一種聚丙烯夾芯中空模板的製作方法

2023-09-20 05:12:35 2

本發明涉及建築模板技術領域，具體而言，涉及一種聚丙烯夾芯中空模板。

背景技術：

我國是建築業大國，每年建築模板就會消耗掉木材900萬立方米，體量巨大。隨著我國加入《巴黎氣候協定》，森林資源逐步得到保護，木材的供應量大大降低。作為木材的使用大戶，建築模板的必然受到極大衝擊。為解決這一問題，提出了「以塑代木」的計劃。通過塑料替代木材作為建築模板。

為此開發了各種形式的塑料模板例如pvc發泡沫板、聚丙烯擠出中空模板、注塑模板等。這些模板的開發成功，為我們實現「以塑代木」提供很大的可能。但在這些開發的模板中，有材料本身的一些特性，造成使用的局限性。pvc發泡模板由於其耐溫性和熱收縮的問題，在使用過程中會造成漲模、收縮過大，產生工程安全和質量問題。

由於價格的優勢，聚丙烯的擠出中空模板在市場上得到了快速增長，逐漸成為市場的主流模板。

但聚丙烯的擠出中空模板由於其剛性的原因，在使用過程中存在易變性、熱脹冷縮嚴重、易破損等實際問題，也會限制其未來的進一步推廣。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供的一種聚丙烯夾芯中空模板，更好的克服了上述現有技術存在的問題和缺陷，利用玻璃纖維增強聚丙烯複合板材具有高強度、高剛性和優異的抗衝擊等性能，有效解決聚丙烯中空模板的剛性和衝擊性能的不足，提高了聚丙烯中空模板強度、剛性和抗衝擊性能，同時提高了聚丙烯中空模板的高低溫收縮率，以及提高聚丙烯夾芯中空模板的使用次數和壽命。

一種聚丙烯夾芯中空模板，所述中空模板包括上皮層、下皮層及位於所述上皮層和所述下皮層之間的芯層，所述上皮層和所述下皮層均為玻璃纖維增強聚丙烯複合板材，所述芯層為聚丙烯中空板材。

進一步地，所述上皮層和所述下皮層的厚度均為0.2～5mm。

進一步地，所述上皮層和所述下皮層的厚度均為0.4～3mm。

進一步地，所述上皮層和所述下皮層中玻璃纖維的重量含量為10～80％。

進一步地，所述上皮層和所述下皮層中玻璃纖維的重量含量為30～60％。

進一步地，所述上皮層和所述下皮層為連續玻璃纖維增強聚丙烯複合板材、長纖維增強聚丙烯複合板材或短纖維增強聚丙烯複合板材。

進一步地，所述芯層的基材還包括增強劑、阻燃劑、抗氧劑、光穩定劑和增塑劑中的一種或幾種。

進一步地，所述芯層的厚度為3～50mm。

進一步地，所述芯層的厚度為6～30mm。

進一步地，所述芯層的橫切面形狀包括「井」字形、「v」字形和「米」字形中的一種或幾種。

與現有技術相比，本發明的聚丙烯夾芯中空模板的有益效果是：

(1)、本發明的聚丙烯夾芯中空模板採用由上皮層、芯層和下皮層構成的三明治夾芯結構，且上皮層和下皮層均為玻璃纖維增強聚丙烯複合板材，利用其具有高強度、高剛性和優異的抗衝擊等性能，有效解決聚丙烯中空模板的剛性和衝擊性能的不足，提高了聚丙烯夾芯中空模板的強度和剛性，同時提高了聚丙烯夾芯中空模板的耐溫性，以及提高聚丙烯夾芯中空模板的使用次數和壽命。

(2)、進一步地，本發明的聚丙烯夾芯中空模板通過在芯層的基材中添加增強劑、阻燃劑、抗氧劑、光穩定劑和增塑劑中的一種或幾種，可以進一步提升聚丙烯夾芯模板的強度、阻燃、防老化等性能。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明的聚丙烯夾芯中空模板的縱切面結構示意圖；

