CN107053697A - 一种连续纤维增强pvc建筑模板及成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强PVC建筑模板。本发明的目的就是为了克服目前市场上建筑模板现有技术存在的问题，而提供一种具有简单便捷的建筑模板成型方法，提供一套能够连续生产的成型设备与其他处理方法相比，可以连续生产，提高能效。本发明的方法所制备的模板具有密度小，强度高，寿命长的优点，较比其他其他模板应用范围广，可配框，也可单独使用。较比其他类型模板，采用PVC材料，可以降低模板的成本，中间芯材层选用PVC硬质发泡技术，既可以降低板材重量，又可以与PVC预浸料复合，无需添加胶膜以及其他材料。本发明中的所制备产品及所产生的边角料，可回收，再次利用，属绿色产品技术。

Description

一种连续纤维增强PVC建筑模板及成型方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强PVC建筑模板及成型方法。
背景技术
塑料模板是一种节能型和绿色环保产品，是继木模板、组合钢模板、竹木胶合模板、全钢大模板之后又一新型换代产品。近几年塑料模板在建筑工程和桥梁工程中得到了初步应用，取得了一定的效果，但并未得到建筑业的重视。推广应用塑料模板应该是“以塑代木”、“以塑代钢”，节约资源的重要措施。
目前，有不少企业开发了各种塑料模板，如硬质增强塑料模板、木塑复合模板、GMT塑料模板、楼板塑料模板和塑料大模板体系等。随着模板工程技术水平的不断提高，模板规格正向系列化和体系化发展，出现了不少适用于不同施工工程的模板体系，如组拼式大模板、液压滑动模板、液压爬升模板、台模、筒模、桥梁模板、隧道模板、悬臂模板等。
采用塑料模板应该是模板行业今后发展的主要方向，符合国家倡导的建筑业绿色施工理念，必将是建筑模板发展史的一个重要里程碑，是施工行业的一次革命。
由于塑料模板市场前景较好，以及连续纤维增强热塑性复合材料的蓬勃发展，给建筑模板的升级换代添加了新的活力。1专利201110000869.2公布了一种连续纤维涂塑带材复合增加建筑模板，采用面层为连续纤维增强热塑性带中间为刨花板经双面热熔胶粘合一起，这种方法虽然可以制作，但是热熔胶膜价格较高，会使产品成本增加，且热熔胶膜与刨花板所用的热固性粘接树脂的结合强度不高，严重影响模板的寿命。2专利CN201610103703.6公布了一种纤维增强建筑模板及其制备方法，采用加入连续纤维增强热塑性复合材料面层通过热复合无纺布作为中间介质层，在制作胶合板，刨花板过程中，直接将其作为面层通过无纺布层涂胶制板的方法制作建筑模板，虽然生产快速，但是其本身仍存在木质模板的硬伤，如易吸水，易虫蛀，中间芯材使用寿命短，回收难等问题。3专利201210313498.8一种建筑模板及其制备方法公布了连续纤维增强复合材料层与短切纤维增强复合材料层通过交错铺放，通过热压成型。虽然在材质上使用了全塑的结构，但是产品密度大，仅适合配框使用，使用范围单一。4 专利201110258944.5一种热塑性纤维增强建筑模板的制备方法，公布了一种面层材料为挤出改性树脂浸润玻璃布，芯材为GMT的建筑模板制作方法，板材的密度小，但是轻质GMT材料的强度低，模量小，模板应用的寿命短，且材料成本高，不利于推广。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种连续纤维增强PVC建筑模板。
本发明的第二目的是提供一种连续纤维增强PVC建筑模板的成型方法。
本发明的第一目的是这样实现的：
一种连续纤维增强PVC建筑模板，其特征在于其面层材料是由连续纤维增强PVC预浸料与硬质PVC发泡材料通过热复合的方式粘合而成。
本发明的第二目的是这样实现的：
（1）先将PVC物料在高混机中进行热混及冷混后放入挤出机，使其熔融树脂与连续纤维进行熔融浸渍，制成连续纤维增强PVC预浸带；
（2）将PVC预浸带通过放卷，铺放特定角度及层数，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后辊压、压实；
（3）将辊压后的PVC预浸带进行预热保温后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊压，冷却，最后进行切割，收取。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1、本发明中的原料及设备，包括对预浸料及成型方法的选择，可以做到设备简单，价格低廉，工艺要求不高，连续生产，提高能效。
2、本发明所制备的模板具有密度小，强度高，寿命长的优点，较比其他其他模板应用范围广，可配框，也可单独使用。较比其他类型模板，采用PVC材料，可以降低模板的成本，中间芯材层选用PVC硬质发泡技术，既可以降低板材重量，又可以与PVC预浸料复合，无需添加胶膜以及其他材料。
3、本发明的所制备产品及所产生的边角料，可回收，再次利用，属绿色产品技术。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。
