一種復(fù)合板材、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合板材、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]集裝箱底板是集裝箱的主要受力部分，由于其對力學(xué)性能的嚴(yán)格要求，一直以來都是采用寒帶和熱帶的硬木板材或者這些板材制備的多層復(fù)合板制造，但是硬木的生長周期長，一般均需50年甚至更長，而集裝箱底板的需求卻日益增加。硬木的資源枯竭迫使我們尋找更好的替代資源，開發(fā)新型集裝箱底板，是我們目前迫切需要解決的問題。
[0003]專利CN1105624A中講述了一種高強(qiáng)竹膠合板的制造方法，油漆是一種集裝箱底板用竹制膠合板的制造方法。首先對原竹分部位、分類鋸斷，通過分層機(jī)將竹青、竹黃、竹芯分開，用整形機(jī)將內(nèi)衛(wèi)炫有差異的竹條銑平為等寬、等厚、等直度的竹片、然后編織-干燥-上膠-組胚-熱壓，該方法程序復(fù)雜，竹材利用率低，所需要的機(jī)械設(shè)備和人力較多。
[0004]在專利號為CN201694572的專利中，采用金屬骨架和塑料地板配合制備集裝箱用地板結(jié)構(gòu)，該集裝箱的底部兩側(cè)梁之間設(shè)置并排的金屬骨架，在金屬骨架之間設(shè)置塑料地板。由于金屬骨架強(qiáng)度比原有設(shè)計提高很多，因此，可以降低對塑料地板的強(qiáng)度要求，該塑料地板可以采用低熔點(diǎn)的熱塑性材料，可回收利用。但是該金屬塑料復(fù)合地板中金屬仍然占了很大的比重，重量上并沒有起到明顯的優(yōu)勢；且金屬骨架與塑料地板的鏈接比較麻煩，一般是通過鉚釘，增加了工序，效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)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(qiáng)度要求的底板用的復(fù)合板材，通過纖維增強(qiáng)的復(fù)合板材與普通的木質(zhì)復(fù)合板材進(jìn)行復(fù)合，經(jīng)過科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與獨(dú)特的加工方法，獲得一種符合集裝箱底板使用要求的復(fù)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底板用膠合板。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述復(fù)合板材的制備方法。
[0007]本發(fā)明的第三個目的是提供一種上述復(fù)合板材的用途。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明提供了一種復(fù)合板材，從上至下依次包括面層、芯層和底層，所述芯層包括中芯層和增強(qiáng)層，所述芯層的上下表面分別通過酚醛樹脂膠與所述面層和所述底層連接。
[0010]所述增強(qiáng)層位于芯層的兩側(cè)或中間。
[0011]所述面層或所述底層厚度均為0.5?2_。
[0012]所述中芯層的單層厚度為3?8mm。
[0013]所述增強(qiáng)層選自纖維單向布或纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材中的一種或兩種的混合物。
[0014]所述增強(qiáng)層為纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材時，厚度為0.5?2mm。
[0015]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，優(yōu)選玻璃纖維單向布或玄武巖單向布。
[0016]所述增強(qiáng)層的層數(shù)為I?4層。
[0017]所述增強(qiáng)層中的纖維單向布的厚度為0.5?1.0mm，克重為200?500g/m2。
[0018]所述面層或所述底層均為纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材。
[0019]所述纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材選自短纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(SFT)、長纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(LFT或GMT)或連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性板材(CFT)中的一種或者一種以上。
[0020]所述纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材中的纖維選自連續(xù)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。
[0021]所述纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材中的熱固性樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂或聚酰亞胺樹脂中的一種或一種以上，優(yōu)選酚醛樹脂。
[0022]所述纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材中纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55%。