圖2為本發明的聚丙烯夾芯中空模板的橫切面結構示意圖。

主要元件符號說明：

100-上皮層；

200-芯層；

300-下皮層。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對聚丙烯夾芯中空模板進行更全面的描述。附圖中給出了聚丙烯夾芯中空模板的首選實施例。但是，聚丙烯夾芯中空模板可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對聚丙烯夾芯中空模板的公開內容更加透徹全面。

在下文中，可在本發明的各種實施例中使用的術語「包括」或「可包括」指示所公開的功能、操作或元件的存在，並且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本發明的各種實施例中所使用，術語「包括」、「具有」及其同源詞僅意在表示特定特徵、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，並且不應被理解為首先排除一個或更多個其它特徵、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特徵、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本發明的各種實施例中，表述「或」或「a或/和b中的至少一個」包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述「a或b」或「a或/和b中的至少一個」可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

在本發明的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。除非另有限定，否則在這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關技術領域中的語境含義相同的含義並且將不被解釋為具有理想化的含義或過於正式的含義，除非在本發明的各種實施例中被清楚地限定。

參閱圖1和圖2，本發明提供了一種聚丙烯夾芯中空模板，所述中空模板包括上皮層100、下皮層300及位於所述上皮層100和所述下皮層300之間的芯層200，所述上皮層100和所述下皮層300均為玻璃纖維增強聚丙烯複合板材，所述芯層200為聚丙烯中空板材。

需要說明的是，聚丙烯(polypropylene，簡稱pp)是一種半結晶的熱塑性塑料。聚丙烯具有較高的耐衝擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸鹼腐蝕。

由上述描述可知，本發明的聚丙烯夾芯中空模板採用由上皮層100、芯層200和下皮層300構成的三明治夾芯結構，且上皮層100和下皮層300均採用玻璃纖維增強聚丙烯複合板材，利用玻璃纖維增強聚丙烯複合板材具有高強度、高剛性和優異的抗衝擊等性能，有效解決聚丙烯中空模板的剛性和衝擊性能的不足，提高了聚丙烯中空模板強度、剛性和抗衝擊性能，同時提高了聚丙烯中空模板的高低溫收縮率，以及提高聚丙烯夾芯中空模板的使用次數和壽命。

優選地，本發明實施例中，所述上皮層100和所述下皮層300的厚度均為0.2～5mm，如0.2mm、0.4mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等。

優選地，所述上皮層100和所述下皮層300的厚度均為0.4～3mm，如0.4mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等。

優選地，本發明實施例中，所述上皮層100和所述下皮層300中玻璃纖維的重量含量為10～80％，如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％等。

優選地，所述上皮層100和所述下皮層300中玻璃纖維的重量含量為30～60％，如30％、40％、50％或60％等。

優選地，所述上皮層100和所述下皮層300為連續玻璃纖維增強聚丙烯複合板材、長纖維增強聚丙烯複合板材或短纖維增強聚丙烯複合板材。

上述連續玻璃纖維增強聚丙烯複合板材可以為採用混纖紗織物(如歐文斯科寧的)經加熱熔融成型的織物增強的聚丙烯複合板材，也可以為採用通過連續玻璃纖維增強聚丙烯單向預浸帶經縱橫(0/90°)複合的片材。需要說明的是，採用織物或0/90°複合片材的優點在於複合後的模板在0/90°方向具有同等的強度和剛性，有利於模板材料性能的均勻性。

上述長纖維增強聚丙烯複合板材為玻璃纖維氈增強聚丙烯板材(gmt)。需要說明的是，長纖維增強聚丙烯複合材料的纖維長度為7～10mm。

上述短纖維增強聚丙烯板材為短纖維增強的聚丙烯擠出板材。需要說明的是，短纖維增強聚丙烯複合材料的纖維長度小於1mm。

上述連續玻璃纖維增強聚丙烯複合板材、長纖維增強聚丙烯複合板材(let-pp)或短纖維增強聚丙烯複合板材均具有良好的力學性能以及耐低溫、抗疲勞等性能，與熱固性片狀模塑料相比，其具有可重複加工和再生利用的優點，且具有良好的流動性能，更加易於模壓成型。

