CN103522674A - 一种连续玻纤增强复合材料车厢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续玻纤增强复合材料车厢板及其制备方法，该车厢板包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜、连续玻纤增强聚丙烯板、胶合板、连续玻纤增强聚丙烯板、聚乙烯保护膜。该方法包括以下步骤：(1)覆膜：在压机上从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层连续玻纤增强聚丙烯板、1层聚乙烯保护膜、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，经预热、热压、冷压过程后，除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；(2)涂胶：在胶合板上下两面分别通过胶水粘合步骤(1)得到的覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；(3)冷压：将复合后的板材放到压机上，在1-5MPa的压力下，冷压6-12小时即制成产品。与现有技术相比，本发明具有韧性好，强度高，弹性模量高，可回收利用，环保无污染等优点。

Description

一种连续玻纤增强复合材料车厢板及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，尤其是涉及一种连续玻纤增强复合材料车厢板及其制备方法。

背景技术

现有的车厢板主要使用的材料有两种：一种是金属材料，如钢铁，铝材料，另一种是玻璃钢夹心材料。但是这两种材料都存在明显的缺点。金属材质的车厢板一般采用凹凸筋作为厢板，需打磨和喷漆处理，工艺复杂，劳动强度大，工作效率低；在使用过程中易生锈腐蚀、喷漆易脱落，冲击后易变形难恢复，厢板较重。玻璃钢夹心材料的车厢板一般是采用玻璃钢夹心胶合板或其其它轻质板材，其玻璃钢为玻纤增强热固性树脂，该材料机械化生产周期长，生产过程中产生有毒物质，刚性不足，容易变形，且不可回收；

玻璃纤维增强热塑树脂复合材料具有机械化生产周期短，质量轻，可设计自由度大，韧性较好，不易变形，耐腐蚀性较好，易回收利用，环保无污染等特点，用其加工成车厢板将具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种韧性好，强度高，弹性模量高，机械加工周期短，可回收利用，环保无污染的连续玻纤增强复合材料车厢板及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种连续玻纤增强复合材料车厢板，其特征在于，该车厢板包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜、连续玻纤增强聚丙烯板、胶合板、连续玻纤增强聚丙烯板、聚乙烯保护膜。

所述的聚乙烯保护膜为市售耐候聚乙烯流延膜，厚度为0.10-0.30mm。

所述的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，厚度为1-5mm，玻纤含量为45％-60％。

所述的胶合板为市售的普通胶合板，材质包括杨木、松木或桉木，厚度为8-20mm。

一种连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)覆膜

在压机上从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层连续玻纤增强聚丙烯板(为单面覆无纺布的结构板材，其覆无纺布的一面朝下)、1层聚乙烯保护膜、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，先在160-180℃下预热7-15分钟，再在160-180℃、2-7MPa下热压1-4分钟，最后在2-7MPa的压力下冷压20-40分钟；除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，可得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；

(2)涂胶

在胶合板上下两面分别通过胶水粘合步骤(1)得到的覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；

(3)冷压

将复合后的板材放到压机上，在1-5MPa的压力下，冷压6-12小时即制成连续玻纤增强复合材料车厢板。

步骤(1)所述的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，该结构板材覆无纺布的一面朝下；所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜是为了将板材和压机面板分开利于脱模；所述的热压过程中排气1-2次。

步骤(2)所述的胶合板与覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面粘结，具体为：将胶水用刮刀均匀的涂到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面上，涂完胶后将胶合板铺在上面，再在胶合板无胶的一面进行涂胶，涂完胶后再将覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面粘接到胶合板的涂胶面上。

步骤(2)所述的胶水为聚氨酯双组份胶，主剂为异氰酸酯，固化剂为多元醇化合物，主剂和固化剂重量配比为5∶1，施胶量为250-400g/m²。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：(1)本发明采用连续玻纤增强聚丙烯材料为车厢板的面板，与玻璃钢材质相比具有韧性好，强度高，弹性模量高，机械加工周期短，可回收利用，环保无污染等优点。(2)本发明的车厢板结构合理，设计自由度大，重量轻，加工成本低，耐磨，抗雨蚀是理想的车厢板材，具有很好的市场前景和应用价值。

