温控范围为15℃~25℃。根据不同材料加工工艺的要求，完成复合塑料板成型和脱模。

更进一步的，上述复合塑料板的生产方法中，第一辊筒成型模表面设有和骨架形状一致的凹坑，胶黏剂自凹坑底部出口处挤压流出并均匀涂覆于骨架外表面。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明复合塑料板实现了筋条和底板连续、一次形成，使得筋条和底板所形成的“T” 型梁强度与本体材料一致，杜绝了采用二次成型方法加工“T”型梁不能可靠连接的缺陷，同时提高生产效率。本发明中，采用骨架所形成的复合塑料板，充分发挥塑料材料重量轻、金属材料强度高的特点进行组合，达到减轻制品重量、提高强度的目的，实现以塑代钢，进行大承载结构件的设计。

附图说明                           

图1 为本发明复合塑料板的结构示意图一；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明复合塑料板的结构示意图二；

图4为本发明复合塑料板的结构示意图三；

图5为本发明复合塑料板的结构示意图四；

图6是本发明复合塑料板的成型加工方法原理及加工设备流程图。

图中：  1-第一挤出机  2-第一衣架模头  3-第一辊筒成型模   4-骨架   5-拉深成型模   6-第二挤出机   7-第二衣架模头   8-第二辊筒成型模   9-复合塑料板   10-面板   11-热刀   12-第一压力辊   13-第二压力辊   14-复合塑料板   15-第三辊筒成型模   16-涂覆装置   17-冷却辊筒   18-压延机     19-筋条  20-底板  21-筋条和底板成型工位  22-骨架成型工位  23-面板成型工位  24-复合成型工位。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图5，本发明公开一种具有筋条支撑的复合塑料板，其采用塑料材料作为基体底板20和筋条19，所述筋条19位于底板20上部，与底板20连续、一次形成，筋条19具有一定厚度和高度，纵、横交错，首尾相连，呈实心凸起状。图1和图2，筋条19、底板20成为一个整体，构成本发明的复合塑料板。其中筋条19和底板20组合如同许多小的“T”型梁，对底板20提供连续支撑，实际使用中，底板20作为承载面，在纵、横两个方向都能承受较大的拉伸和压缩载荷。筋条19形成的网格中，实体材料的体积仅为5%~30%，有效减轻了制品的重量，节约资源，降低成本。

图4中，筋条19外表面包覆有骨架4，筋条19、底板20和骨架4形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。与塑料材料相比，金属材料具有更高的拉伸和弯曲强度，与基体塑料复合后能够提高制品的承载能力，可用于制造承受弯曲的结构件。

图3中，筋条19顶部复合了面板10，筋条19、底板20和面板10形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。其中筋条19和底板20、面板10组合如同许多小的“工”型梁，对底板20和面板10提供连续支撑，相比“T”型梁，综合机械性能更优。同时，针对不同的应用要求，面板10和底板20选择不同材料组合，实现产品功能化，拓宽应用领域。

图5中，复合塑料板由筋条19、底板20、骨架4、面板10形成一个整体，构成本发明的复合塑料板。最大限度提高制品刚性、强度、抗弯能力等，达到以塑代钢、以塑代木的目的，通过选择不同材料复合，实现产品最佳的强度—重量比、最佳的刚性—重量比，提高产品性价比。

上述面板10和底板20可以采用同一塑料材料或者不同性能的塑料材料复合成型。根据不同的应用要求，选择底板20、面板10作为承载或者其他功能性要求的表面，实现最佳的加工工艺和应用。

骨架4采用金属材料铝片或者钢片。铝片、钢片具有良好的延展性，拉深加工性能优异，与塑料材料比较，金属片所形成的骨架支撑具有更高的刚性和抗弯性能。

本发明还公开上述具有筋条支撑的复合塑料板的生产方法：

实施例一：

图6所示的加工设备主要包括金属拉深模具5、第一辊筒成型模3、塑料第一挤出机1及其延伸方向同步设置的筋条和底板成型工位21、面板成型工位23、复合工位24等。

首先骨架成型工位22中的拉深成型模5冲压拉深完成骨架4的成型，拉深成型模5后部设有第一辊筒成型模3，使用送料辊筒连续将骨架4送入第三辊筒成型模15，第一辊筒成型模3与第三辊筒成型模15同步旋转，对骨架4进一步整形，同时第一辊筒成型模3对骨架4外表面涂覆专用胶黏剂，随着第三辊筒成型模15的旋转进入筋条和面板成型工位21；

