一種塑料複合底板的製作方法
2023-07-18 08:33:31
一種塑料複合底板的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種塑料複合底板，包括從上到下依次排列的面層、芯層和底層，所述芯層包括中芯層和增強層，所述芯層的上下表面分別通過兩性膠粘薄膜與所述面層和所述底層連接。本實用新型中的塑料複合底板，其密度、強度、彈性模量和表面質量等各項性能指標均達到國際貨櫃工業標準的複合貨櫃底板，所以用作貨櫃底板，其可設計性強，能夠根據實際的需求合理的選擇面層和芯層的厚度和密度，以達到最佳的經濟效果。
【專利說明】一種塑料複合底板
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於複合材料【技術領域】，涉及一種塑料複合底板。
【背景技術】
[0002]貨櫃底板是貨櫃的主要承載結構，要求貨櫃底板具有很高的力學性能、精確的加工尺寸、良好的抗衝擊性。長期以來，貨櫃底板主要採用熱帶雨林中生長的高密度硬闊葉木材為主要原料，製作上採用大徑級原木旋切成單板後，多層單板組胚，熱壓成膠合板。由於高密度闊葉樹種的生長周期很長，一般均需50年甚至更長，而貨櫃底板的需求卻日益增加。為了保護世界生態環境，減少熱帶硬木資源的消耗，開發新型貨櫃底板，拓寬底板用材的來源，具有深遠的現實意義。
[0003]專利CN93115652.0中將竹材剖成等寬等厚的篾片，篾片平行排列成片，放入防腐劑與酚醛樹脂的混合液中浸潰後疊層加壓，所生產的竹質貨櫃底板能夠通過國際貨櫃的測試要求，但是竹材的利用率低、製造複雜、加工效率低下，導致竹質貨櫃底板的成本偏高，產能有限，不能大規模用於市場化。
實用新型內容
[0004]針對現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種能夠滿足貨櫃載貨強度要求的塑料複合底板，通過纖維增強的熱塑性板材與普通塑料回料進行複合，經過科學的結構設計與膠合工藝，獲得一種符合貨櫃底板使用要求的塑料複合底板，替代傳統的採用東南亞克隆木等熱帶闊葉硬木製造的貨櫃底板用膠合板。
[0005]本實用新型的另一目的是提供一種上述塑料複合底板的製備方法，該方法將強度大、硬度高、韌性好的纖維增強的熱塑性板材作為表層材料或中間承力層材料，用玻璃纖維和回料塑料為芯層材料，經合理搭配組合，採用科學的膠合工藝可以製成具有高性能的貨櫃底板用塑料複合底板，充分發揮了纖維增強熱塑性板材耐磨、耐酸鹼、防水、高模量高強度等特性，在各方面滿足對貨櫃底板所提出的各項機械、物理技術要求。
[0006]本實用新型的第三個目的是提供一種上述塑料複合底板的用途。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]本實用新型提供了一種塑料複合底板，包括從上到下依次排列的面層、芯層和底層，所述芯層包括中芯層和增強層，所述芯層的上下表面分別通過兩性膠粘薄膜與所述面層和所述底層連接。
[0009]所述面層或所述底層為纖維增強熱塑性板材，厚度為2?5mm。
[0010]所述增強層選自纖維單向布或纖維增強熱塑性板材中的一種或兩種。
[0011]面層、底層和增強層為纖維增強熱塑性板材時可以一致。
[0012]所述纖維單向布選自玻璃纖維單向布、碳纖維單向布或玄武巖纖維單向布中，優選玻璃纖維單向布或玄武巖單向布。
[0013]所述增強層的層數為I?5層。[0014]所述纖維單向布的厚度為0.5?1.0mm,克重為200?500g/m2。
[0015]所述纖維增強熱塑性板材的厚度為2?5mm。
[0016]所述纖維增強熱塑性板材中，纖維的質量百分數為40?55%。
[0017]所述纖維增強熱塑性板材中的熱塑性樹脂選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中的一種或一種以上。
[0018]所述纖維增強熱塑性板材中的纖維選自連續玻璃纖維、連續碳纖維或連續玄武巖纖維中的一種或一種以上；優選連續玻璃纖維或連續玄武巖纖維；更優選連續玻璃纖維。
[0019]所述中芯層為回料塑料板材，層數為I?8層，單層厚度為2?16mm。
[0020]所述回料塑料板材選自回料聚丙烯塑料、回料聚乙烯塑料、回料聚苯乙烯塑料或回料PET塑料中的一種或一種以上。
[0021]所述兩性膠粘薄膜為聚乙烯膜，克重為50?100g/m2。
[0022]本實用新型還提供了一種上述塑料複合底板的製備方法，包括以下步驟:
[0023]在芯層的上下表面均勻覆上一層兩性膠粘薄膜，分別粘上面層和底層，然後熱壓、保壓；再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫後卸壓；製得塑料複合底板。
[0024]所述熱壓的溫度為135?145°C。
[0025]所述保壓的壓力為1.5?3.0MPa,時間為10?18min。
[0026]所述分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持3?5min後卸壓。