[0023]所述中芯層為細(xì)木工板。
[0024]所述細(xì)木工板為柳桉細(xì)木工板、松木細(xì)木工板、楊木細(xì)木工板或香杉木細(xì)木工板中的一種或一種以上；層數(shù)為3?7層，單層厚度為3.0?8.0mm，含水量彡8%。
[0025]所述芯層的單層間排列方式采用縱橫交錯排布或縱向排布中的一種或兩種的混八口 ο
[0026]本發(fā)明還提供了一種上述復(fù)合板材的制備方法，包括以下步驟:
[0027]按照面層、芯層和底層的順序排列組胚，分別涂上酚醛樹脂膠，組胚后進(jìn)行熱壓復(fù)合得到復(fù)合板材。
[0028]所述面層或所述底層的制備方法如下:將纖維進(jìn)行排紗整經(jīng)后，通過裝有熱固性樹脂的浸潰槽來浸潰樹脂；將浸潰樹脂后的纖維進(jìn)行擠壓，使樹脂充分浸潤纖維，纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55% ;烘干后壓實制得面層和底層。
[0029]所述芯層包括中芯層和增強(qiáng)層，將中芯層和增強(qiáng)層進(jìn)行鋪放，相鄰兩層間覆上酚醛樹脂膠，鋪放好后加入熱壓機(jī)中經(jīng)過熱壓成型和冷壓后得到芯層。
[0030]所述增強(qiáng)層為纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合板材時的制備方法如下:將纖維進(jìn)行排紗整經(jīng)后，通過裝有熱固性樹脂的浸潰槽來浸潰樹脂；將浸潰樹脂后的纖維進(jìn)行擠壓，使樹脂充分浸潤纖維，纖維的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40?55% ;烘干后壓實制得面層和底層。
[0031]所述中芯層為細(xì)木工板，細(xì)木工板的制備方法如下:將木材裁切成均勻的木束或木條，然后將其進(jìn)行干燥處理，控制含水率為2?8% ;接著對木束或木條施膠，然后鋪裝組胚，最后放入壓機(jī)中熱壓，溫度在105°C?160°C，壓力為1.0?30MPa，熱壓時間為3?30min,冷壓定型得到細(xì)木工板。
[0032]所述膠為三聚氰胺改性樹脂膠、聚氨酯膠、異氰酸酯膠中的一種或一種以上。
[0033]所述木板為柳桉木板、松木木板、楊木木板或香杉木板中的一種。
[0034]所述木板的含水率為6?12%。
[0035]所述酚醛樹脂膠的涂膠量為300?400g/m2。
[0036]所述熱壓復(fù)合的熱壓溫度為130?140°C，壓力為1.0?2.0MPa、保壓，其時間為10?15min ;然后將壓力降到一半，保持4?6min后完全卸壓、排氣、卸壓，或向內(nèi)通冷水，待其冷卻到室溫后卸壓，制得復(fù)合板材。
[0037]本發(fā)明還提供了一種上述復(fù)合板材作為集裝箱底板的用途；該復(fù)合板材具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、不吸水、容易清洗等優(yōu)點(diǎn)。
[0038]和現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0039]1、本發(fā)明制得的復(fù)合板材可用于集裝箱底板，其密度、強(qiáng)度、彈性模量和表面質(zhì)量等各項性能指標(biāo)均達(dá)到國際集裝箱工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0040]2、本發(fā)明制得的復(fù)合板材，采用在芯層中穿插增強(qiáng)纖維單向布層的方法，利用增強(qiáng)纖維單向布的單取向上拉伸強(qiáng)度大的特性，通過合理鋪放組胚設(shè)計，增強(qiáng)了集裝箱底板材料在長度方向上的彎曲性能。
[0041]3、本發(fā)明的復(fù)合板材可設(shè)計性強(qiáng)，能夠根據(jù)實際的需求合理的選擇面層和芯層的厚度和密度，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。底板的面層是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、不吸水、容易清洗，對比于硬木底板，本發(fā)明的復(fù)合板材使用壽命大大提高，且免除了底面噴漆的工序，對環(huán)境保護(hù)有利。另外，復(fù)合材料板材不易腐蝕、不生菌，不會存在蟲蛀的問題。
[0042]4、本發(fā)明的復(fù)合板材完全擺脫了長期以來對熱帶闊葉硬木和大口徑原木的依賴，采用的復(fù)合材料、增強(qiáng)纖維單向布及普通木質(zhì)板材等都是可再生資源，為集裝箱底板材料來源開辟了新途徑，推動了集裝箱行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【附圖說明】
[0043]圖1為實施例1所示復(fù)合板材的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖2為實施例2所示復(fù)合板材的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖3為實施例3所示復(fù)合板材的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖4為實施例4所示復(fù)合板材的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]其中:11為面層，12為第一中芯層，13為增強(qiáng)層，14為第二中芯層；15為底層；16為芯層；21為面層，22為第一中芯層，23為增強(qiáng)層，24為第二中芯層；25為底層；2