CN104453214A

CN104453214A - 一种建筑模板用层合板及其制造方法

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Publication number: CN104453214A
Application number: CN201310422446.9A
Authority: CN
Inventors: 杨桂生; 康楠; 韩雪
Original assignee: LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种层合板及其制备方法。从上到下依次包括面层、芯层和底层，其中所述的面层和/或底层为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，所述的面层或底层的无纺布与芯层通过胶层粘接。本发明制备的建筑模板，充分发挥了纤维增强热塑性板材耐磨、耐酸碱、防水、高模量、高强度等特性，在各方面满足建筑模板的各项机械、物理技术要求。另外，所述维增强热塑性板材为连续纤维增强热塑性预浸料与短纤增强热塑性预浸料回料通过加热在其表面附着一层无纺布，形成的面材，使得复合材料的回收的利用率提高，从而降低了板材的价格。

Description

一种建筑模板用层合板及其制造方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种建筑模板用层合板及其制备方法。

背景技术

现在建筑施工当中采用的模板一般为钢模、木模、竹模、塑料模板。钢模虽然坚固，重复次数多，但成本高、重量大、幅面窄、拼缝多，施工运输不方便，易生锈，需要进行防腐处理，维护费用高；竹、木模重量轻、幅面宽、拼缝少，但其强度相对较低，不防水，易霉变腐烂，重复使用次数少，且大量消耗绿色资源。为解决这些问题，也有采用塑料制造模板的，它重量轻，不沾混凝土，可重复使用次数多，但其缺点是刚性不好，易变形；同时，直接注塑成型后组装的模板也存在韧性不足，高空作业时容易破损的缺点。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种新型建筑模板用层合板及其制造方法。

该层合板能够满足承载强度，增加使用次数，防水防霉等要求的建筑模板，将纤维增强的热塑性板材与普通木材进行复合，经过科学的结构设计与独特的加工方法，得到一种建筑模板使用要求的层合板，替代传统的钢模板，木质模板和塑料模板。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种层合板，从上到下依次包括面层、芯层和底层，其中所述的面层和/或底层为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，所述的面层或底层的无纺布与芯层通过胶层粘接。

优选的，所述维增强热塑性板材为连续纤维增强热塑性预浸料与短纤增强热塑性预浸料回料铺放而成。

所述层合板面层和底层厚度为1-2mm，胶层厚度为0.2-0.4mm，芯层厚度为10-18mm。

所述的芯层材料选自普通速生木材单板、木质刨花板或密度纤维板中的一种或一种以上，含水率≤8%。

所述的胶层用胶为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺，优选酚醛树脂，涂胶量为200-500g/㎡。

优选的，所述胶层中加入四氟硼季铵盐防虫剂，加入量为4.9～7.2g/m²。

所述的纤维增强热塑性板材的拉伸强度为250-270MP，拉伸模量为16-20GP，弯曲强度为270-300MP，弯曲模量为12-15GP。面层和底层为纤维增强热塑性板材的承力层。

所述无纺布为涤纶无纺布。

所述的纤维选自无机纤维，优选为玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维等无机纤维中的一种或一种以上，进一步优选低成本的玻璃纤维或玄武岩纤维，更优选玻璃纤维。

所述的纤维增强热塑性板材中的树脂基体选自聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、热塑性聚酯（聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯）、聚酰胺（PA6、PA66等）、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）等中的一种或一种以上。

所述的纤维增强的热塑性板材具有重量轻、比强度、比模量高，耐腐蚀、耐水性、耐磨擦性好；对多种酸、碱呈惰性，抗冲击，致断应变值高；设计灵活性好，可选择适当的纤维种类、纤维含量和纤维取向来满足具体用途的要求。

