CN103470023A - 一种纤维增强热塑性树脂建筑模板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强热塑性树脂建筑模板,该模板是由纤维增强热塑性树脂毡(1)、粘结膜(2)、复合纤维增强毡(3)和表层胶膜(4)复合而成;纤维增强热塑性树脂毡(1)位于中间,纤维增强热塑性树脂毡(1)两侧由内到外依次是粘结膜(2)、复合纤维增强毡(3)和表层胶膜(4);复合纤维增强毡(3)是由多层增强纤维毡复合而成,其中,单层增强纤维毡是三明治结构,芯层为增强纤维(5),上下表层为热塑性树脂胶膜(6)。本发明的纤维增强热塑性树脂建筑模板,具有优异的刚性与耐候性,可大幅度增加模板的使用寿命,提高周转次数,且表面耐磨、不扎手、易脱模。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工模板技术领域,尤其涉及一种纤维增强热塑性树脂建筑模板及其制备方法。
背景技术
目前,建筑工地上钢筋混凝土结构的成型大多采用木(竹)质胶合板与钢制模板。其中,钢制模板通常适用于大型的规则混凝土表面,而对于普通民用建筑,则通常采用木(竹)质胶合板。钢制模板强度高,可周转次数高,但成本高、重量大、易锈蚀,且与混凝土长期接触后难脱模;木(竹)质胶合板质轻、成本低,但吸水后易腐烂,可周转次数低,且脱模性亦不理想。
为了解决现有建筑模板所存在的问题,有人提出了以热塑性树脂复合材料来替代现有的模板,现阶段热塑性树脂复合材料型建筑模板主要有以下三种:
一,PVC类建筑模板,相关专利有CN202544390U、CN101775897A、CN102850699A等,以CN102850699A为例,该发明提供了一种用于制作建筑模板的改性PVC,添加剂包括热稳定剂、增塑剂、光稳定剂、碳酸钙等,通过双螺杆挤出后模压制得目标产物。该种模板表面光滑,并具有较大的刚性和硬度,但韧性稍显不足,冲击强度只有13 kJ/m2。此外,建筑模板的使用环境比较恶劣,需长期和混凝土接触,且在夏天使用时模板表面的温度较高,而耐候性和易老化恰是PVC无法有效解决的一个难题,因此,PVC类建筑模板的使用寿命将受到严重影响,周转次数有限;
二,低发泡类多层建筑模板,相关专利有CN202493025U、CN201241469Y等,以CN202493025U为例,该发明提供了一种三层共挤发泡增强塑料建筑模板的制备方法,即将树脂、木粉、碳酸钙、润滑剂等各种助剂在115~130°C混合后,送入冷混机中混合排出,然后输送至挤出机共挤发泡成型,最后抽真空冷却定型,得目标产物。该种模板表面光滑、脱模效果好、耐候性好,但成本高、模板整体强度有所欠缺;
三,玻纤增强热塑性树脂类建筑模板,相关专利有CN202519970U、CN102294830A、CN202519971U等,以CN102294830A为例,该发明提供了一种热塑性纤维增强建筑模板及制备方法,该模板包括面层、粘结层与芯层,其中芯层为玻纤增强热塑性树脂,粘结层为改性热塑性树脂,面层则需先通过挤出机制得双向玻纤布,随后在其表面双面淋膜,之后放入高温的热塑性树脂熔体中进行浸渍,最后冷却定型,制得面层材料。该模板耐候性好、可回收,且可周转次数高,但成本较高,制造工艺繁琐、难度高,尤其是面层材料。
综合考虑,以纤维增强热塑性树脂为芯层的建筑模板可较好满足重量、耐候性与周转次数的要求,但其刚性、表面工艺与脱模性始终是个棘手的难题,如何在不大幅度提高成本的前提下改善此类建筑模板的刚性、表面工艺与脱模性,显得尤为重要。
发明内容
针对上述几种建筑模板及制备工艺中存在的不足,本发明提供了一种高强、耐磨、易脱模的纤维增强热塑性树脂建筑模板及其制备工艺,本发明的具体技术方案如下:
本发明是一种高强、耐磨、易脱模的玻纤增强热塑性树脂建筑模板,由自下而上的表层胶膜、复合增强纤维毡、粘结膜、纤维增强热塑性树脂、粘结膜、增强纤维毡与表层胶膜复合而成。其中,复合增强纤维毡由多层增强纤维毡复合而成,单层增强纤维毡是三明治结构,芯层为增强纤维,上下表层为热塑性树脂胶膜。
本发明是一种高强、耐磨、易脱模的纤维增强热塑性树脂建筑模板的制备工艺,具体步骤如下:
(1)先将改性热塑性树脂纤维、增强纤维经开纤机开纤后,再交叉铺网,并经撒粉机撒入粉状的增强填料,随后经辊压与层叠后进行双面针刺,得纤维增强热塑性树脂毡;