（1）先将PVC物料在高混机中进行热混及冷混后放入挤出机，使其熔融树脂与连续纤维进行熔融浸渍，制成连续纤维增强PVC预浸带；
（2）将PVC预浸带通过放卷，铺放特定角度及层数，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后辊压、压实；
（3）将辊压后的PVC预浸带进行预热保温后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊压，冷却，最后进行切割，收取。
所述的连续纤维增强预浸带包含以下重量份的组分制成：
连续纤维 50~60份；
热塑性树脂、助剂 40~50份；
所述的连续纤维选自无机连续纤维；
所述的无机连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维。
所述的热塑性树脂选自聚聚氯乙烯。
步骤（2）中加热方式为电加热或红外加热。
步骤（2）中预浸带的层数为1-5层，预浸带铺层角度为0°/90°/0°/90°/0°、0°/0°/90°/0°/0°、 0°/90°/90°/90°/0°中的一种或几种。
步骤（2）中用于平整预浸带的辊为表面镀有氧化铝的多个圆辊。
步骤（2）中加热温度为160℃-200℃，所述辊压压力为1-3Mpa。
所述步骤（3）中用于冷却的金属辊表面须经行打磨处理，需达到镜面效果。
所述步骤（3）中所述冷却方式为自然冷却或通水冷却；所述辊压压力为3-7MPa。
所述整个工艺过程中速度恒定，速度为1-8m/min。
所述PVC预浸料在建筑模板中至少为一个面。
实施例1
（1）准确称量各种原料及助剂后，将PVC树脂和助剂倒入高速混合机后，低速启动高速混合机。混合一段时间后，当高速混合机内温度升至120℃时，将物料排入冷混机，启动冷混机，当料温降至40℃后，由排料口出料后，倒入双螺杆挤出机的加料斗中。
（2）通过纱架将连续玻璃纤维铺导出，经过穿丝排，使连续纤维保持在同一平面内。接着在浮动张力辊，差动式分散辊等其他多个圆辊的作用下，将连续玻璃纤维展开到1000g/㎡，然后与双螺杆挤出机挤出熔融的PVC树脂进行涂覆，在经过W型模具型腔后，经过连续金属辊辊压冷却后，进行卷曲收卷，得到连续纤维增强PVC预浸料。
（3）将PVC预浸带通过放卷架放卷，在其上按照设计要求，铺放5层预浸带，预浸料铺层角度为0°/90°/0°/90°/0°，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后通过多个金属辊进行辊压，使PVC预浸料按照设计的厚度进行压实成板，然后将辊压后的PVC预浸板进行预热后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊压，冷却，最后进行切割，收取。
实施例2
（1）准确称量各种原料及助剂后，将PVC树脂和助剂倒入高速混合机后，低速启动高速混合机。混合一段时间后，当高速混合机内温度升至120℃时，将物料排入冷混机，启动冷混机，当料温降至40℃后，由排料口出料后，倒入双螺杆挤出机的加料斗中。
（2）通过纱架将连续玻璃纤维铺导出，经过穿丝排，使连续纤维保持在同一平面内。接着在浮动张力辊，差动式分散辊等其他多个圆辊的作用下，将连续玻璃纤维展开到1000g/㎡，然后与双螺杆挤出机挤出熔融的PVC树脂进行涂覆，在经过W型模具型腔后，经过连续金属辊辊压冷却后，进行卷曲收卷，得到连续纤维增强PVC预浸料。
（3）将PVC预浸带通过放卷架放卷，在其上按照设计要求，铺放5层预浸带，预浸料铺层角度为0°/0°/90°/0°/0°，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后通过多个金属辊进行辊压，使PVC预浸料按照设计的厚度进行压实成板，然后将辊压后的PVC预浸板进行预热后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊压，冷却，最后进行切割，收取。
实施例3
（1）准确称量各种原料及助剂后，将PVC树脂和助剂倒入高速混合机后，低速启动高速混合机。混合一段时间后，当高速混合机内温度升至120℃时，将物料排入冷混机，启动冷混机，当料温降至40℃后，由排料口出料后，倒入双螺杆挤出机的加料斗中。
（2）通过纱架将连续玻璃纤维铺导出，经过穿丝排，使连续纤维保持在同一平面内。接着在浮动张力辊，差动式分散辊等其他多个圆辊的作用下，将连续玻璃纤维展开到1200g/㎡，然后与双螺杆挤出机挤出熔融的PVC树脂进行涂覆，在经过W型模具型腔后，经过连续金属辊辊压冷却后，进行卷曲收卷，得到连续纤维增强PVC预浸料。
（3）将PVC预浸带通过放卷架放卷，在其上按照设计要求，铺放5层预浸带，预浸料铺层角度为0°/90°/0°/90°/0°，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后通过多个金属辊进行辊压，使PVC预浸料按照设计的厚度进行压实成板，然后将辊压后的PVC预浸板进行预热后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊压，冷却，最后进行切割，收取。
