CN104097374B - 一种耐磨滑板板面及加工方法 - Google Patents
一种耐磨滑板板面及加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于复合材料加工技术领域，涉及一种滑板板面及其制备方法。该滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，其中，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，聚氨酯层为5～10份片状热塑性聚氨酯。本发明得到的滑板板材，其耐水性提高，接触水后不容易发生翘曲，剥层现象。其制备方法可以完全不使用胶水，减少涂胶工序，降低加工过程中的污染；另外玻璃纤维增强热塑性复合材料制备而成滑板板面更薄，强度更高。
Description
技术领域
本发明属于复合材料加工技术领域，涉及一种滑板板面及其制备方法。
背景技术
市售的滑板以木制材料为主，加拿大枫木的优势主要在于材料质地坚硬，木材紧密，抛光性佳，强度适中，用这种木材加工出的滑板板面弹性好，强度大。但是滑手对于板面的要求是更轻，更薄，更坚固，而如果仍然在现有材料的基础上进行改进，将会导致滑板强度，弹性的弱化，所以很多商家将眼光转向能替代木材的材料上。
目前很多品牌生产光纤板面，所谓的光纤板面也就是利用玻璃纤维进行增强，其用意主要是提高滑板板面的强度和弹性。有些产品在加枫木单板夹层的第二层和第三层之间，第五层和第六层之间加入玻璃纤维，也就是衬板与横板之间加入玻璃纤维布，板面可以在纵横两个方向提高板面的强度。加入了玻璃纤维的滑板，其避震效果更好，更加耐用，辅助吸收冲击力，而且板型不会变形，可以很大程度上降低板面的重量，板面的铺层层数从9层降低至7层。另外还有滑板开发制备出厚度为9mm左右，重量仅1kg左右的光纤板面，而纯木材料厚度在11mm左右，并且重量为1.2kg，通过上述对比可以明显发现光纤板面的优势。也有部分产品利用顶层玻璃纤维加强技术，大幅增加板面的韧性和强度，但是该滑板板面在设计铺层过程中，由于顶层铺设玻璃纤维，这种设计对容易发生断裂的板面的底部没有做好增强，是设计的缺陷。
利用玻璃纤维增强滑板目前有很多专利进行了说明，如专利CN201010502650.8中提到利用玻璃纤维作为增强材料添加在竹木纤维层之间，以提高滑板板面的性能，使得到的滑板韧性好，回弹力高，强度大，抗冲压力强，不易断裂，表面光洁，耐磨等优势。CN200910045784.9中采用聚氨酯作为基体材料，玻璃纤维或火山岩纤维作为增强材料，利用反应注射成型工艺进行加工，形成滑板，其优点是，该运动滑板材料的弹性高，疲劳强度高；耐腐性高于木质胶合板，无开裂，断裂的现象。这些都说明新材料为滑板的发展带来良好的前景。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种耐磨滑板板面及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成。
所述预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为5～10份片状热塑性聚氨酯。
所述的预浸带层由玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带按照0度，90度方向，交替铺层而成，单层预浸带的厚度为0.2～0.5mm，优选0.25～0.4mm，总铺层厚度为3～10mm，优选3.75～6.8mm。
所述的玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带由包含以下重量份数的原料制成：
热塑性树脂 35～60份，
玻璃纤维 40～65份。
所述的热塑性树脂优选为45～60份；所述的玻璃纤维优选为55～40份。
所述的热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、以及基于聚乙烯的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、极低密度聚乙烯、高相对分子质量高密度聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯，以及基于聚丙烯的等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯，尼龙，聚甲醛，聚乳酸，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯。
所述的玻璃纤维为连续纤维，无捻粗纱。
所述的玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的密度为1.21～1.75g/cm3，其厚度为0.2～0.5mm，为固体薄片层状材料，其加工工艺如专利CN101856872A中所述进行加工，其加工步骤如下：将连续纤维从纱架上的连续纤维卷中引出并展开，再依次经过张力调节装置、静电消除装置、预加热装置、张力调节装置后得到预热的连续纤维带，导入交错可开合双挤出模头组进行预浸渍，将预浸渍后的连续纤维带导入浸渍压延辊组进行浸渍，然后经冷却辊压装置冷却定型，最后导入牵引卷绕装置卷绕成型，即得到连续纤维增强热塑性复合材料预浸带；其特征在于，所述预热的连续纤维带导入交错可开合双挤出模头组，该交错可开合双挤出模头组包括挤出模头、挤出模头和轨道运动装置，连续纤维带与挤出模头接触并产生与纤维带平面相垂直的渗透压力，使熔融的热塑性树脂对连续纤维带的一侧进行预浸渍，连续纤维带的另一侧与挤出模头接触并产生同样的渗透压力，使熔融的热塑性树脂对连续纤维带的另一侧进行再浸渍。所述的热塑性聚氨酯的熔点范围为160～190摄氏度，硬度为60～75d。
一种上述滑板板面的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玻璃纤维增强热塑性复合材料预浸带进行裁切，铺层；其中，玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带由35～60份热塑性树脂和40～65份玻璃纤维制成；