[0027]所述面層、所述底層或所述增強層為纖維增強熱塑性板材時由以下方法製得:將纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體複合，再經過滾壓後，得到纖維增強熱塑性的預浸帶，纖維佔預浸帶的質量百分數為40?55%，然後將預浸帶鋪層，在溫度為160?240°C，壓力為2?4MPa的條件下，熱壓20?30min，再冷壓30?40min，製得纖維增強熱塑性板材。
[0028]所述芯層由以下方法製得:將中芯層和增強層進行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜，鋪放好後加入熱壓機中經過熱壓成型和冷壓後得到芯層。
[0029]所述中芯層由以下方法製得:將回料樹脂加入擠出機中熔融擠出，冷卻定型後得到回料塑料板材。
[0030]所述鋪放方式為，按照從上到下依次為增強層、中芯層、增強層的順序進行鋪放或按照從上到下依次為中芯層、增強層、中芯層的順序進行鋪放。
[0031]本實用新型還提供了一種上述塑料複合底板用作貨櫃底板的用途；該塑料複合底板用作貨櫃底板，具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、且不吸水、容易清洗等優點。
[0032]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和有益效果:
[0033]1、本實用新型中的塑料複合底板，其密度、強度、彈性模量和表面質量等各項性能指標均達到國際貨櫃工業標準的複合貨櫃底板，所以用作貨櫃底板，其可設計性強，能夠根據實際的需求合理的選擇面層和芯層的厚度和密度，以達到最佳的經濟效果。塑料複合底板的面層是纖維增強的熱塑性板材，具有很好的耐磨性、耐腐蝕性，且不吸水、容易清洗，相對於硬木底板，本實用新型的塑料複合底板使用壽命大大提高，且免除了底面噴漆的工序，對環境保護有利。另外，纖維增強的熱塑性板材不易腐蝕、不生菌，不會存在蟲蛀的問題。
[0034]2、本實用新型通過對纖維增強熱塑性板材和普通的塑料回料進行結合，節省了木材貨櫃中木材的烘乾和處理過程和時間，簡化了工序流程，節省了操作時間，便於大批量的生產，也為木質貨櫃底板材料來源開闢了新途徑。
[0035]3、本實用新型充分利用塑料回料，為資源的重複利用，環境的友好提供了很大的優勢，使得廢料擁有一條可大量消耗回收的路徑。
[0036]4、本實用新型的方法將強度大、硬度高、韌性好的纖維增強的熱塑性板材作為表層材料或中間承力層材料，用普通的塑料回料作為芯層材料，經合理搭配組合，採用科學的膠合工藝可以製成具有高性能的貨櫃底板用塑料複合底板，充分發揮了纖維增強熱塑性板材耐磨、耐酸鹼、防水、高模量高強度等特性，在各方面滿足對貨櫃底板所提出的各項機械、物理技術要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1為本實用新型實施例1的塑料複合底板的截面結構示意圖。
[0038]圖2為本實用新型實施例2的塑料複合底板的截面結構示意圖。
[0039]圖3為本實用新型實施例3的塑料複合底板的截面結構示意圖。
[0040]圖4為本實用新型實施例4的塑料複合底板的截面結構示意圖。
[0041]其中:11為面層，12為增強層，13為中芯層，14為底層，15為芯層；21為面層，22為中芯層，23為增強層一，24為增強層二，25為底層，26為芯層；31為面層，32為增強層一，33為中芯層，34為增強層二，35為底層，36為芯層；41為面層，42為中芯層，43為增強層，44為底層，45為芯層。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖所示實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0043]纖維增強熱塑性板材，具有重量輕、比強度、比模量高，耐腐蝕、耐水性、耐磨擦性好；對多種酸、鹼呈惰性，抗衝擊，致斷應變值高；設計靈活性好，可選擇適當的纖維種類、纖維含量和纖維取向來滿足具體用途的要求。
[0044]實施例1
[0045]一種塑料複合底板的製備方法如下:
[0046]面層為連續玻纖增強聚丙烯板材面層11，面層11和底層14的製備方法包括以下步驟:將連續玻璃纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體聚丙烯複合，纖維佔樹脂基體的質量百分數為40%，再經過滾壓後，得到纖維增強熱塑性的預浸帶，然後在溫度為170?180°C，壓力為2?4MPa的條件下，將纖維增強熱塑性的預浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20?30min，然後再冷壓30?40min，得到連續玻纖增強聚丙烯板材面層11，鋪設方式為縱向。