(2)在复合机的履带上自下而上依次放卷热塑性树脂胶膜、撒增强纤维、放卷热塑性树脂胶膜,并在170-210℃、0.3-2MPa下进行热压复合,冷却、切割,得单层增强纤维毡,随后在复合机的履带上自下而上依次放卷4-12层增强纤维毡,传动速度为2-10 m/min,得复合增强纤维毡;
(3)纤维增强热塑性树脂毡首先通过接触式加热装置,接着在其上下方依次同时放卷粘结膜、复合纤维增强毡与4-10层表层胶膜,随后一同进入热压装置,在170-230℃、5-50MPa下进行热压复合,保压5-50s,最后进入冷压装置,实现边压边冷却,保压时间20-60s,裁切后得纤维增强热塑性树脂建筑模板。
作为进一步的改进,本发明所述的热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP、改性聚酰胺纤维PA、改性聚对苯二甲酸乙二醇纤维PET中的一种或几种改性聚合物纤维的混合物。
作为进一步的改进,本发明所述的增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或两种纤维的混合物,其中纤维的长径比500-3000。
作为进一步的改进,本发明所述的粉状增强填料为80-500目的炭黑、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、聚乙烯胶粉、聚丙烯胶粉中的一种或几种粉料的混合物。
作为进一步的改进,本发明所述的热塑性树脂胶膜为克重60-200 g/m2的聚乙烯、改性聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯、改性聚丙烯、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混(共挤)膜。
作为进一步的改进,本发明所述的粘结膜为克重15-50 g/m2的聚乙烯、改性聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯、改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、改性乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混(共挤)膜。
作为进一步的改进,本发明所述的表层胶膜为克重100- 250 g/m2的聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混(共挤)膜。其中,表层胶膜中添加了无机增强粉料及色母粒子,无机增强粉料为碳酸根、二氧化硅及滑石粉,目的是为了提高胶膜的耐磨性,色母粒子为白色、黑色、咖啡色、深灰色与灰绿色,目的是为了增强模板表面的美观性。
作为进一步的改进,本发明所述的接触式加热装置包括特氟龙带、带动特氟龙带运动的传动辊和热源,特氟龙带设有平行段,平行段是一对平行的特氟龙带,复合毡位于上下两层平行的特氟龙带带之间,边传动边加热,传动速度2-10 m/min,温度170-230℃。
作为进一步的改进,本发明所述的热压装置上下平行的两块模板、加热源以及控制模板间隙的动力装置。
作为进一步的改进,本发明所述的冷压装置包括上下平行的两块模板、冷却源以及控制模板间隙的动力装置。
作为进一步的改进,本发明所述的改性热塑性树脂纤维、增强纤维和增强填料的重量比为:20:80:5-80:20:15。
采用本发明的有益效果如下:
本发明制得的纤维增强热塑性树脂建筑模板,具有优异的刚性与耐候性,可大幅度增加模板的使用寿命,提高周转次数,且表面耐磨、不扎手、易脱模,有效地解决了玻纤增强类建筑模板存在的表面问题,在目前该领域内具有巨大的潜力。此外,本发明所提供的制备工艺简便可行,生产效率高。
附图说明
图1是本发明的纤维增强热塑性树脂建筑模板的结构示意图。
图2是单层纤维增强毡的结构示意图。
1. 纤维增强热塑性树脂毡 2. 粘结膜 3. 复合纤维增强毡 4. 表层胶膜 5. 增强纤维 6. 热塑性树脂胶膜。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
实施例1
(1) 将改性(PP纤维+PET纤维)、玻璃纤维经开纤机开纤后,再交叉铺网,其中聚合物纤维:玄武岩纤维为8:2,而PP纤维:PET纤维为3:1,玻璃纤维的长径比3000。经撒粉机撒入5份500目的滑石粉,随后经辊压与层叠后进行双面针刺,得纤维增强热塑性树脂毡;
