CN103770389B - 玻璃纤维增强复合纸栈板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强复合纸栈板及其制备方法。其在纸栈板基础上，经胶黏剂、层压工艺，与玻璃纤维紧密粘结，改善了纸栈板的力学性能，且产品质量轻、成本低廉、制备工艺简单规范，应用范围广泛。

Description

玻璃纤维增强复合纸栈板及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及玻璃纤维增强复合纸栈板及其制备方法。
背景技术
栈板是用于堆放和转运货物的一种承载体，其可提高货物搬运和存储的便利，是现代工商业生产、运输、储存及包装中的一种重要工具。栈板的种类主要有木质的、塑料的、金属的等，这些栈板承重力强，耐用结实，但存在不环保、难降解，或者造价成本高，质量重，不易运输存储等问题，为此纸栈板应运而生，其总体结构变化不大，一般是做成带支脚的具有蜂窝状结构的纸栈板，该栈板采用纸质材料代替木质材料，具有重量轻、易降解回收、平整光滑、减震、缓冲、造价低、环保等优点，因而被广泛使用。
也正因为纸栈板为纸质材料，其力学性能不佳，承载力不如木质栈板和金属栈板，且其加工工艺粗糙不规范，不适宜工业化推广。
发明内容
本发明旨在解决现有技术存在的上述不足，目的是提供一种力学性能优良，使用寿命长的玻璃纤维增强复合纸栈板。
本发明的另一目的是提供一种玻璃纤维增强复合纸栈板的制备方法，其工艺简单规范，便于工业化推广。
实现上述目的的技术方案是：
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂80-120份、三乙烯四胺7-11份、邻苯二甲酸二丁酯8-15份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5-1.5份、碳酸钙3-6份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配制：将E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用。
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于160-180℃干燥处理40-60min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用。
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为1.2-2.4mm，涂胶量为300-400g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为6-8Mpa，预压时间为15-25s，层压压力为5-11Mpa、层压温度为35-95℃，层压时间为850-950s，放气次数为3次。
本发明在普通纸栈板基础上，采用中碱玻璃纤维作为增强材料，通过复合配制的胶黏剂粘结，经层压成型设备制备出一种力学性能优良的玻璃纤维增强复合纸栈板，其具有良好的弯曲性能、冲击强度，可满足使用需要，其可回收利用符合绿色环保要求，且其工艺简单规范易推广，具有很大的发展空间和市场价值。
具体实施例
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1：
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂100份、三乙烯四胺10份、邻苯二甲酸二丁酯12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.9份、碳酸钙4份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：将E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于170℃干燥处理50min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为2.0mm，涂胶量为350g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为7Mpa，预压时间为20s，层压压力为9Mpa、层压温度为80℃，层压时间为900s，放气次数为3次。
实施例2
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：环氧树脂80份、三乙烯四胺7份、邻苯二甲酸二丁酯8份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5份、碳酸钙3份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：E-51将环氧树脂、三乙烯四胺、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于160℃干燥处理40min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为1.6mm，涂胶量为300g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为6Mpa，预压时间为15s，层压压力为5Mpa、层压温度为35℃，层压时间为850s，放气次数为3次。
实施例3
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂120份、三乙烯四胺11份、邻苯二甲酸二丁酯15份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份、碳酸钙6份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：将E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于180℃干燥处理60min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为2.4mm，涂胶量为400g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为8Mpa，预压时间为25s，层压压力为11Mpa、层压温度为95℃，层压时间为950s，放气次数为3次。
实施例4
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂70份、三乙烯四胺6份、邻苯二甲酸二丁酯7份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.3份、碳酸钙4份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：将环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于150℃干燥处理30min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为1.5mm，涂胶量为280g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为5.5Mpa，预压时间为12s，层压压力为5Mpa、层压温度为35℃，层压时间为750s，放气次数为2次。
实施例5
玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
其中，E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙为胶黏剂；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂130份、三乙烯四胺13份、邻苯二甲酸二丁酯17份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷1.8份、碳酸钙7份；
将上述各组分制成本发明玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：将E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于185℃干燥处理60min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为2.5mm，涂胶量为420g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为9Mpa，预压时间为30s，层压压力为12Mpa、层压温度为95℃，层压时间为980s，放气次数为4次。
对比例1：
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂100份、三乙烯四胺9份、邻苯二甲酸二丁酯12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.9份；
其余同实施例1。
试验例
玻璃纤维增强复合纸栈板的力学性能测试
1、弯曲性能测试
在CMT4000型电子万能拉力试验机上进行弯曲性能测试，分别取实施例1-5、对比例1制备的成品、对照组进行测试，其中对照组由普通四层纸栈板制得，各层纸栈板间涂有实施例1所述的胶黏剂，输入样品尺寸等相关参数，装夹样品开始自动实验，测试结果见表1：
表1 弯曲强度比较
测试组 对照组 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
弯曲强度（Mpa） 32.15 67.26 67.19 67.21 62.85 63.04 57.49
由上述结果可知：实施例1-5相较对照组，弯曲强度都有显著的提高，但是其中实施例1-3优于实施例4-5，且实施例1最优。可见不同的胶黏剂配比，不同的层压温度、层压压力、层压时间等工艺参数，对产品的弯曲强度有一定程度的影响，制备产品时，需根据实际生产需要，选定合理的工艺参数和配方。而对比例1组只是因为胶黏剂配方不同，也在一定程度上影响了产品的弯曲强度。可见各因素之间是相互影响作用的，只有选取合理的胶黏剂配方和用量，选取合理的工艺和纸栈板增加物，方可使产品性能得以提升。
2、冲击性能测试
在XJJD-5型电子简支梁冲击试验机上进行冲击性能测试，分别取实施例1-5、对比例1制备的成品、普通纸栈板（作为对照组）进行测试，输入样品尺寸等相关参数，装夹样品开始自动实验，测试结果见表2：
表2 冲击强度比较
测试组 对照组 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1
冲击强度（KJ/m2） 42.24 84.13 84.01 84.07 74.52 76.36 67.92
由上表可知：实施例1-5制备的成品冲击强度显著强于对照组的普通纸栈板，对比例1组相较实施例组冲击强度还是较弱，且实施例1效果最优。可见只有合理的工艺方法、工艺参数及原料配比才能生产出性能优良的产品，各因素相辅相成，任意改变其一都可能改变产品的性能。

