CN107745551B - 一种玻璃微纤板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃微纤板及其生产方法，所述的玻璃微纤板具有第一层、第二层和第三层，所述的第一层由平均直径为1.5‑3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布；所述的第二层由平均直径为4.5‑6.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着垂直于第一方向的第二方向分布；所述的第三层由由平均直径为1.5‑3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布。本发明的方法所制备的玻璃微纤板具有强度高，耐冲击等特点。本发明的玻璃微纤板可以广泛用于建筑材料领域，尤其可以用作外墙装饰等用途。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体地涉及一种玻璃微纤板及其生产方法。
背景技术
玻璃纤维，又称玻璃微纤，一般是通过将一定流量的熔融玻璃液经过离心装置，通过离心和喷吹工艺制得的一定尺寸的玻璃纤维。玻璃微纤由于其阻燃性好、强度高而广泛用于建筑材料技术领域。目前，也将玻璃微纤用于聚合物材料成型过程中的骨筋材料。
在建筑上的多种场合需要厚度薄，密度低，弹性好，耐冲击的板材。目前一般使用瓷砖、石材或者铝合金金属来制备该板材。然而瓷砖和石材较脆，铝合金板的成本较高。生产一种性能好并且成本低的板材，成为建筑材料领域亟待解决的技术问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种性能好并且成本低的板材，具体地提供了一种玻璃微纤板及其生产方法。
在本发明的一个方面，提供了一种玻璃微纤板，所述的玻璃微纤板具有第一层、第二层和第三层，其特征在于，所述的第一层由平均直径为1.5-3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布；所述的第二层由平均直径为4.5-6.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着垂直于第一方向的第二方向分布；所述的第三层由由平均直径为1.5-3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布。
在本发明优选的方面，所述的第二层的上下表面上包括横截面为梯形的长条状凸起。
在本发明优选的方面，所述的第二层的上下表面的梯形的长条状凸起相互错开排列。
在本发明优选的方面，所述的第一层和第三层的平均厚度为0.2-0.4 cm，第二层不含凸起部分的平均厚度为0.3-0.7 cm。
在本发明优选的方面，所述的聚合物基质是重均分子量为2-4kDa的热塑性酚醛树脂。
在本发明优选的方面，在所述的第一层的上方还包括聚丙烯酸甲酯透明粉层。
在本发明优选的方面，所述的第一层和第三层的玻璃微纤的平均长度是8-22 mm，第二层的玻璃微纤的平均长度是40-60 mm。
在本发明的其他方面，还提供了生产前文所述的玻璃微纤板的方法，所述的方法包括步骤：（I）将玻璃纤维毡置于不锈钢模具中，玻璃微纤的延伸方向，并且向其中注入重均分子量为2-4k的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加5-10个大气压的压力，并且按照每分钟3-6次每次2-5秒的频率释放超声波脉冲，能量密度为400-600W/cm2；维持压力45-90分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模；（II）在步骤I中得到的玻璃微纤板的上方和下方铺设玻璃纤维毡，并且使得玻璃微纤的延伸方向与步骤I中垂直，放入上下为平面的不锈钢模具中，向其中注入重均分子量为2-4kDa的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加5-10个大气压的压力，并且按照每分钟3-6次的频率释放超声波脉冲，能量密度为400-600W/cm2；维持压力45-90分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模。
在本发明优选的方面，在步骤I中，所述的不锈钢模具的内腔上下表面限定出一系列的相互错开排列的梯形长条状凸起。
在本发明优选的方面，在步骤II之后还包括向玻璃微纤板的表面喷聚丙烯酸甲酯透明粉并且进行加热固化的步骤。
本发明的方法所制备的玻璃微纤板具有强度高，耐冲击等特点。通过在第二层的上下表面包括长条状凸起，使得其具有更强的耐冲击性能。通过在第一层的上方包括透明粉层，使其具有更佳的外观，可以用于外墙装饰等用途。本发明的玻璃微纤板可以广泛用于建筑材料领域，尤其可以用作外墙装饰等用途。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1：本发明的实施例1的玻璃微纤板的纵截面示意图。
图中：1-第一层、2-第二层、3-第三层。
具体实施方式
实施例1
本实施例的热塑性酚醛树脂粉末为重均分子量3k的酚醛树脂粉末。