(2) 在复合机的履带上自下而上依次放卷60g/m2的改性聚PE胶膜、撒玻璃纤维、放卷60g/m2的改性PE胶膜,并在160℃、2MPa下进行热压复合,冷却、切割,得单层增强纤维毡,随后在复合机的履带上自下而上依次放卷12层增强纤维毡,传动速度为10 m/min,得复合增强纤维毡;
(3) 纤维增强热塑性树脂毡首先通过接触式加热装置,以夹在上下两层平行的特氟龙带之间的形式边传动边加热,传动速度为2 m/min,温度控制在170℃。随后在其上下方同时、依次放卷15g/m2改性PE胶膜、复合增强纤维毡及4层250g/m2 改性PET胶膜,与纤维增强热塑性树脂毡一同进入热压装置,在170℃、50MPa下进行热压复合,保压50s。最后进入冷压装置,实现边压边冷却,保压时间20s,裁切后得纤维增强热塑性树脂建筑模板。
实施例2
(1) 将改性PP纤维、玄武岩纤维经开纤机开纤后,再交叉铺网,其中聚合物纤维:玄武岩纤维为6:4,玄武岩纤维的长径比1500。经撒粉机撒入10份200目的碳酸钙,随后经辊压与层叠后进行双面针刺,得纤维增强热塑性树脂毡;
(2) 在复合机的履带上自下而上依次放卷120 g/m2的改性PP胶膜、撒玄武岩纤维、放卷120g/m2的改性PP胶膜,并在190℃、1MPa下进行热压复合,冷却、切割,得单层增强纤维毡,随后在复合机的履带上自下而上依次放卷8层增强纤维毡,传动速度为6m/min,得复合增强纤维毡;
(3) 纤维增强热塑性树脂毡首先通过接触式加热装置,以夹在上下两层平行的特氟龙带之间的形式边传动边加热,传动速度为6 m/min,温度控制在190℃。随后在其上下方同时、依次放卷30 g/m2改性PP胶膜、复合增强纤维毡及7层150g/m2改性PE胶膜,与纤维增强热塑性树脂毡一同进入热压装置,在190℃、25 MPa下进行热压复合,保压25s。最后进入冷压装置,实现边压边冷却,保压时间40s,裁切后得纤维增强热塑性树脂建筑模板。
实施例3
(1) 将改性(PP纤维+PA纤维)、玻璃纤维经开纤机开纤后,再交叉铺网,其中聚合物纤维:玻璃纤维为5:5,而PP纤维:PA纤维为4:1,玻璃纤维的长径比500。经撒粉机撒入15份80目的高密度聚乙烯胶粉,随后经辊压与层叠后进行双面针刺,得纤维增强热塑性树脂毡;
(2) 在复合机的履带上自下而上依次放卷200g/m2的改性PP/PET共混膜、撒玻璃纤维、放卷200g/m2的改性PP/PET共混膜,并在210℃、0.3 MPa下进行热压复合,冷却、切割,得单层增强纤维毡,随后在复合机的履带上自下而上依次放卷4层增强纤维毡,传动速度为2 m/min,得复合增强纤维毡;
(3) 纤维增强热塑性树脂毡首先通过接触式加热装置,以夹在上下两层平行的特氟龙带之间的形式边传动边加热,传动速度为10 m/min,温度控制在230℃。随后在其上下方同时、依次放卷50g/m2改性EVA胶膜、复合增强纤维毡及10层100 g/m2改性PP胶膜,与纤维增强热塑性树脂毡一同进入热压装置,在230℃、5MPa下进行热压复合,保压5s。最后进入冷压装置,实现边压边冷却,保压时间60s,裁切后得纤维增强热塑性树脂建筑模板。
实施例4
对采用本发明制备的12 kg/m2的纤维增强热塑性树脂建筑模板,进行了静曲实验、冲击实验、抗霉菌实验、耐磨性能及脱模性能测试,同时对市场购买的相同克重的木胶合板亦进行各项检测,将所得数据对比后列于表1:
在弯曲实验中,样品尺寸为310 mm×50 mm×13 mm,在冲击实验中,样品尺寸为300 mm×20 mm×13 mm。
表1本发明产品的性能
本发明产品 | 木胶合板 | |
厚度 (mm) | 13 | 13 |
弯曲强度 (MPa) | 98 | 35 |
弹性模量 (MPa) | 8200 | 3400 |
冲击强度 (kJ/m2) | 76 | 45 |
抗划伤 | 良好 | 一般 |
脱模性 | 自脱模 | 借助脱模剂 |
从表1我们可以看出本发明的纤维增强热塑性树脂建筑模板具有良好的弯曲强度、弹性、冲击强度和抗划伤性、脱模性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种纤维增强热塑性树脂建筑模板,其特征在于:该模板是由纤维增强热塑性树脂毡(1)、粘结膜(2)、复合纤维增强毡(3)和表层胶膜(4)复合而成;纤维增强热塑性树脂毡(1)位于中间,纤维增强热塑性树脂毡(1)两侧由内到外依次是粘结膜(2)、复合纤维增强毡(3)和表层胶膜(4);复合纤维增强毡(3)是由多层增强纤维毡复合而成,其中,单层增强纤维毡是三明治结构,芯层为增强纤维(5),上下表层为热塑性树脂胶膜(6)。