例4 PVC建筑模板的生产方法
（1）准确称量各种原料及助剂后，将PVC树脂和助剂倒入高速混合机后，低速启动高速混合机。混合一段时间后，当高速混合机内温度升至120℃时，将物料排入冷混机，启动冷混机，当料温降至40℃后，由排料口出料后，倒入双螺杆挤出机的加料斗中。
（2）通过纱架将连续玻璃纤维铺导出，经过穿丝排，使连续纤维保持在同一平面内。接着在浮动张力辊，差动式分散辊等其他多个圆辊的作用下，将连续玻璃纤维展开到1000g/㎡，然后与双螺杆挤出机挤出熔融的PVC树脂进行涂覆，在经过W型模具型腔后，经过连续金属辊辊压冷却后，进行卷曲收卷，得到连续纤维增强PVC预浸料。
（3）将PVC预浸带通过放卷架放卷，在其上按照设计要求，铺放3层预浸带，预浸料 铺层角度为0°/90°/0°，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱后通过多个金属辊 进行辊压，使PVC预浸料按照设计的厚度进行压实成板，然后将辊压后的PVC预浸板进行预 热后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后，通过多个金属辊逐步辊 压，冷却，最后进行切割，收取。
性能 测试方法 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
弯曲性能 GB/T 9341-2000 MPa 190 232 210 170
弯曲模量 GB/T 9341-2000 GP 7 9 7.5 6
拉伸断裂强度 GB/T 1040-2006 MPa 200 230 200 180
冲击强度 JG 149-2003 KJ/m2 145 169 151 118
从性能观察中可以看出板材中预浸带的铺放的数量越多，强度越大，预浸带的铺层，决定板材的性能，由此可见可以依据其性能和实际应用环境，来体现经济利益的最大效益。
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使用发明。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，本发明不限于上述实施例，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 (10)

1.一种连续纤维增强PVC建筑模板，其特征在于其面层材料是由连续纤维增强PVC预浸料与硬质PVC发泡材料通过热复合的方式粘合而成。
2.一种如权利要求1所述的种连续纤维增强PVC建筑模板成型方法：.其步骤为：
（1）先将PVC物料在高混机中进行热混及冷混后放入挤出机，使其熔融树脂与连续纤维进行熔融浸渍，制成连续纤维增强PVC预浸带；
（2）将PVC预浸带通过放卷，铺放特定角度及层数，通过金属辊使其平整，牵引物料，使其通过烘箱加热后辊压、压实；
（3）将辊压后的PVC预浸带进行预热保温后，与挤出机模具中挤出的硬质PVC发泡板进行直接热复合后通过多个金属辊逐步辊压、冷却，最后进行切割、收取。
3.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于所述的连续纤维增强PVC预浸带包含以下重量份的组分：
连续纤维 50~60份；
热塑性树脂、助剂 40~50份；
所述的连续纤维选自无机连续纤维；
所述的无机连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维。
4.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于步骤（2）中加热方式为电加热或红外加热。
5.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于步骤（2）中预浸带的层数为1-5层，预浸带铺层角度为0°/90°/0°/90°/0°、0°/0°/90°/0°/0°、 0°/90°/90°/90°/0°中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于步骤（2）中用于平整预浸带的辊为表面镀有氧化铝的多个圆辊。
7.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于步骤（2）中加热温度为160℃-200℃，所述辊压压力为1-3Mpa。
8.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中用于冷却的金属辊表面须经行打磨处理，需达到镜面效果。
9.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述冷却方式为自然冷却或通水冷却；所述辊压压力为3-7MPa。
10.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述整个工艺过程中速度恒定，速度为1-8m/min。
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