一種復合板材、制備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及集裝箱地板制造技術領域，尤其涉及的是一種復合板材、制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]集裝箱地板是集裝箱的主要承載結構，集裝箱地板制造業(yè)要求地板具有很高的力學性能、精確的加工尺寸、良好的抗沖擊性。長期以來，集裝箱地板主要采用熱帶雨林中生長的高密度硬闊葉木材為主要原料，制作上采用大徑級原木旋切成單板后，多層單板組胚，熱壓成膠合板。由于高密度闊葉樹種的生長周期很長，一般均需50年甚至更長，而集裝箱地板的需求卻日益增加。為了保護世界生態(tài)環(huán)境，減少熱帶硬木資源的消耗，開發(fā)新型集裝箱地板，拓寬地板用材的來源，具有深遠的現實意義。
[0003]中國專利CN93115652.0公開了一種竹質集裝箱地板的生產方法，該方法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后疊層加壓，所生產的竹質集裝箱地板能夠通過國際集裝箱的測試要求，但是竹材的利用率低、制造復雜、加工效率低下，導致竹質集裝箱地板的成本偏高，產能有限，不能大規(guī)模用于市場化。
[0004]中國專利CN102909761A中介紹了一種勻質集裝箱地板生產方法。該勻質集裝箱地板生產方法所使用的單板材料為竹單板和木質單板。該竹木集裝箱地板采用22-27層層次結構，總組坯厚度32-42_。單板層經涂膠、組坯、預壓、熱壓等工序生產而得到勻質集裝箱地板。該方法采用木材與竹膠板復合作為集裝箱地板。該方法加工制備而成的集裝箱底板其表面須經過噴漆處理，并且其表面的防水，耐磨性較差。
[0005]實用新型CN202952333U公開了一種全竹集裝箱地板，該全竹集裝箱地板由21層結構組成，除第I層和第21層為浸潰紙層，其余皆為竹膠板，可以降低集裝箱地板的生產成本。采用全竹結構集裝箱底板，其材料鋪層設計未經設計，導致竹材用料多，板面較厚。
[0006]現有技術中雖然也有用竹子作為主要原料來制備底板的技術方案，但制備的產品成本高，力學性能還需要進一步提高。

【發(fā)明內容】

[0007]針對現有技術中所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足集裝箱載貨強度要求的復合板材，通過纖維增強的熱塑性板材與竹膠板進行復合，經過科學的結構設計與膠合工藝，獲得一種符合集裝箱地板使用要求的對稱復合板材，替代傳統(tǒng)的采用東南亞克隆木等熱帶闊葉硬木制造的集裝箱地板用膠合板。
[0008]本發(fā)明的另一目的是提供一種上述復合板材的制備方法，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，用竹席和單向竹簾作為芯層材料，經合理搭配組合，采用科學的膠合工藝可以制成具有高性能的集裝箱地板復合板材，充分發(fā)揮了纖維增強熱塑性板材耐磨、耐酸堿、防水、高模量高強度等特性，滿足對集裝箱地板所提出的各項機械、物理技術要求。
[0009]本發(fā)明的第三個發(fā)明目的是提供一種上述復合板材的應用。
[0010]為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0011]本發(fā)明提供了一種復合板材，所述復合板材包括從上到下依次排列的第一面層、第一芯層、中芯層、第二芯層和第二面層，所述中芯層的上下表面分別與所述第一芯層的一面和所述第二芯層的一面連接，所述第一芯層的另一面與所述第一面層的一面以兩性膠粘薄膜連接，所述第二芯層的另一面與所述第二面層的一面以兩性膠粘薄膜連接。
[0012]所述兩性膠粘薄膜為聚乙烯膜，克重為50?100g/m2。
[0013]所述第一面層或所述第二面層均為纖維增強熱塑性板材。