（2）将以5～10份以热塑性聚氨酯为原料的片状半圆，置于100份步骤（1）得到的玻璃纤维增强热塑性复合材料预浸带铺层的底面的两端；
（3）将预浸带铺层以及聚氨酯片材一起放入红外线烘箱中进行加热；然后将熔融后的聚氨酯和预浸带铺层放入冷压机中进行冷压；
（4）等冷却完成后，将得到的板材进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到滑板板面。
所述的步骤（1）中，铺层方式为按照0度，90度方向，交替铺层，单层预浸带的厚度为0.2～0.5mm，优选0.25～0.4mm，总铺层厚度为3～10mm，优选3.75～6.8mm。
所述的步骤（2）中，半圆的直径为30cm，厚度为1～3mm。
所述的步骤（3）中，加热温度大于热塑性树脂的熔融温度，此时树脂处于熔融阶段，但是树脂并不会滴落；加热温度优选为185～260摄氏度；加热时间为1～5分钟。
所述的步骤（3）的冷压压力为4～8MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）玻璃纤维作为增强材料，其排列方向可以随意选择，可以为0/90度，可以是0/45/90/135度的顺序，而且单层厚度很低，可以多次铺层，设计产品的力学性能。
（2）本发明制备玻璃纤维/热塑性树脂板材板面可以长时间存放，并且经过加热冷压，玻璃纤维基本被热塑性树脂浸渍，没有裸露在外的，可以保持材料尤其是玻璃纤维干燥，存放时间不会影响到板面的性能。
（3）利用本方法加工的滑板板材，其耐水性提高，接触水后不容易发生翘曲，剥层现象。
（4）本发明的方法采用玻璃纤维增强热塑性复合材料预浸带可以保证热塑性树脂完全浸渍天然纤维，可以保证在制备产品的过程中，产品的缺陷少，力学强度高。
（5）采用耐磨聚氨酯对板材进行贴覆，可以保证，在使用过程中，产品的耐磨性能。可在摩擦过程中，保护玻璃纤维面板。
（6）本发明中特别提出一种滑板板面的加工方法，该方法是可以利用现有的设备，稍加改造即可完成，成本低，效率高。
（7）本发明中采用的加工方法为冷压压模，产品的性能得到提高，而且得到的滑板不会因为应力集中，而发生翘曲，降低次品率。
（8）本发明中的加工方法，可以完全不使用胶水，减少涂胶工序，降低加工过程中的污染。
（9）本发明中的加工方法，所需要的其他原料更少，可以有效地降低成本，并且发明中所需材料来源不受限制。
（10）玻璃纤维增强热塑性复合材料制备而成滑板板面更薄，强度更高。
附图说明
图1（a）为本发明实施例中玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带0度方向示意图；图1（b）本发明实施例中玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带90度方向示意图。
图2（a）为本发明实施例中预浸带的铺层顺序为斜下方往上看的视图，图2（b）为本发明实施例中预浸带的前视图。
图3本发明实施例中聚氨酯片材的形状。
图4本发明实施例中滑板面板的加工流程示意图。
图5本发明实施例中滑板面板的加工成形示意图。
附图标注：
1预浸带和聚氨酯铺层，2红外加热装置，
3冷压装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步说明。
下面实施例中，如无特殊说明，所用原料的含量为重量份。
选择不同厚度的天然纤维增强热塑性复合材料预浸带的厚度不同，所以选择加工时，材料的铺层层数不同。
实施例1
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为5份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，如图1所示，其中聚丙烯35份，玻璃纤维65份，其密度为1.57g/cm3，预浸带的单层厚度为0.25mm；
取15层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13，15层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14层铺层方向为90度方向，总厚度为3.75mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为5份，其形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度为65d，置于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，加热温度为190摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为4MPa，其加工流程如图4所示，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例2
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为7份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，如图1所示，其中聚乳酸40份，玻璃纤维60份，其密度为1.54g/cm3，预浸带的单层厚度为0.4mm；
取17层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13，15，17层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14，16铺层方向为90度方向，总厚度为6.8mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为7份，形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆两个，材料的硬度为90A，置于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为200摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为6MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例3
