CN115059289A - 一种热塑性复合材料建筑模壳及成型方法 - Google Patents

一种热塑性复合材料建筑模壳及成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种热塑性复合材料建筑模壳，包括主体和加强筋，所述主体包括顶板和与顶板周边连接的侧板，顶板与侧板之间的夹角为钝角，顶板与侧板之间的连接处为弧形，侧板的一端与顶板连接，对立端向外弯折形成弯折部，弯折部与顶板平行；所述加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，所述主体内侧面设有多个相互平行的第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和第二加强筋垂直设置；所述主体由连续玻纤增强热塑性复合材料制成，所述加强筋和弯折部均由长玻纤增强热塑性复合材料制成。本发明的模壳具有良好的耐候性和优异的抗振抗冲击性能。

Description

一种热塑性复合材料建筑模壳及成型方法
技术领域
本发明涉及建筑模壳技术领域，尤其涉及一种热塑性复合材料建筑模壳及成型方法。
背景技术
中国建筑业是国民经济重要的支柱产业，过去，建筑材料行业一直沿用了粗放型传统生产模式，对自然资源重开发轻保护。目前，绿色建筑行动已上升到国家战略的层面，逐渐走向低碳环保节能建材之路。
建筑模壳作为一种新型的建筑模板体系，近年来在建筑工程中得到广泛应用，其外观类似中国古建筑中的藻井式天花板，非常整齐美观。由建筑模壳形成的密肋梁楼盖体系，由于其具有施工简捷、周期短、费用低、降低噪音等卓越优势，已逐渐取代传统密肋梁结构体系。
目前建筑行业广泛应用的建筑模壳材质为金属、塑料和玻璃钢。金属模壳刚性较好，但造价高、笨重且拆装困难，容易锈蚀。传统的塑料模壳重量轻，但性能有限，在耐腐蚀、耐候、耐疲劳、耐蠕变及机械强度和刚性方面难以满足建筑模壳的循环工况要求。玻璃钢模壳有优秀的刚性和强度，耐候耐腐蚀性能也比较优秀，但热固性材质成型过程能耗大，工序多，效率低下，损耗高，成本高，不可回收运用，为非环境友好性材料，环保问题严重。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种强度高、耐候、耐疲劳的热塑性复合材料建筑模壳及成型方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种热塑性复合材料建筑模壳，包括主体和加强筋，所述主体包括顶板和与顶板周边连接的侧板，顶板与侧板之间的夹角为钝角，顶板与侧板之间的连接处为弧形，侧板的一端与顶板连接，对立端向外弯折形成弯折部，弯折部与顶板平行；所述加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，所述主体内侧面设有多个相互平行的第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和第二加强筋垂直设置；所述主体由连续玻纤增强热塑性复合材料制成，所述加强筋和弯折部均由长玻纤增强热塑性复合材料制成。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维50-300Kg、抗老化剂1-5Kg和助剂13-30Kg；所述长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维50-300Kg、抗老化剂1-5Kg、纳米级矿物填料1-15Kg和助剂13-30Kg。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述热塑性聚合物选自于PE、TPE、PP、PA、PBT、PET和ABS中的两种或两种以上组合物。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述连续玻璃纤维和长玻璃纤维均为无碱玻璃纤维，所述长玻璃纤维直径为10-17μm，其表面采用氨基硅烷偶联剂处理。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述抗老化剂为抗氧化剂和耐候剂，所述抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种组合；所述的耐候剂为2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2,2’-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、[[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或几种组合；所述抗氧化剂和耐候剂的质量比为(1-2):1。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述助剂为润滑剂和相容剂，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯蜡和聚丙烯中的一种或几种组合；所述相容剂由马来酸、衣康酸、丙烯酸、马来酸酐和丙烯酸缩水甘油酯中的一种与聚丙烯接枝而成，接枝率为0.3-1.2％；所述润滑剂和相容剂的质量比为1:(3-10)。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述纳米级矿物填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡和蒙脱石中的一种或多种组合。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述连续玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S11，将热塑性聚合物、抗老化剂和助剂加入混料机中，混合3-5min，然后加入挤出机中进行充分熔融塑化后导入特制模头，挤出机温度150-300℃，模头温度250-350℃；