[0047]中芯層13由以下方法製得:將回料聚丙烯塑料加入擠出機中熔融擠出，冷卻定型後得到回料塑料板材。
[0048]芯層15由以下方法製得:將中芯層13和增強層12進行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為100g/m2，鋪放好後加入熱壓機中經過熱壓成型和冷壓後得到芯層。鋪放方式為，按照從上到下依次為兩層增強層、中芯層、兩層增強層的順序進行鋪放。增強層間通過兩性膠粘薄膜聚乙烯膜來粘結，增強層為玻璃纖維單向布，厚度為1_，克重為 500g/m2。
[0049]芯層15的上下面分別覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為100g/m2，分別粘上連續玻纖增強聚丙烯板材面層11和底層14，最後熱壓，熱壓的溫度為145°C ;保壓，保壓的壓力為1.5MPa，時間為IOmin ;再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫後卸壓；分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持3min後卸壓；製得厚度為28mm的塑料複合底板。測得該複合底板中:面層11和底層14厚度均為4mm ;增強層12厚度為1mm,中芯層13厚度為16mm,芯層15的總厚度為20mm。
[0050]製備得到的塑料複合底板如圖1所示，圖1為本實用新型實施例1的塑料複合底板的截面結構示意圖；從上至下依次包括面層11、芯層15和底層14，所述芯層15包括從上到下依次排列的增強層12，增強層12，中芯層13，增強層12，增強層12 ;共5層。
[0051]該塑料複合底板，通過常規後期製作，用作貨櫃底板，可以達到順紋靜曲強度≥90MPa，橫紋靜曲強度≥30MPa ;順紋彈性模量≥lOOOOMPa，橫紋彈性模量≥3000MPa的物理力學性能。
[0052]實施例2
[0053]一種塑料複合底板的製備方法如下:
[0054]面層21、底層25和增強層二 24的製備方法包括以下步驟:將連續玻璃纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體聚乙烯複合，纖維佔樹脂基體的質量百分數為48%，再經過滾壓後，得到纖維增強熱塑性的預浸帶，然後在溫度為170~180°C，壓力為2~4MPa的條件下，將纖維增強熱塑性的預浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20~30min，然後再冷壓30~40min，得到連續玻纖增強聚乙烯板材，鋪 設方式為縱向。
[0055]中芯層22由以下方法製得:將回料聚乙烯塑料加入擠出機中熔融擠出，冷卻定型後得到回料塑料板材。增強層一 23為碳纖維單向布，厚度為0.5mm，克重為200g/m2。增強層二 24為連續玻纖增強熱塑性聚乙烯板材，厚度為2mm。
[0056]芯層26由以下方法製得:將中芯層22、增強層一 23和增強層二 24進行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為50g/m2，鋪放好後加入熱壓機中經過熱壓成型和冷壓後得到芯層。鋪放方式為，按照從上到下依次為中芯層22，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層二 24，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，中芯層22，共13層；增強層間或增強層與中芯層間通過兩性膠粘薄膜聚乙烯膜來粘結。
[0057]芯層26的上下面分別覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為50g/m2，然後將芯層的上下面分別覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為50g/m2，分別粘上連續玻纖增強聚乙烯板材面層21和底層25，最後熱壓，熱壓的溫度為135°C ;保壓，保壓的壓力為3.0MPa，時間為ISmin ;再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫後卸壓；分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持5min後卸壓；製得厚度為28mm的塑料複合底板。