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为8份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，如图1所示，其中聚乙烯为45份，玻璃纤维55份，其密度为1.41g/cm3，预浸带的单层厚度为0.3mm；
取19层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13，15，17，19层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14，16，18铺层方向为90度方向，总厚度为5.7mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为8份，其形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度位65d，至于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为185摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为5MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例4
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为5份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，其中对苯二甲酸乙二醇酯50份，玻璃纤维50份，其密度为1.73g/cm3，其单层厚度为0.35mm，如图1所示；
取14层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14铺层方向为90度方向，总厚度为4.9mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为5份，其形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度位65d，至于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为260摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为6MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例5
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为10份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，其中尼龙66为55份，玻璃纤维45份，其密度为1.54g/cm3，其厚度为0.28mm，如图1所示；
取14层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14铺层方向为90度方向，总铺层厚度为3.92mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为10份，形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度为65d，至于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为280摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为7MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例6
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为10份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，其中尼龙66为60份，玻璃纤维40份，其密度为1.48g/cm3，其厚度为0.35mm，如图1所示；
取15层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13，15层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14铺层方向为90度方向，总铺层厚度为5.25mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量为10份，形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度为65d，至于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带以及聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为280摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为4.5MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
实施例7
滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带铺层而成，所述聚氨酯层为7份片状热塑性聚氨酯。其制备方法包括以下步骤：
（1）取玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，其中聚丙烯为60份，玻璃纤维40份，其密度为1.21g/cm3，其单层厚度为0.35mm，如图1所示；
取19层面料进行铺层，其中1，3，5，7，9，11，13，15，17，19层铺层方向均为0度方向，2，4，6，8，10，12，14，16，18铺层方向为90度方向，总铺层厚度为6.65mm，如图2（a）和2（b）所示；