筋条和面板成型工位21包括第一挤出机1、第一衣架模头2、第三辊筒成型模15等，启动第一挤出机1，将塑料熔融并经第一衣架模头2流延到水平布置的第二辊筒成型模8和第三辊筒成型模15之间的结合部，两组辊筒成型模同步旋转，调整并锁紧两组辊筒成型模，将熔融塑料压入第三辊筒成型模15的沟槽，形成筋条19，经过其外围布置的冷却辊筒17冷却定型，形成面板20。所形成的复合塑料板9脱离第三辊筒成型模15，进入后续配套的定型装置完成复合塑料板9的定型，并有牵引装置向前移动进入复合成型工位24；

开启筋条和底板成型工位21的同时，启动面板成型工位23的第二挤出机6，将塑料熔融并经第二衣架模头2进入压延机18，经压延机18同步铸压形成面板10，其后部设置有牵引装置，使面板10与复合塑料板9同步向前移动，进入复合成型工位24；

面板10和复合塑料板9到达复合成型工位24后，根据面板10和筋条19材料的特性，开启热刀11，同步加热面板10和筋条19表面或者开启涂覆装置16，同步在面板10和筋条19表面涂覆粘接剂；压紧第一压力辊12、第二压力辊13，将面板10和筋条19相邻两表面热压熔合或者粘接，最后形成复合塑料板14。复合塑料板14定型后，经过裁边、定长切断、堆放等工步，整个生产过程连续进行。

如图5所示，复合塑料板14包含有面板10、筋条19、底板20和骨架4。

实施例二：

在实施例一中， 骨架成型工位22、面板成型工位23和复合成型工位24处于非工作状态，最后形成图1所示的复合塑料板。

实施例三：

在实施例一中，骨架成型工位22处于非工作状态，最后形成图3所示的复合塑料板。

实施例四：

在实施例一中，面板成型工位23、复合成型工位24处于非工作状态，最后形成图4所示的复合塑料板。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种具有筋条支撑的复合塑料板的生产方法，采用专用的塑料板/片材挤出生产线，其特征在于：所述生产方法包括下列步骤：

在筋条和底板成型工位（21）的第一挤出机（1）、第一衣架模头（2）挤出塑料熔体，并连续、均匀流延到旋转的第三辊筒成型模（15）上；

调整第二辊筒成型模（8）与第三辊筒成型模（15）的间隙并压紧，使塑料熔体充满第三辊筒成型模（15）的沟槽；

经冷却辊筒（17）定型并脱模后即加工成为包括筋条（19）、底板（20）的复合塑料板。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：还包括后续的骨架成型步骤：

在骨架成型工位（22）的拉深成型模（5）连续拉深金属片形成骨架（4），并包覆在第三辊筒成型模（15）上，经第一辊筒成型模（3）和第三辊筒成型模（15）滚压整形并涂覆胶黏剂，与上述包括筋条（19）、底板（20）的复合塑料板同步进行加工，成为包含有骨架（4）的复合塑料板。

3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于：进一步包括后续的面板成型和复合成型步骤：

采用包括第二挤出机（6）、第二衣架模头（7）和压延机（18）的面板成型工位（23）同步挤出加工面板（10）；

采用包括热刀（11）和涂覆装置（16）的复合成型工位（24），其根据面板（10）和筋条（19）材料的特性，开启热刀（11），同步加热面板（10）和筋条（19）表面或者开启涂覆装置（16），同步在面板（10）和筋条（19）表面涂覆粘接剂；

通过第一压力辊（12）和第二压力辊（13）压紧热熔复合或者粘接形成复合塑料板（14）；

复合塑料板（14）定型后，经过裁边、定长切断、堆放工步，整个生产过程连续进行。

4. 根据权利要求1所述的复合塑料板的生产方法，其特征在于：第二辊筒成型模（8）、第三辊筒成型模（15）和冷却辊筒（17）采用恒温控制方式，其中第三辊筒成型模（15）温控范围为15℃ ~25℃。

5. 根据权利要求2所述的复合塑料板的生产方法，其特征在于：第一辊筒成型模（3）表面设有与骨架（4）形状一致的凹坑，胶黏剂自凹坑底部出口处挤压流出并均匀涂覆于骨架外表面。