附图说明

图1为本发明所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的结构示意图；

其中1为聚乙烯保护层、2为连续玻纤增强聚丙烯板、3为胶合板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，本发明为一种玻纤增强聚丙烯与胶合板复合车厢板，其包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜1、连续玻纤增强聚丙烯板2、胶合板3、连续玻纤增强聚丙烯板2、聚乙烯保护膜1。选择的聚乙烯保护膜为市场上售的耐候聚乙烯流延膜，厚度为0.18mm；选择的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，厚度为1.5mm，玻纤含量为50％；选择的胶合板为市场上售的普通杨木胶合板，厚度为14mm。工艺步骤：

(1)覆膜

将要覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板2放到压机上，其从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层1.5mm厚的连续玻纤增强聚丙烯板2(即单面覆无纺布结构板材，无纺布面朝下)、2层0.18mm厚的聚乙烯膜1、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。其中聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的使用是为了将板材和压机面板分开利于脱模。先在170℃下预热10分钟，再在170℃、6MPa下热压2分钟(其中排1次气)，最后在6MPa的压力下冷压30分钟。除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，即可得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板。

(2)涂胶

将聚氨酯双组份胶(主剂为异氰酸酯，固化剂为多元醇化合物，主剂和固化剂重量配比为5∶1)按比例配好胶后用锯齿形刮刀将其均匀的涂到步骤(1)的得到的单面覆聚乙烯膜的连续玻纤增强聚丙烯板无纺布面上，施胶量为300g/m2，涂完胶后将14mm厚的杨木胶合板3铺在上面，再在胶合板板进行涂胶，施胶量依然为300g/m2，涂完胶后再将步骤(1)的得到的单面覆聚乙烯膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面粘接到胶合板的涂胶面上。

(3)冷压

将步骤(2)复合后的板材放到压机上，在2MPa的压力下，冷压8小时即制成连续玻纤增强复合材料车厢板。

实施例2

如图1所示，本发明为一种玻纤增强聚丙烯与胶合板复合车厢板，其包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜1、连续玻纤增强聚丙烯板2、胶合板3、连续玻纤增强聚丙烯板2、聚乙烯保护膜1。选择的聚乙烯保护膜为市场上售的耐候聚乙烯流延膜，厚度为0.1mm；选择的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，厚度为1mm，玻纤含量为45％；选择的胶合板为市场上售的普通松木胶合板，厚度为8mm。工艺步骤：

(1)覆膜

将要覆膜的单面覆无纺布结构板材放到压机上，其从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层1mm厚的单面覆无纺布结构板材(无纺布面朝下)、2层0.1mm厚的聚乙烯膜、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。其中聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的使用是为了将板材和压机面板分开利于脱模。先在160℃下预热7分钟，再在160℃、2MPa下热压1分钟(其中排1次气)，最后在2MPa的压力下冷压20分钟。除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，即可得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板。

(2)涂胶

将聚氨酯双组份胶(主剂为异氰酸酯，固化剂为多元醇化合物，主剂和固化剂重量配比为5∶1)按比例配好胶后用锯齿形刮刀将其均匀的涂到单面覆膜的结构板材无纺布面上，施胶量为250g/m2，涂完胶后将8mm厚的松木胶合板铺在上面，再在胶合板板进行涂胶，施胶量依然为250g/m2，涂完胶后再将单面覆膜的结构板材的无纺布面粘接到胶合板的涂胶面上。

(3)冷压

将复合后的板材放到压机上，在1MPa的压力下，冷压6小时即制成连续玻纤增强复合材料车厢板。

实施例3

如图1所示，本发明为一种玻纤增强聚丙烯与胶合板复合车厢板，其包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜1、连续玻纤增强聚丙烯板2、胶合板3、连续玻纤增强聚丙烯板2、聚乙烯保护膜1。选择的聚乙烯保护膜为市场上售的耐候聚乙烯流延膜，厚度为0.3mm；选择的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，厚度为5mm，玻纤含量为60％；选择的胶合板为市场上售的普通桉木胶合板，厚度为20mm。工艺步骤：