玻璃微纤板的方法，所述的方法包括步骤：（I）将玻璃纤维毡置于不锈钢模具中，玻璃微纤的延伸方向，并且向其中注入重均分子量为3kDa的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加8个大气压的压力，并且按照每分钟5次每次3秒的频率释放超声波脉冲，能量密度为500 W/cm2；维持压力60分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模；（II）在步骤I中得到的玻璃微纤板的上方和下方铺设玻璃纤维毡，并且使得玻璃微纤的延伸方向与步骤I中垂直，放入上下为平面的不锈钢模具中，向其中注入重均分子量为3kDa的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加8个大气压的压力，并且按照每分钟3-6次的频率释放超声波脉冲，能量密度为500W/cm2；维持压力60分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模。所述的第一层和第三层的玻璃微纤的平均长度是15 mm，第二层的玻璃微纤的平均长度是50mm。
本实施例的玻璃微纤板具有第一层、第二层和第三层，所述的第一层由平均直径为3.0±0.6微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布；所述的第二层由平均直径为5.2±1.3微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着垂直于第一方向的第二方向分布；所述的第三层由由平均直径为3.0±0.6微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布。所述的第二层的上下表面上包括横截面为梯形的长条状凸起。所述的第一层和第三层的平均厚度为0.3 cm，第二层不含凸起部分的平均厚度为0.4 cm，梯形长条凸起的厚度为0.05 mm。
将本实施例的玻璃微纤板切割开，可以发现其明显地分为三层，层之间的界限明显，但是没有气泡或者明显缺陷。
实施例2
按照以下的条件制备了对照组1-3的玻璃微纤板。
对照组1：其他条件和实施例1相同，但是不进行超声波处理。
对照组2：其他条件和实施例1相同，但是三层玻璃微纤毡的玻璃微纤方向为平行。
对照组3：第二层的玻璃微纤层上下表面不包括长条状凸起。
将实施例1和对照组1-3所制备得到的玻璃微纤板分别切割出20*20cm的方块，并且置于冲击试验台架上。使用5千克的冲击锤从60厘米开始进行冲击。如果在冲击之后玻璃微纤板没有出现明显的凹陷、断裂，则在10分钟之后提高20厘米进行下一次冲击。通过60厘米冲击试验的记录为得1分，80cm的记为得2分，以此类推。冲击锤下表面为平面，材质为不锈钢。将实验平行进行3次。
试验组，也就是实施例1的冲击试验三次分别得分为6、6、5分。
对照组1的三次分别得分为2、2、3分。
对照组2的三次分别得分为1、1、0分。该对照组的性能最差，甚至有一次没有通过最初的试验，记录为0分。
对照组3的三次分别得分为2、1、2分。
除此之外，还将两块对照组2的玻璃微纤板按照玻璃微纤垂直的方向重叠放置，结果三次分别得分为2、3、2分。
由以上的试验可以看到，通过使用玻璃纤维交叉分布、超声波处理和包括条状凸起结构得到的玻璃微纤板具有极高的抗冲击性能，其远远高于其余的对照组，带来了突出和意想不到的效果。
Claims (4)
1.一种玻璃微纤板，所述的玻璃微纤板具有第一层、第二层和第三层，其特征在于，所述的第一层由平均直径为1.5-3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布；所述的第二层由平均直径为4.5-6.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着垂直于第一方向的第二方向分布，所述的第二层的上下表面上包括横截面为梯形的长条状凸起并且所述的第二层的上下表面的梯形的长条状凸起相互错开排列；所述的第三层由由平均直径为1.5-3.5微米的玻璃微纤和聚合物基质所组成，所述的玻璃微纤沿着第一方向分布；其中所述的聚合物基质是重均分子量为2-4kDa的热塑性酚醛树脂，所述的第一层和第三层的平均厚度为0.2-0.4 cm，第二层不含凸起部分的平均厚度为0.3-0.7 cm，所述的第一层和第三层的玻璃微纤的平均长度是8-22 mm，第二层的玻璃微纤的平均长度是40-60 mm。
2.根据权利要求1所述的玻璃微纤板，其特征在于，在所述的第一层的上方还包括聚丙烯酸甲酯透明粉层。
3.生产权利要求1-2中任一项所述的玻璃微纤板的方法，所述的方法包括步骤：（I）将玻璃纤维毡置于不锈钢模具中，所述的不锈钢模具的内腔上下表面限定出一系列的相互错开排列的梯形长条状凸起，调整玻璃微纤的延伸方向，并且向其中注入重均分子量为2-4kDa的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加5-10个大气压的压力，并且按照每分钟3-6次每次2-5秒的频率释放超声波脉冲，能量密度为400-600W/cm2；维持压力45-90分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模；（II）在步骤I中得到的玻璃微纤板的上方和下方铺设玻璃纤维毡，并且使得玻璃微纤的延伸方向与步骤I中垂直，放入上下为平面的不锈钢模具中，向其中注入重均分子量为2-4kDa的热塑性酚醛树脂粉末，并且加热直到酚醛树脂粉末开始融化；向不锈钢模具施加5-10个大气压的压力，并且按照每分钟3-6次的频率释放超声波脉冲，能量密度为400-600W/cm2；维持压力45-90分钟之后，释放压力并且冷却到室温，随后进行脱模。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤II之后还包括向玻璃微纤板的表面喷聚丙烯酸甲酯透明粉并且进行加热固化的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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