根据复合材料力学理论，对称层合板在受到垂直板面的外加载荷时，弯曲应力主要由靠近表层的材料承担，各单层材料对弹性模量的贡献与它们本身的弹性模量和它们中心面（1/2厚度处）距离的三次方成正比，即弹性模量大的单层材料距离材料中心面愈远，发挥的作用愈大，同时，层合板中心面附近则承受着最大的剪切应力。因此，将强度大、硬度高、韧性好的纤维增强的热塑性薄板作面层；将木材单板，木质刨花板，密度纤维板，经涂胶，组胚后热压复合。即可得到密度、强度、弹性模量和表面质量等各项性能指标均达到标准的复合建筑模板。

一种上述层合板的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材：

通过纱架将纤维铺展开，与挤出熔融的热塑性树脂复合，再经过滚压后，得到连续纤维增强热塑性的预浸带，连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料经铺放后，在其表面放置一层无纺布，然后在热塑性树脂的熔融温度、2～4MPa的条件下，将预浸带热压成板材，热压20～30分钟后冷压30～40分钟，即得到单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材；

（2）以步骤（1）制得的单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材为面层或底层、面层或底层以纤维增强热塑性板材的无纺布为介质通过涂胶与芯层进行连接，热压，然后分段降压、排气、卸压，或向热压板内通冷水，待热压板冷却后卸压。

所述步骤（1）中连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的铺放方式为上下面为连续纤维增强热塑性预浸带，中间芯为短纤增强热塑性回料，连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比优选为1:2。所述的步骤（2）中，热压温度为135～145℃，压力为1.5～3.0MPa，保持时间为10～50分钟。

本发明具有以下有益效果：

本发明的复合建筑模板可设计性强，能够根据实际的需求合理的选择面层和芯材的厚度和密度，以达到最佳的经济效果，同时可以通过边角料和回收料的再利用，提高材料的利用率，降低板材的价格。底板的面层是纤维增强的热塑性树脂材料，具有很好的耐磨性、耐腐蚀性，并且不吸水、容易清洗，对比于竹木模板，本发明的建筑模板使用寿命大大提高，且免除了表面覆胶膜的工序，对环境保护有利。另外，热塑性板材不生腐蚀、不生菌，不会存在虫蛀的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的层合板的示意图。

附图标注：

1面层， 2胶层，

3芯层， 4胶层，

5底层。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

下列各实施例中，纤维增强热塑性板材的拉伸强度为250-270MP，拉伸模量为16-20GP，弯曲强度为270-300MP，弯曲模量为12-15GP。

下列实施例中的防虫剂为四氟硼季铵盐类木材防腐防虫剂，其使用量范围为4.9～7.2g/m²。

实施例1

一种层合板，如图1所示，从上到下依次为面层1、芯层3和底层5，其中面层、底层分别为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，面层1的无纺布与芯层3通过胶层2粘接；底层5的无纺布与芯层3通过胶层4粘结；其中，层合板面层和底层厚度为1mm，胶层厚度为0.2mm，芯层厚度为10mm。

其制备方法，包括如下步骤：

1.制备单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材

通过纱架将连续玻璃纤维铺展开，与挤出熔融的聚丙烯树脂复合，再经过滚压后，得到连续纤维增强聚丙烯的预浸带，连续纤维增强聚丙烯预浸带与玻纤增强聚丙烯回料经过铺放后，在其表面放置一层涤纶无纺布，然后在170～180℃、2～4MPa的条件下，将预浸带热压成板材，热压20～30分钟后冷压30～40分钟，即得到作为面层或底层的单面覆无纺布的连续玻纤增强的聚丙烯板材；其中所述连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比为1:2；

2.将杨木做成木质刨花板，定厚砂光后作为芯层；

3.将含水量≤8%、厚度为1.7～2.0mm的杨木单板双面涂上酚醛树脂胶（胶中加入四氟硼季铵盐防虫剂，使用量为4.9g/m²），涂胶量300～400g/m²，陈化或低温干燥；

4.以连续玻纤增强的聚丙烯板为面层、底层，木质刨花板为芯层、上下各2层纵向杨木单板铺设与两者之间进行组胚，热塑性板材与杨木单板之间以无纺布为介质通过涂胶进行连接，在温度为135～145℃，压力为1.5～3.0MPa的条件下进行热压，保持10～18分钟，然后分段降压、排气、卸压，或向热压板内通冷水，待热压板冷却到一定温度后卸压。