S12，将连续玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后成片，冷却定型，收卷，包装；
所述长玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S21，将热塑性聚合物、抗老化剂、纳米级矿物填料和助剂加入混料机中，混合3-5min，然后加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化导入特制模头，挤出机温度150-300℃，模头温度250-350℃；
S22，将连续的玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后集束，冷却，切粒，包装。
所述连续玻纤增强热塑性复合材料成片厚度为0.1-1.0mm，所述的长玻纤增强热塑性复合材料切粒的颗粒长度为5-15mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，建筑模壳的主体采用模压成型方法，加强筋和弯折部采用注塑成型方法，成型方法包括如下步骤：
S31，铺层：将多层裁切好的连续玻纤增强热塑性复合材料单向片按产品结构要求进行铺层，铺层角度包括为0°、90°、+45°和-45°；
S32，预热：铺好的连续玻纤增强热塑性复合材料进入烤箱中预热，预热温度150-300℃，预热时长30-600s；
S33，模压：预热完成的连续玻纤增强热塑性复合材料放入模压机模压，模压温度100-150℃，时间30-300s，压力500-1500吨；
S34，事先将长玻纤增强热塑性复合材料烘干，待S33步骤主体(1)模压完成后，动模回退留出注塑空间，用注塑机将长玻纤增强热塑性复合材料注入模具中，注塑成型工艺为：温度200-300℃，压力50-100MPa，保压时间5-60s，模具温度100-150℃；
S35，冷却脱模取件，即可得到建筑模壳。
本发明的一种热塑性复合材料建筑模壳及成型方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的主体采用高刚性高强度的连续玻纤增强热塑性复合材料模压成型，加强筋和弯折部采用长玻纤增强热塑性复合材料注塑成型。该模壳在高低温条件下及高低温高频交变的环境中拥有高力学性能保持性，即使在-40℃的低温环境中也能保持良好的韧性和强度。本发明的模壳拥有优异的抗振抗冲击性能，高强度，优异的耐磨耐疲劳及抗蠕变性，优秀的抗热氧老化和抗紫外线能力。
(2)在模壳成品中连续玻璃纤维经过优化铺层模压成型后玻纤长度和主体等长，充分发挥出玻璃纤维的增强作用；而长玻纤增强热塑性复合材料在其上经过特定的设备和工艺注射成加强筋和弯折部，其玻璃纤维平均保留长度在5mm之上，并形成三维网络交联结构达到该结构所特有的高机械性能和成型性能高度优化整合。
(3)本发明模壳不含有害成分，组分均为环境友好型材料，可多次回收再生，循环利用，成型制备效率高，无排放，能耗低，成本低，拆装便捷、堆叠层数及周转次数高等卓越性能，十分契合当前建材行业大力提倡的低碳环保理念。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明建筑模壳的内侧面结构图；
图2为本发明建筑模壳的外侧面结构图。
图中，1-主体、2-加强筋、11-顶板、12-侧板、13-弯折部、21-第一加强筋、22-第二加强筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明的建筑模壳包括主体1和加强筋2，主体1包括顶板11和与顶板11周边连接的侧板12，顶板11与侧板12之间的夹角为钝角，优选为100°；顶板11与侧板12之间的连接处为弧形，侧板12的一端与顶板11连接，对立端向外弯折形成弯折部13，弯折部13与顶板11平行。主体1的纵横截面为圆角梯形。加强筋2包括第一加强筋21和第二加强筋22，主体1内侧面设有多个相互平行的第一加强筋21和多个相互平行的第二加强筋22，第一加强筋21和第二加强筋22垂直设置；主体1由连续玻纤增强热塑性复合材料制成，加强筋2和弯折部13由长玻纤增强热塑性复合材料制成。使用时，将建筑模壳固定好，顶板11水平在上，侧板12在下，然后将混凝土浇筑在建筑模壳上方；待混凝土凝固后，将建筑模壳拆卸下来即可。
实施例一
本实施例建筑模壳的连续玻纤增强热塑性复合材料包括：热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维200Kg、抗老化剂3Kg和助剂30Kg。其中，热塑性聚合物为PE 50Kg和TPE 50Kg，抗老化剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1.5Kg和2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑1.5Kg，助剂为硬脂酸5Kg和马来酸枝接聚丙烯25Kg，马来酸枝接聚丙烯的枝接率为0.3％，连续玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