[0014]所述第一面層或所述第二面層的厚度均為2?5mm，所述纖維占樹脂基體的質量百分數為40?55%。
[0015]所述纖維增強熱塑性板材中的樹脂基體為PP基體或PE基體。
[0016]所述纖維增強熱塑性板材選自短纖維增強的熱塑性板材(SFT)、長纖維增強的熱塑性板材(LFT或GMT)或連續(xù)纖維增強的熱塑性板材(CFT)中的一種或一種以上。
[0017]所述纖維增強熱塑性板材中的纖維選自玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維中的一種或一種以上；優(yōu)選玻璃纖維或玄武巖纖維；更優(yōu)選玻璃纖維。
[0018]所述第一芯層或所述第二芯層為編織的單向鋪層的竹席材料，厚度為2?6_，竹席通過酚醛樹脂膠膠合。
[0019]所述竹席材料的層數為I?3層。
[0020]所述竹席材料為竹子經過處理后形成的竹篾，竹篾經過編織后形成的縱橫交織的竹席材料。
[0021]所述中芯層為單向竹簾經過鋪層得到的板材，單向竹簾通過酚醛樹脂膠膠合，厚度為25?30mm。
[0022]所述鋪層的方式為[02/90]11/02或[0/90]m/0，層數為13?17層，單層厚度為1.7 ?2.0mm, η 為 3 ?5, m 為 6 ?8。
[0023]所述[02/90]n/02是以兩層O度鋪層，一層90度鋪層為一個單元，進行η次相同的鋪層后，然后鋪設兩層O度方向材料。
[0024]所述[0/90]m/0是以一層O度鋪層，一層90度鋪層為一個單元，進行m次相同的鋪層后，然后鋪設一層O度方向材料。
[0025]所述單向竹簾是竹子經過剖切形成條狀的竹條；將該竹條單向平行排布，利用縫合線將其連接形成的材料。
[0026]所述酚醛樹脂膠的施膠量為300?400g/m2，酚醛樹脂膠中加入防蟲劑，防蟲劑的加入量為酹醒樹脂膠的質量百分含量為0.3?0.5%。
[0027]所述防蟲劑為辛硫磷、氯菊酯、溴氰菊酯、氯氟菊酯或4-溴-2-(4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5_ (三氟甲基)卩比咯-3-腈(Chlorfenapyr)中的一種或一種以上；優(yōu)選4-溴-2- (4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5-(三氟甲基)卩比咯-3-腈(Chlorfenapyr)。
[0028]所述的竹子為毛竹或楠竹中的一種。
[0029]本發(fā)明還提供了一種上述復合板材的制備方法，包括以下步驟:
[0030]在第二面層上面鋪放一層兩性膠粘薄膜，在兩性膠粘薄膜上面鋪放第二芯層，在第二芯層的上面鋪放中芯層，在中芯層的上面鋪放第一芯層，在第一芯層的上面鋪放一層兩性膠粘薄膜，在兩性膠粘薄膜的上面鋪放第一面層，最后熱壓、保壓；再分段降壓和排氣或先冷卻到室溫后卸壓，制得復合板材。
[0031]所述第一面層或所述第二面層由以下方法制得:
[0032]將纖維鋪展開與擠出熔融的樹脂基體復合，再經過輥壓后得到纖維增強熱塑性的預浸帶，其中纖維占預浸帶總質量的百分比為40?55%，然后在溫度為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，然后再冷壓30?40min，得到纖維增強熱塑性板材，即第一面層和第二面層。
[0033]所述樹脂基體為PP基體或PE基體。
[0034]所述纖維選自玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維中的一種或一種以上；優(yōu)選玻璃纖維或玄武巖纖維；更優(yōu)選玻璃纖維。
[0035]所述第一芯層或所述第二芯層經過預處理，預處理包括以下步驟:
[0036]竹子經過處理后形成竹篾，竹篾經過編織后形成的縱橫交織的竹席材料；進行第一次烘干；然后通過酚醛樹脂膠膠合并甩干；曬干或進行第二次烘干，竹席材料的層數為I?3層，得到經過預處