（2）取聚氨酯材料膜，其含量7份的膜，其形状为直径30cm、厚度1～3mm的半圆，材料的硬度为65d，至于铺成板的底面的两端，如图3所示；
（3）将铺层后的预浸带和聚氨酯膜放入模具进行加热，其加工流程如图4所示，加热温度为190摄氏度，加热时间为1～5min，冷压成型压力为8MPa，形成玻璃纤维增强热塑性树脂滑板的板面胚板；
（4）并将得到的胚板进行裁切，打孔，打磨，去毛边，精磨，喷漆，贴面得到所需形状的滑板板面，如图5所示。
裁切该板材成测试样条，对其力学性能，及吸水性进行测试，测试结果如表1所示。
表1
注：本发明实施例产品的拉伸强度测试标准为GBT1447-2005，弯曲强度测试标准为GBT1449-2005，吸水性测试标准为ASTMD570-2005。
从表中数据可以看出，实施例4中材料的拉伸强度和弯曲强度等性能都高于其他实施例，此处选用的是聚对苯二甲酸乙二醇酯，这个树脂基体的力学性能高于其他树脂，但紧随其后的是实施例1，该实施例中玻璃纤维的含量较高，玻璃纤维对复合材料的力学性能贡献较大，所以提高玻璃纤维的含量有利于提高材料的拉伸强度和弯曲强度等力学性能。其中实施例3的拉伸强度和弯曲强度等力学性能是最小的，这个主要是聚乙烯的力学性能相对其他实施例中的热塑性树脂相比，其力学性能最差，而且玻璃纤维含量也较小，所以其各项力学性能指标均较小。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种滑板板面，由预浸带层和聚氨酯层构成，其特征在于：
所述的预浸带层由100份玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带按照0度、90度方向交替铺层而成；所述玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带的密度为1.21～1.75g/cm3，厚度为0.2～0.5mm，总铺层厚度为3.75～6.8mm；
所述的玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带由以下重量份数的原料制成：
热塑性树脂 55～60份，
玻璃纤维 40～45份；
所述的热塑性树脂选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、极低密度聚乙烯、聚甲醛、聚乳酸或聚碳酸酯；
所述聚氨酯层为5～10份片状热塑性聚氨酯，熔点为160～190摄氏度，硬度为60～75d；
所述滑板板面的制备方法包括如下步骤：
(1)将玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带进行裁切、铺层；
(2)将以5～10份以热塑性聚氨酯为原料的片状半圆置于100份步骤(1)得到的玻璃纤维增强热塑性复合材料单向预浸带铺层的底面的两端，形成聚氨酯片材；
(3)将所述的玻璃纤维增强热塑性复合材料单向预浸带铺层以及所述聚氨酯片材无需涂胶并一起放入红外线烘箱中进行加热，然后将熔融后的聚氨酯和预浸带铺层放入冷压机中进行冷压；
(4)等冷却完成后，将得到的板材进行裁切、打孔、打磨、去毛边、精磨、喷漆、贴面得到滑板板面；
所述的步骤(3)中，加热温度大于热塑性树脂的熔融温度，此时树脂处于熔融阶段，但是树脂不滴落。
2.根据权利要求1所述的滑板板面，其特征在于：所述玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带的厚度为0.25～0.4mm。
3.根据权利要求1所述的滑板板面，其特征在于：所述的玻璃纤维为连续纤维，无捻粗纱。
4.一种权利要求1-3任一项所述的滑板板面的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带进行裁切以得到玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带，铺层；其中，玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料单向预浸带由55～60份热塑性树脂和40～45份玻璃纤维制成；
(2)将以5～10份以热塑性聚氨酯为原料的片状半圆，置于100份步骤(1)得到的玻璃纤维增强热塑性复合材料单向预浸带铺层的底面的两端，形成聚氨酯片材；
(3)将所述的玻璃纤维增强热塑性复合材料单向预浸带铺层以及所述聚氨酯片材无需涂胶并一起放入红外线烘箱中进行加热，然后将熔融后的聚氨酯和预浸带铺层放入冷压机中进行冷压；
(4)等冷却完成后，将得到的板材进行裁切、打孔、打磨、去毛边、精磨、喷漆、贴面得到滑板板面。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，半圆的直径为30cm，厚度为1～3mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，加热温度大于热塑性树脂的熔融温度，此时树脂处于熔融阶段，但是树脂不滴落；加热温度为185～260摄氏度；加热时间为1～5分钟。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)的冷压压力为4～8MPa。
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Denomination of invention: Wear-resistant sliding plate surface and processing method Effective date of registration: 20191202 Granted publication date: 20180427 Pledgee: Chuzhou economic and Technological Development Corporation Pledgor: Shanghai Jieshijie New Materials (Group) Co., Ltd. Registration number: Y2019980000815 |
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