[0058]製備得到的塑料複合底板如圖2所示，圖2為本實用新型實施例2的塑料複合底板的截面結構示意圖，從上至下依次包括面層21、芯層26和底層25，所述芯層26包括從上到下依次排列的中芯層22，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層二 24，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，增強層一 23，中芯層22，中芯層22 ;共13層。製備的該塑料複合底板總厚度為28mm，其中面層21和底層25厚度均為2mm，芯層26對應上述鋪層的各層厚度分別為 2mm, 2mm, 0.5mm, 3mm, 0.5mm, 3mm, 2mm, 3mm, 0.5mm, 3mm, 0.5mm,2mm, 2mm,芯層26總厚度為24mm。[0059]該塑料複合底板，通過常規後期製作，用作貨櫃底板，可以達到順紋靜曲強度≥90MPa，橫紋靜曲強度≥30MPa ;順紋彈性模量≥lOOOOMPa，橫紋彈性模量≥3000MPa的物理力學性能。
[0060]實施例3
[0061]一種塑料複合底板的製備方法如下:
[0062]面層31、底層35和增強層二 34均為連續玻纖增強聚苯乙烯板材，製備方法包括以下步驟:將連續玻璃纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體聚苯乙烯複合，纖維佔樹脂基體的質量百分數為55%，再經過滾壓後，得到纖維增強熱塑性的預浸帶，然後在溫度為160~180°C，壓力為2~4MPa的條件下，將纖維增強熱塑性的預浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20~30min，然後再冷壓30~40min，得到連續玻纖增強聚苯乙烯板材，鋪設方式為縱向。
[0063]中芯層33由以下方法製得:將回料聚苯乙烯塑料加入擠出機中熔融擠出，冷卻定型後得到回料塑料板材。面層31、底層35和增強層二 34均為連續玻纖增強熱塑性聚苯乙烯板材，增強層一 32為玄武巖纖維單向布，厚度為1mm，克重為500g/m2。
[0064]芯層36由以下方法製得:將增強層一 32、中芯層33和增強層二 34進行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為80g/m2，鋪放好後加入熱壓機中經過熱壓成型和冷壓後得到芯層。鋪放方式為，從上到下依次排列的增強層一 32，中芯層33，增強層二34，中芯層33，增強層一 32 ;共5層。增強層間或增強層與中芯層間通過兩性膠粘薄膜聚乙火布月旲來粘結。
[0065]芯層36的上下面分別覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為80g/m2，分別粘上面層31和底層35，最後熱壓，熱壓的溫度為140°C;保壓，保壓的壓力為2.0MPa，時間為15min ;再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫後卸壓；分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持4min後卸壓；製得厚度為28mm的塑料複合底板。測得該複合底板中:面層31和底層35厚度均為3mm ;增強層一 32厚度為1mm,中芯層33厚度為9mm,增強層二 34厚度為2mm,芯層36總厚度為22mm。
[0066]製備得到的塑料複合底板如圖3所示，圖3為本實用新型實施例3的塑料複合底板的截面結構示意圖，從上至下依次包括面層31、芯層36和底層35，所述芯層36包括從上到下依次排列的增強層一 32，中芯層33，增強層二 34，中芯層33，增強層一 32 ;共5層。
[0067]該塑料複合底板，通過常規後期製作，用作貨櫃底板，可以達到順紋靜曲強度≥90MPa，橫紋靜曲強度≥30MPa ;順紋彈性模量≥lOOOOMPa，橫紋彈性模量≥3000MPa的物理力學性能。
[0068]實施例4
[0069]一種塑料複合底板的製備方法如下:
[0070]面層41、底層44和增強層43均為連續玻纖增強PET板材，製備方法包括以下步驟:將連續玻璃纖維鋪展開，與擠出熔融的樹脂基體PET複合，纖維佔樹脂基體的質量百分數為55%，再經過滾壓後，得到纖維增強熱塑性的預浸帶，然後在溫度為220~240°C，壓力為2~4MPa的條件下，將纖維增強熱塑性的預浸帶熱壓成板材，熱壓時間為20~30min，然後再冷壓30~40min，得到連續玻纖增強PET板材；面層41和底層44厚度為5mm，增強層43厚度為4mm,鋪設方式均為縱向。
[0071]中芯層42由以下方法製得:將回料PET塑料加入擠出機中熔融擠出，冷卻定型後得到回料塑料板材。
[0072]芯層45由以下方法製得:將中芯層42和增強層43進行鋪放，相鄰兩層間覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為60g/m2，鋪放好後加入熱壓機中經過熱壓成型和冷壓後得到芯層。鋪放方式為從上到下依次排列的中芯層42，增強層43，中芯層42;共3層。增強層間或增強層與中芯層間通過兩性膠粘薄膜聚乙烯膜來粘結。
[0073]芯層45的上下面分別覆上兩性膠粘薄膜聚乙烯膜，克重為60g/m2，分別粘上連續玻纖增強PET板材面層41和底層44，最後熱壓，熱壓的溫度為145°C ;保壓，保壓的壓力為