经常规后期加工后，即可得到成品的建筑模板，可以达到顺纹静曲强度≥70MPa，横纹静曲强度≥50MPa；顺纹弹性模量≥7000MPa，横纹弹性模量≥4000MPa的物理力学性能。

实施例2

一种层合板，如图1所示，从上到下依次为面层1、芯层3和底层5，其中面层、底层分别为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，面层1的无纺布与芯层3通过胶层2粘接；底层5的无纺布与芯层3通过胶层4粘结。其中，层合板面层和底层厚度为1mm，胶层厚度为0.2mm，芯层厚度为16mm；

其制备方法，包括如下步骤：

1.制备用作面层、底层的单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材

通过纱架将连续玻璃纤维铺展开，与挤出熔融的聚酰胺树脂复合，再经过滚压后，得到连续纤维增强聚酰胺的预浸带，连续纤维增强聚酰胺预浸带短纤增强热聚酰胺回料经铺放后，在其上下表面放置一层无纺布，然后在230～240℃、2～4MPa的条件下，将预浸带热压成板材，热压20～30分钟后冷压30～40分钟，即得到作为面层或底层的单面覆无纺布的连续玻纤增强的聚酰胺板材；其中所述连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比为1:2；

2.将含水量≤8%、厚度为1.7～2.0mm左右的杨木单板双面涂上酚醛树脂（胶中加入四氟硼季铵盐防虫剂，使用量为6g/m²），涂胶量300～400g/m²，陈化或低温干燥；

3.以连续玻纤增强的聚酰胺板为面层、底层，木质刨花板为芯层、上下各2层纵向杨木单板铺设与两者之间进行组胚，热塑性板材与杨木单板之间以无纺布为介质通过涂胶进行连接，在温度为135～145℃，压力为1.5～3.0MPa的条件下进行热压，保持10～18分钟，然后分段降压、排气、卸压，或向热压板内通冷水，待热压板冷却到一定温度后卸压。

经常规后期加工后，即可得到成品的建筑模板，可以达到顺纹静曲强度≥90MPa，横纹静曲强度≥50MPa；顺纹弹性模量≥8000MPa，横纹弹性模量≥4500MPa的物理力学性能

实施例3

一种层合板，如图1所示，从上到下依次为面层1、芯层3和底层5，其中面层、底层分别为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，面层1的无纺布与芯层3通过胶层2粘接；底层5的无纺布与芯层3通过胶层4粘结。其中，层合板面层和底层厚度为2mm，胶层厚度为0.4mm，芯层厚度为14mm。

其制备方法，包括如下步骤：

1.制备单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材

通过纱架将连续玄武岩纤维铺展开，与挤出熔融的聚丙烯树脂复合，再经过滚压后，得到连续纤维增强聚丙烯的预浸带，连续纤维增强聚丙烯预浸带短纤增强聚丙烯回料经过铺放后，在其表面放置一层涤纶无纺布，然后在170～180℃、2～4MPa的条件下，将预浸带热压成板材，热压20～30分钟后冷压30～40分钟，即得到作为面层或底层的单面覆无纺布的连续玻纤增强的聚丙烯板材；其中所述连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比为1:2；

2.将含水量≤8%、厚度为1.7～2.0mm左右的杨木单板双面涂上酚醛树脂胶（胶中加入四氟硼季铵盐防虫剂，使用量为6g/m²），涂胶量300～400g/m²，陈化或低温干燥；

3.用2层纤维增强聚丙烯板作面层，19层杨木单板作芯层，共21层组胚，热塑性板材与杨木单板之间通过一层无纺布作为介质通过涂胶进行连接。在温度为135～145℃，压力为2.0～3.0MPa的条件下热压，保持35～40分钟，然后分段降压、排气、卸压，或向热压板内通冷水，待热压板冷却到一定温度后卸压。