優選地，本發明實施例中，所述芯層200的基材還包括增強劑、阻燃劑、抗氧劑、光穩定劑和增塑劑中的一種或幾種。

需要理解的是，增強劑又稱增強材料，是指添加到樹脂中能與樹脂緊密地結合，並使製品的機械力學性能如抗拉強度、斷裂伸長率和抗衝擊強度顯著提高的物質。上述增強劑可列舉為本領域常用的滑石粉、矽灰石、高嶺土、玻璃纖維、碳酸鈣等增強劑等。

上述阻燃劑可列舉為本領域常用的氫氧化鎂、氫氧化鋁、tdcpp、聚磷酸銨、八溴醚、磷酸三苯酯、六溴環十二烷、mpp、硼酸鋅、十溴二苯乙烷、包覆紅磷或tbc等。

抗氧劑又稱防老劑，通過添加抗氧劑可以防止聚丙烯中空板材的老化並延長其使用壽命。上述抗氧劑可列舉為本領域常用的2，6-三級丁基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯等。

光穩定劑是一種能夠抑制或減弱光對塑料的降解作用，提高聚丙烯原料耐光性的物質，能排除或減緩光化學反應可能性，阻止或延遲光老化的過程，從而達到延長聚丙烯中空板材使用壽命的目的。上述光穩定劑可列舉為本領域常用的炭黑、氧化鋅、二氧化鈦和鋅鋇等。

上述增塑劑可列舉為本領域常用的鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯等。

由上述描述可知，本發明實施例中通過在芯層200的基材中添加增強劑、阻燃劑、抗氧劑、光穩定劑和增塑劑中的一種或幾種，可以進一步提升聚丙烯夾芯模板的強度、阻燃性能、防老化性能等。

優選地，本發明實施例中，所述芯層200的厚度為3～50mm，如3mm、6mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm等。

優選地，所述芯層200的厚度為6～30mm，如6mm、9mm、10mm、12mm、15mm、20mm、25mm或30mm等。

優選地，本發明實施例中，所述芯層200的橫切面形狀包括但不限於「井」字形、「v」字形和「米」字形中的一種或幾種。

本發明還提供了一種聚丙烯夾芯中空模板的製造方法，包括以下步驟：

步驟一、先將聚丙烯經螺杆擠出機擠出冷卻，切割得到聚丙烯中空板材。

步驟一、將玻璃纖維增強的聚丙烯複合片材與聚丙烯中空板材按照玻璃纖維增強聚丙烯複合片材-聚丙烯中空板材-玻璃纖維增強聚丙烯複合片材的三層夾芯的方式疊加，經加熱熔融，加壓粘合，冷卻定型即可得到經玻璃纖維增強聚丙烯複合材料增強的聚丙烯夾芯中空模板。

綜上所述，本發明的聚丙烯夾芯中空模板的有益效果是：

(1)、本發明的聚丙烯夾芯中空模板採用由上皮層100、芯層200和下皮層300構成的三明治夾芯結構，且上皮層100和下皮層300均採用玻璃纖維增強聚丙烯複合材料，利用其具有高強度、高剛性和優異的抗衝擊等性能，提高了聚丙烯中空模板強度、剛性和抗衝擊性能，同時提高了聚丙烯中空模板的高低溫收縮率，以及提高聚丙烯夾芯中空模板的使用次數和壽命。

(2)、進一步地，本發明的聚丙烯夾芯中空模板通過在芯層200的基材中添加增強劑、阻燃劑、抗氧劑、光穩定劑和增塑劑中的一種或幾種，可以進一步提升聚丙烯夾芯模板的強度、阻燃、防老化等性能。

儘管以上較多使用了表示結構的術語，例如「上皮層」、「芯層」、「下皮層」等，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。