连续玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S11，将热塑性聚合物、抗老化剂和助剂加入混料机中，混合3min，然后加入挤出机中进行充分熔融塑化后导入特制模头，挤出机温度150℃，模头温度250℃；
S12，将连续玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后成片，冷却定型，收卷，包装；成片厚度为0.1mm。
长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维120Kg、抗老化剂1Kg、纳米级矿物填料1Kg和助剂13Kg。其中，热塑性聚合物为PP 50Kg和PBT 50Kg，抗老化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯0.5Kg和2-(2’-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑0.5Kg，纳米级矿物填料为碳酸钙，助剂为硬脂酸丁酯2Kg和衣康酸枝接聚丙烯11Kg，衣康酸枝接聚丙烯的枝接率为0.3％，长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10μm，表面采用氨基硅烷偶联剂处理。
长玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S21，将热塑性聚合物、抗老化剂、纳米级矿物填料和助剂加入混料机中，混合3min，然后加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化导入特制模头，挤出机温度150℃，模头温度250℃；
S22，将长玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后集束，冷却，切粒，包装，其中切粒的颗粒长度为5mm。
建筑模壳的主体1采用模压成型，加强筋2和弯折部13采用注塑成型，方法如下：
S31，铺层：将多层裁切好的连续玻纤增强热塑性复合材料单向片按产品结构要求进行铺层，铺层角度包括为0°、90°、+45°和-45°；或先以单向片热复合成的多层合片进行铺层；
S32，预热：铺好的连续玻纤增强热塑性复合材料进入烤箱中预热，预热温度150℃，预热时长30s；
S33，模压：预热完成的连续玻纤增强热塑性复合材料放入模压机模压，模压温度100℃，时间30s，压力500吨；
S34，事先将长玻纤增强热塑性复合材料烘干，待S33步骤主体1模压完成后，动模回退留出注塑空间，用注塑机将长玻纤增强热塑性复合材料注入模具中，注塑成型工艺为：温度200℃，压力50MPa，保压时间5-60s，模具温度100-150℃；
S35，冷却脱模取件，即可得到建筑模壳。
实施例二
本实施例建筑模壳的连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维250Kg、抗老化剂2Kg和助剂23Kg。其中，连续玻璃纤维为无碱玻璃纤维，热塑性聚合物为TPE 30Kg和ABS 70Kg，抗老化剂为4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1Kg和2,2’-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)1Kg，助剂为芥酸酰胺5Kg和马来酸酐枝接聚丙烯18Kg，枝接率为0.5％。
连续玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S11，将热塑性聚合物、抗老化剂和助剂加入混料机中，混合4min，然后加入挤出机中进行充分熔融塑化后导入特制模头，挤出机温度200℃，模头温度280℃；
S12，将连续玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后成片，冷却定型，收卷，包装；成片厚度为0.5mm。
长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维50Kg、抗老化剂2Kg、纳米级矿物填料12Kg和助剂15Kg。其中，长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为12μm，表面采用氨基硅烷偶联剂处理；热塑性聚合物为PET 60Kg和PP40Kg，抗老化剂为双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1Kg和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯1Kg，纳米级矿物填料为滑石粉，助剂为乙撑双硬脂酰胺3Kg和丙烯酸缩水甘油酯枝接聚丙烯12Kg，枝接率为1％。
长玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S21，将热塑性聚合物、抗老化剂、纳米级矿物填料和助剂加入混料机中，混合4min，然后加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化导入特制模头，挤出机温度180℃，模头温度280℃；