Claims (1)

1.玻璃纤维增强复合纸栈板的制备方法，其特征在于：玻璃纤维增强复合纸栈板，包括下述组分：纸栈板、E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙、中碱玻璃纤维；
用于制备玻璃纤维增强复合纸栈板的胶黏剂，由下述重量配比的原料制成：E-51环氧树脂100份、三乙烯四胺10份、邻苯二甲酸二丁酯12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.9份、碳酸钙4份；
将上述各组分制成所述玻璃纤维增强复合纸栈板的生产方法是：
胶黏剂的配置：将E-51环氧树脂、三乙烯四胺、邻苯二甲酸二丁酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钙按配比混合均匀，即得胶黏剂备用；
其中碱玻璃纤维预处理：将中碱玻璃纤维放置于烘箱中，于170℃干燥处理50min，除去玻璃纤维表面的浸润剂，取出冷却后，即得预处理后的中碱玻璃纤维备用；
初步成型工艺：在表面洁净的纸栈板上涂刷胶黏剂，再在其上平铺一层预处理后的中碱玻璃纤维，用玻璃棒压挤预处理后的中碱玻璃纤维，使其均匀浸胶并排除气泡，再涂刷胶黏剂，平铺一层纸栈板后再涂刷胶黏剂，再铺贴第二层预处理后的中碱玻璃纤维，反复上述过程，直至铺贴了三层预处理后的中碱玻璃纤维和四层纸栈板，即得初成型的复合纸栈板备用；其中纸栈板厚度为2.0mm，涂胶量为350g/m2；
层压成型工艺：将初成型的复合纸栈板置于动压力成型机上进行层压成型得成品，其中预压压力为7Mpa，预压时间为20s，层压压力为9Mpa、层压温度为80℃，层压时间为900s，放气次数为3次。
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