2.如权利要求1所述的建筑模板,其特征在于: 纤维增强热塑性树脂毡(1)是由改性热塑性树脂纤维、增强纤维和增强填料制成,改性热塑性树脂纤维、增强纤维和增强填料的重量比为:。
3.如权利要求1所述的建筑模板,其特征在于: 粘结膜(2)为聚乙烯、改性聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯、改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、改性乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混膜,粘结膜(2)的克重为15-50g/m2。
4.如权利要求1所述的建筑模板,其特征在于: 表层胶膜(4)为聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混膜;
其中,表层胶膜(4)中添加了无机增强粉料及色母粒子,无机增强粉料为碳酸根、二氧化硅及滑石粉,色母粒子为白色、黑色、咖啡色、深灰色与灰绿色,表层胶膜(4)的克重为100-250g/m2。
5.如权利要求1或2所述的建筑模板,其特征在于: 增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或两种纤维的混合物,其中纤维的长径比500-3000。
6.如权利要求1所述的建筑模板,其特征在于: 热塑性树脂胶膜(7)为聚乙烯、改性聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚丙烯、改性聚丙烯、改性聚酯、改性尼龙热熔胶膜中的一种胶膜或几种的共混膜,热塑性树脂胶膜(7)的克重为60-200 g/m2。
7.如权利要求2所述的建筑模板,其特征在于: 改性热塑性树脂纤维为改性聚丙烯纤维PP、改性聚酰胺纤维PA、改性聚对苯二甲酸乙二醇纤维PET中的一种或几种改性聚合物纤维的混合物。
8.如权利要求2所述的建筑模板,其特征在于: 增强填料为炭黑、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、聚乙烯胶粉、聚丙烯胶粉中的一种或几种粉料的混合物,增强填料的粒径为80-500目。
9.一种制备如权利要1-8任一项所述的建筑模板的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
(a)先将改性热塑性树脂纤维、增强纤维经开纤机开纤后,再交叉铺网,并经撒粉机撒入粉状的增强填料,随后经辊压与层叠后进行双面针刺,得纤维增强热塑性树脂毡(1);
(b)在复合机的履带上自下而上依次放卷热塑性树脂胶膜(6)、撒增强纤维(5)、放卷热塑性树脂胶膜(6),并在170-210℃、0.3-2MPa下进行热压复合,冷却、切割,得单层增强纤维毡,随后在复合机的履带上自下而上依次放卷4-12层增强纤维毡,传动速度为2-10 m/min,得复合增强纤维毡(3);
(c)纤维增强热塑性树脂毡(1)首先通过接触式加热装置,接着在其上下方依次同时放卷粘结膜(2)、复合纤维增强毡(3)与4-10层表层胶膜(4),随后一同进入热压装置,在170-230℃、5-50MPa下进行热压复合,保压5-50s,最后进入冷压装置,实现边压边冷却,保压时间20-60s,裁切后得纤维增强热塑性树脂建筑模板。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于:所述的接触式加热装置包括特氟龙带、带动特氟龙带运动的传动辊和热源,特氟龙带设有平行段,平行段是一对平行的特氟龙带,复合毡位于上下两层平行的特氟龙带带之间,边传动边加热,传动速度2-10m/min,温度170-230℃;所述的热压装置上下平行的两块模板、加热源以及控制模板间隙的动力装置;所述的冷压装置包括上下平行的两块模板、冷却源以及控制模板间隙的动力装置。
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150930 Termination date: 20210926 |