S22，将连续的玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后集束，冷却，切粒，包装，其中切粒的颗粒长度为10mm。
建筑模壳的主体1采用模压成型，加强筋2和弯折部13采用注塑成型，方法如下：
S31，铺层：将多层裁切好的连续玻纤增强热塑性复合材料单向片按产品结构要求进行铺层，铺层角度包括为0°、90°、+45°和-45°；或先以单向片热复合成的多层合片进行铺层；
S32，预热：铺好的连续玻纤增强热塑性复合材料进入烤箱中预热，预热温度200℃，预热时长60s；
S33，模压：预热完成的连续玻纤增强热塑性复合材料放入模压机模压，模压温度120℃，时间100s，压力800吨；
加强筋2和弯折部13采用注塑成型，方法如下：
S34，事先将长玻纤增强热塑性复合材料烘干，待S33步骤主体1模压完成后，动模回退留出注塑空间，用注塑机将长玻纤增强热塑性复合材料注入模具中，注塑成型工艺为：温度250℃，压力80MPa，保压时间10s，模具温度110℃；
S35，冷却脱模取件，即可得到建筑模壳。
实施例三
本实施例建筑模壳的连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维180Kg、抗老化剂5Kg和助剂17Kg。其中，连续玻璃纤维为无碱玻璃纤维，热塑性聚合物为PP 90Kg和ABS 10Kg，抗老化剂为双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯2.5Kg和2-(2’-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑2.5Kg；助剂为聚丙烯2Kg和马来酸枝接聚丙烯15Kg。
连续玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S11，将热塑性聚合物、抗老化剂和助剂加入混料机中，混合5min，然后加入挤出机中进行充分熔融塑化后导入特制模头，挤出机温度300℃，模头温度350℃；
S12，将连续玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后成片，冷却定型，收卷，包装；成片厚度为1.0mm。
长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维180Kg、抗老化剂2Kg、纳米级矿物填料10Kg和助剂17Kg，其中，长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为17μm，表面采用氨基硅烷偶联剂处理；热塑性聚合物为PE 80Kg和PBT 20Kg，抗老化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯1Kg和2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑1Kg，助剂为聚乙烯蜡2Kg和马来酸酐枝接聚丙烯15Kg，枝接率为1.2％，纳米级矿物填料为蒙脱石10Kg。
长玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S21，将热塑性聚合物、抗老化剂、纳米级矿物填料和助剂加入混料机中，混合5min，然后加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化导入特制模头，挤出机温度300℃，模头温度350℃；
S22，将连续的玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后集束，冷却，切粒，包装，其中切粒的颗粒长度为15mm。
建筑模壳的主体1采用模压成型，加强筋2和弯折部13采用注塑成型，方法如下：
S31，铺层：将多层裁切好的连续玻纤增强热塑性复合材料单向片按产品结构要求进行铺层，铺层角度包括为0°、90°、+45°和-45°；或先以单向片热复合成的多层合片进行铺层；
S32，预热：铺好的连续玻纤增强热塑性复合材料进入烤箱中预热，预热温度300℃，预热时长600s；
S33，模压：预热完成的连续玻纤增强热塑性复合材料放入模压机模压，模压温度150℃，时间300s，压力1500吨；
加强筋2和弯折部13采用注塑成型，方法如下：
S34，事先将长玻纤增强热塑性复合材料烘干，待S33步骤主体1模压完成后，动模回退留出注塑空间，用注塑机将长玻纤增强热塑性复合材料注入模具中，注塑成型工艺为：温度300℃，压力100MPa，保压时间60s，模具温度150℃；
S35，冷却脱模取件，即可得到建筑模壳。
实施例四
本实施例建筑模壳的连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维50Kg、抗老化剂1Kg和助剂22Kg。其中，连续玻璃纤维为无碱玻璃纤维，热塑性聚合物为PP70Kg和PP 30Kg，抗老化剂为4,4'-亚丁基1双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.5Kg和2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑0.5Kg；助剂为芥酸酰胺2Kg和马来酸酐枝接聚丙烯20Kg。