经常规后期加工后，即可得到成品的建筑模板，可以达到顺纹静曲强度≥60MPa，横纹静曲强度≥60MPa；顺纹弹性模量≥7000MPa，横纹弹性模量≥6000MPa的物理力学性能。

实施例4

如图1所示，一种层合板，从上到下依次为面层1、芯层3和底层5，其中面层、底层分别为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，面层1的无纺布与芯层3通过胶层2粘接；底层5的无纺布与芯层3通过胶层4粘结。其中，层合板面层和底层厚度为1mm，胶层厚度为0.2mm，芯层厚度为18mm。

其制备方法，包括如下步骤：

1.制备用作面层、底层的单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材方法同实施例1；1

2.将含水量≤8%、厚度为1.7～2.0mm左右的杨木单板双面涂上三聚氰胺树脂胶（胶中加入四氟硼季铵盐防虫剂，使用量为7g/m²），将密度板的两面也涂上三聚氰胺树脂胶，涂胶量300～400g/m²，陈化或低温干燥；其中所述连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比为1:2；

3.分别以一层纤维增强聚丙烯板作面层和底板，芯层的中心为中密度纤维板，密度纤维板的上下各夹6层杨木单板，密度纤维板和杨木单板共同形成本实施例中的芯层，本实施例的层合板共15层组胚，热塑性板材与杨木单板之间采用无纺布为介质通过涂胶进行连接。在温度为135～145℃，压力为2.0～3.0MPa的条件下热压，保持35～40分钟，然后分段降压、排气、卸压，或向热压板内通冷水，待热压板冷却后卸压。

经常规后期加工后，即可得到成品的建筑模板，可以达到顺纹静曲强度≥50MPa，横纹静曲强度≥40MPa；顺纹弹性模量≥5000MPa，横纹弹性模量≥3000MPa的物理力学性能。

将强度大、硬度高、韧性好的纤维增强的热塑性板材作为表层材料或中间承力层材料，用普通木材作为芯层材料，经合理搭配组合，采用科学的胶合工艺可以制成具有高性能的复合建筑模板，充分发挥了纤维增强热塑性板材耐磨、耐酸碱、防水、高模量高强度等特性，在各方面满足对建筑模板所提出的各项机械、物理技术要求。

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

1.一种层合板，其特征在于：从上到下依次包括面层、芯层和底层，其中所述的面层和/或底层为单面覆无纺布的纤维增强热塑性板材，所述的面层或底层的无纺布与芯层通过胶层粘接。

2.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述维增强热塑性板材为连续纤维增强热塑性预浸料与短纤增强热塑性预浸料回料铺放而成。

3.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述的芯层材料选自普通速生木材单板、木质刨花板或密度纤维板中的一种或一种以上，含水率≤8%。

4.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述的胶层用胶为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或三聚氰胺，涂胶量为200-500g/m²；优选地，所述胶层中还加入四氟硼季铵盐防虫剂，其加入量为4.9～7.2g/m²。

5.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述的纤维增强热塑性板材的拉伸强度为250-270MP，拉伸模量为16-20GP，弯曲强度为270-300MP，弯曲模量为12-15GP。

6.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述无纺布为涤纶无纺布。

7.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述的纤维选自无机纤维，优选为玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1所述的层合板，其特征在于：所述的纤维增强热塑性板材中的树脂基体选自聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚酯、聚酰胺、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯树脂、聚氯乙烯、苯乙烯、聚碳酸酯中的一种或一种以上；

其中所述热塑性聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯；所述的聚酰胺选自尼龙6或尼龙66。

9.一种上述权利要求1-8中任一所述的层合板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）制备单面覆无纺布的纤维增强的热塑性板材：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的铺放方式为上下面为连续纤维增强热塑性预浸带，中间芯为短纤增强热塑性回料，其中连续纤维增强热塑性预浸带与短纤增强热塑性回料的重量比为1:2；

或所述的步骤（2）中，热压温度为135～145℃，压力为1.5～3.0MPa，保持时间为10～50分钟。