(1)覆膜

将要覆膜的结构板材放到压机上，其从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层5mm厚的单面覆无纺布结构板材(无纺布面朝下)、2层0.3mm厚的聚乙烯膜、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。其中聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的使用是为了将板材和压机面板分开利于脱模。先在180℃下预热15分钟，再在180℃、7MPa下热压4分钟(其中排2次气)，最后在7MPa的压力下冷压40分钟。除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，即可得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板。

(2)涂胶

将聚氨酯双组份胶(主剂为异氰酸酯，固化剂为多元醇化合物，主剂和固化剂重量配比为5∶1)按比例配好胶后用锯齿形刮刀将其均匀的涂到单面覆膜的结构板材无纺布面上，施胶量为400g/m2，涂完胶后将20mm厚的桉木胶合板铺在上面，再在胶合板板进行涂胶，施胶量依然为400g/m2，涂完胶后再将单面覆膜的结构板材的无纺布面粘接到胶合板的涂胶面上。

(3)冷压

将复合后的板材放到压机上，在5MPa的压力下，冷压12小时即制成连续玻纤增强复合材料车厢板。

按照相关国家标准对所述的连续玻纤增强聚丙烯材料及玻纤增强树脂与胶合板复合车厢板进行测试，其测试结果如下表所示：

TPAC系列连续玻纤增强聚丙烯的基本性能

连续玻纤增强复合材料车厢板的基本性能：

从以上表中数据可以看出连续玻纤增强复合材料车厢板的物理机械性能完全达到了车厢板的使用要求。

Claims (9)

1.一种连续玻纤增强复合材料车厢板，其特征在于，该车厢板包括五层结构，从上到下依次为聚乙烯保护膜、连续玻纤增强聚丙烯板、胶合板、连续玻纤增强聚丙烯板、聚乙烯保护膜。

2.根据权利要求1所述的一种连续玻纤增强复合材料车厢板，其特征在于，所述的聚乙烯保护膜为市售耐候聚乙烯流延膜，厚度为0.10-0.30mm。

3.根据权利要求1所述的一种连续玻纤增强复合材料车厢板，其特征在于，所述的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，厚度为1-5mm，玻纤含量为45％-60％。

4.根据权利要求1所述的一种连续玻纤增强复合材料车厢板，其特征在于，所述的胶合板为市售的普通胶合板，材质包括杨木、松木或桉木，厚度为8-20mm。

5.一种如权利要求1所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)覆膜

在压机上从下到上依次铺放1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、1层连续玻纤增强聚丙烯板、1层聚乙烯保护膜、1层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，先在160-180℃下预热7-15分钟，再在160-180℃、2-7MPa下热压1-4分钟，最后在2-7MPa的压力下冷压20-40分钟；除去上下表面的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，得到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；

(2)涂胶

在胶合板上下两面分别通过胶水粘合步骤(1)得到的覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板；

(3)冷压

将复合后的板材放到压机上，在1-5MPa的压力下，冷压6-12小时即制成连续玻纤增强复合材料车厢板。

6.根据权利要求5所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的连续玻纤增强聚丙烯板为辽宁辽杰科技有限公司生产的单面覆无纺布TPAC系列结构板材，该结构板材覆无纺布的一面朝下；所述的热压过程中排气1-2次。

7.根据权利要求5所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的胶合板与覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面粘结，具体为：将胶水用刮刀均匀的涂到覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面上，涂完胶后将胶合板铺在上面，再在胶合板无胶的一面进行涂胶，涂完胶后再将覆膜的连续玻纤增强聚丙烯板的无纺布面粘接到胶合板的涂胶面上。

8.根据权利要求5或7所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的胶水为聚氨酯双组份胶，施胶量为250-400g/m²。

9.根据权利要求8所述的连续玻纤增强复合材料车厢板的制备方法，其特征在于，所述的聚氨酯双组份胶包括主剂和固化剂，主剂为异氰酸酯，固化剂为多元醇化合物，主剂和固化剂重量配比为5∶1。

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