长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维300Kg、抗老化剂5Kg、纳米级矿物填料15Kg和助剂30Kg，其中，长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为15μm，表面采用氨基硅烷偶联剂处理；热塑性聚合物为PA60Kg和TPE 40Kg，抗老化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯2.5Kg和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯2.5Kg，助剂为乙撑双硬脂酰胺6Kg和马来酸酐枝接聚丙烯24Kg，枝接率为1％，纳米级矿物填料为硫酸钡15Kg。
连续玻纤增强热塑性复合材料成型方法、长玻纤增强热塑性复合材料成型方法和建筑模壳的成型方法同实施例一。
实施例五
本实施例建筑模壳的连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维300Kg、抗老化剂4Kg和助剂13Kg。其中，连续玻璃纤维为无碱玻璃纤维，热塑性聚合物为PP70Kg和PP 30Kg，抗老化剂为4,4'-亚丁基1双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)2Kg和2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑2Kg；助剂为马来酸酐3Kg和马来酸酐枝接聚丙烯10Kg。
长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括：热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维250Kg、抗老化剂4Kg、纳米级矿物填料10Kg和助剂18Kg，其中，长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为15μm，表面采用氨基硅烷偶联剂处理；热塑性聚合物为PA60Kg和TPE 40Kg，抗老化剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯2Kg和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯2Kg，助剂为乙撑双硬脂酰胺3Kg和马来酸酐枝接聚丙烯15Kg，枝接率为1％，纳米级矿物填料为硫酸钡10Kg。
连续玻纤增强热塑性复合材料成型方法、长玻纤增强热塑性复合材料成型方法和建筑模壳的成型方法同实施例二。
对比例一
以实施例一为对比例一，区别点是连续玻纤增强热塑性复合材料和长玻纤增强热塑性复合材料均不含玻璃纤维。
对比例二
以实施例一为对比例二，区别点是连续玻纤增强热塑性复合材料和长玻纤增强热塑性复合材料均不含助剂。
对比例三
选取市售建筑塑料模壳专用料PP TD20，用注塑机及专用建筑模壳模具注塑成型制备塑料建筑模壳。
对实施例和对比例制备的主体和加强筋的性能进行对比，其中缺口冲击强度检测方法参考ASTM D256，弯曲模量和弯曲强度检测方法参考ASTM D790，拉伸强度检测方法参考ASTM D638，HDT检测方法参考ASTM D648，结果见表1-2。
表1主体性能对比
Figure BDA0003713311680000131
Figure BDA0003713311680000141
表2加强筋性能对比
Figure BDA0003713311680000142
表1-2所示，实施例的主体和加强筋的各项性能指标均高于对比例，本发明模壳的抗冲击强度和拉伸强度均高于实施例，且能在150℃-179℃范围内均不变形，说明本发明建筑模壳拥有优异的抗振抗冲击性能，优异的耐磨性、耐疲劳性及抗蠕变性。
按照主体厚度3mm，加强筋厚度10mm，重量11.5±0.3kg规格制备建筑模壳，并对建筑模壳的性能进行对比，其中耐候性是指模壳在紫外线照射、高低温条件下及高低温高频交变的环境中的力学性能变化，其中高温环境为150℃，低温环境为-40℃，结果见表3。
表3建筑模壳性能对比
Figure BDA0003713311680000143
Figure BDA0003713311680000151
表3所示：实施例的建筑模壳的耐候性和使用次数均高于对比例，一方面说明：本发明的建筑模壳耐候性强，在紫外线照射、高低温条件下及高低温高频交变的环境中均拥有高力学性能保持性，即使在-40℃的低温环境中其韧性和强度也不会降低。另一方面说明：本发明的建筑模壳可多次循环利用，周转次数高，十分契合当前建材行业大力提倡的低碳环保理念。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：包括主体(1)和加强筋(2)，所述主体(1)包括顶板(11)和与顶板(11)周边连接的侧板(12)，顶板(11)与侧板(12)之间为钝角，顶板(11)与侧板(12)之间的连接处为弧形，侧板(12)的一端与顶板(11)连接，对立端向外弯折形成弯折部(13)，弯折部(13)与顶板(11)平行；所述加强筋(2)包括第一加强筋(21)和第二加强筋(22)，所述主体(1)内侧面设有多个相互平行的第一加强筋(21)和第二加强筋(22)，所述第一加强筋(21)和第二加强筋(22)垂直设置；所述主体(1)由连续玻纤增强热塑性复合材料制成，所述加强筋(2)和弯折部(13)均由长玻纤增强热塑性复合材料制成。