3.0MPa,時間為15min ;再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫後卸壓；分段降壓為壓力降到原先壓力的一半，保持5min後卸壓；製得厚度為28mm的塑料複合底板。測得該複合底板中:面層41和底層44厚度均為5mm衝芯層42厚度為7mm，增強層43厚度為4臟，芯層45總厚度為18mm。
[0074]製備得到的塑料複合底板如圖4所示，圖4為本實用新型實施例4的塑料複合底板的截面結構示意圖，從上至下依次包括面層41、芯層45和底層44，所述芯層45包括從上到下依次排列的中芯層42，增強層43，中芯層42 ;共3層。
[0075]該塑料複合底板，通過常規後期製作，用作貨櫃底板，可以達到順紋靜曲強度≥90MPa，橫紋靜曲強度≥30MPa ;順紋彈性模量≥lOOOOMPa，橫紋彈性模量≥3000MPa的物理力學性能。
[0076]本實用新型將強度大、硬度高、韌性好的纖維增強的熱塑性板材作為表層材料或中間承力層材料，用回料塑料板材和連續纖維增強的熱塑性樹脂板材作為芯層材料，經合理搭配組合，採用科學的膠合工藝可以製成具有高性能的複合貨櫃底板，充分發揮了纖維增強熱塑性板材耐磨、耐酸鹼、防水、高模量高強度等特性，在各方面滿足對貨櫃底板所提出的各項機械、物理技術要求。
[0077]上述的對實施例的描述是為便於該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本實用新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本實用新型不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，不脫離本實用新型範疇所做出的改進和修改都應該在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種塑料複合底板，其特徵在於:包括從上到下依次排列的面層、芯層和底層，所述芯層包括中芯層和增強層，所述芯層的上下表面分別通過兩性膠粘薄膜與所述面層和所述底層連接。
2.根據權利要求1所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述面層或所述底層為纖維增強熱塑性板材，厚度為2?5mm。
3.根據權利要求1所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述增強層為纖維單向布或纖維增強熱塑性板材。
4.根據權利要求3所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述纖維單向布為玻璃纖維單向布、碳纖維單向布或玄武巖纖維單向布。
5.根據權利要求3所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述增強層的層數為I?5層。
6.根據權利要求3所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述纖維單向布的厚度為0.5 ?1.0mm,克重為 200 ?500g/m2 ； 或所述纖維增強熱塑性板材的厚度為2?5mm。
7.根據權利要求2或3所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述纖維增強熱塑性板材中，纖維的質量百分數為40?55%。
8.根據權利要求7所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述纖維增強熱塑性板材中的熱塑性樹脂為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚對苯二甲酸乙二酯。
9.根據權利要求7所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述纖維增強熱塑性板材中的纖維為連續玻璃纖維、連續碳纖維或連續玄武巖纖維。
10.根據權利要求1所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述中芯層為回料塑料板材，層數為I?8層,單層厚度為2?16mm。
11.根據權利要求10所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述回料塑料板材為回料聚丙烯塑料、回料聚乙烯塑料、回料聚苯乙烯塑料或回料PET塑料。
12.根據權利要求1所述的塑料複合底板，其特徵在於:所述兩性膠粘薄膜為聚乙烯膜，克重為50?100g/m2。
【文檔編號】B32B37/10GK203697625SQ201420053271
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】楊桂生, 魯小城, 鄧麗莉, 趙磊, 解廷秀, 李蘭傑 申請人:上海傑事傑新材料(集團)股份有限公司