2.如权利要求1所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述连续玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括热塑性聚合物100Kg、连续玻璃纤维50-300Kg、抗老化剂1-5Kg和助剂13-30Kg；所述长玻纤增强热塑性复合材料按照重量分数计算包括热塑性聚合物100Kg、长玻璃纤维50-300Kg、抗老化剂1-5Kg、纳米级矿物填料1-15Kg和助剂13-30Kg。
3.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述热塑性聚合物选自于PE、TPE、PP、PA、PBT、PET和ABS中的两种或两种以上组合物。
4.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述连续玻璃纤维和长玻璃纤维均为无碱玻璃纤维，所述长玻璃纤维直径为10-17μm，其表面采用氨基硅烷偶联剂处理。
5.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述抗老化剂为抗氧化剂和耐候剂，所述抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和双(3,5-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种组合；所述的耐候剂为2-(2’-羟基-3’5’双(aa-二甲基苄基)苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2,2’-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、[[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯和癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯中的一种或几种组合；所述抗氧化剂和耐候剂的质量比为(1-2):1。
6.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述助剂为润滑剂和相容剂，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯蜡和聚丙烯中的一种或几种组合；所述相容剂由马来酸、衣康酸、丙烯酸、马来酸酐和丙烯酸缩水甘油酯中的一种与聚丙烯接枝而成，接枝率为0.3-1.2％；所述润滑剂和相容剂的质量比为1:(3-10)。
7.如权利要求2所述的一种热塑性复合材料建筑模壳，其特征在于：所述纳米级矿物填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡和蒙脱石中的一种或多种组合。
8.如权利要求1-7任一所述的一种热塑性复合材料建筑模壳的成型方法，其特征在于：所述连续玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S11，将热塑性聚合物、抗老化剂和助剂加入混料机中，混合3-5min，然后加入挤出机中进行充分熔融塑化后导入特制模头，挤出机温度150-300℃，模头温度250-350℃；
S12，将连续玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后成片，冷却定型，收卷，包装；
所述长玻纤增强热塑性复合材料的制备方法包括如下步骤：
S21，将热塑性聚合物、抗老化剂、纳米级矿物填料和助剂加入混料机中，混合3-5min，然后加入双螺杆挤出机中进行充分熔融塑化导入特制模头，挤出机温度150-300℃，模头温度250-350℃；
S22，将连续的玻璃纤维无捻粗纱通过牵引纱架进入模头，在模头中粗纱被强制散开，使每根单丝都被已预塑化的熔体充分浸渍包覆，然后集束，冷却，切粒，包装。
9.如权利要求8所述的一种热塑性复合材料建筑模壳的成型方法，其特征在于：所述连续玻纤增强热塑性复合材料成片厚度为0.1-1.0mm，所述的长玻纤增强热塑性复合材料切粒的颗粒长度为5-15mm。
10.如权利要求8所述的一种热塑性复合材料建筑模壳的成型方法，其特征在于：建筑模壳的主体(1)采用模压成型方法，加强筋(2)和弯折部(13)采用注塑成型方法，成型方法包括如下步骤：
S31，铺层：将多层裁切好的连续玻纤增强热塑性复合材料单向片按产品结构要求进行铺层，铺层角度包括为0°、90°、+45°和-45°；
S32，预热：铺好的连续玻纤增强热塑性复合材料进入烤箱中预热，预热温度150-300℃，预热时长30-600s；
S33，模压：预热完成的连续玻纤增强热塑性复合材料放入模压机模压，模压温度100-150℃，时间30-300s，压力500-1500吨；
S34，事先将长玻纤增强热塑性复合材料烘干，待S33步骤主体(1)模压完成后，动模回退留出注塑空间，用注塑机将长玻纤增强热塑性复合材料注入模具中，注塑成型工艺为：温度200-300℃，压力50-100MPa，保压时间5-60s，模具温度100-150℃；
S35，冷却脱模取件，即可得到建筑模壳。
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