超高分子量聚乙烯復(fù)合模板及其制備方法與設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯復(fù)合模板及其制備方法與設(shè)備，其中超高分子量聚乙烯復(fù)合模板為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶、超高分子量聚乙烯板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯板壁厚為3~6mm，所述玻璃纖維復(fù)合帶可承受拉力為2500-20000N，復(fù)合板通過加熱進(jìn)行復(fù)合。本發(fā)明的技術(shù)效果是，超高分子量聚乙烯復(fù)合模板全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的優(yōu)異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結(jié)垢、自潤滑、無毒環(huán)保等性能。其制備方法包括，超高分子量聚乙烯熔融擠出、玻璃纖維復(fù)合帶與超高分子量聚乙烯板加熱復(fù)合成型等步驟?？蓱?yīng)用于建筑模板領(lǐng)域。
【專利說明】超高分子量聚乙烯復(fù)合模板及其制備方法與設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工模板領(lǐng)域，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯復(fù)合模板及其制備方法與設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的建筑等領(lǐng)域用結(jié)構(gòu)模板大多采用木質(zhì)、竹質(zhì)、鋼質(zhì)、塑膠建筑模板以及上述幾種建筑模板復(fù)合而成的復(fù)合建筑模板。木質(zhì)、竹質(zhì)建筑模板質(zhì)量輕、板幅寬，但相對(duì)強(qiáng)度低、使用次數(shù)少、不防濕防水、易霉變腐爛，且消耗資源；鋼質(zhì)建筑板材雖然堅(jiān)固、使用次數(shù)多，但成本高、易銹、重量大、難運(yùn)輸、且使用過程中易與混凝土粘合在一起難以脫模；塑料建筑模板具有成本低、質(zhì)量輕、可重復(fù)使用次數(shù)高、不銹、防水，不粘水泥等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]從增強(qiáng)后的塑膠建筑模板主體材質(zhì)上看，塑膠建筑模板可進(jìn)一步分為發(fā)泡材質(zhì)、非發(fā)泡材質(zhì)以及由發(fā)泡材質(zhì)和非發(fā)泡材質(zhì)復(fù)合而成的復(fù)合模板，中國專利201220172406.4公開了一種玻纖增強(qiáng)發(fā)泡建筑模板，其由兩層玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合塑料的面層和置于面層之間的發(fā)泡塑料的芯層組成，可一定程度上克服純發(fā)泡材質(zhì)塑模剛度低、純非發(fā)泡材質(zhì)塑模韌性低的缺點(diǎn)，但其制造工藝復(fù)雜，而且不可避免發(fā)泡材質(zhì)和非發(fā)泡材質(zhì)之間不相容界面，使得復(fù)合塑模易產(chǎn)生界面剝離。
[0004]中國專利201110000869.2公開了一種連續(xù)纖維涂塑帶材復(fù)合增強(qiáng)建筑模板，該模板以木質(zhì)定向結(jié)構(gòu)板為芯層，兩面對(duì)稱依次向外平鋪并固定一層高分子粘接膜和2?4層連續(xù)纖維涂塑帶材，構(gòu)成多層復(fù)合具有夾層結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維涂塑帶材復(fù)合增強(qiáng)建筑模板具有優(yōu)良的力學(xué)性能，防水防潮，使用次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，但該模板強(qiáng)度有待提高，且加工工藝復(fù)雜。
[0005]中國專利201010619052.9公開了一種通過在聚烯烴樹脂中添加短切玻纖和增韌劑來改善性能，由于短切玻纖的增強(qiáng)效果遠(yuǎn)不及纖維網(wǎng)的增強(qiáng)效果，因此模板的強(qiáng)度提高不夠。
[0006]超高分子量聚乙烯是一種線性結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料，其具有優(yōu)異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結(jié)垢、自潤滑、不結(jié)蠟、無毒環(huán)保等性能。與連續(xù)的玻璃纖維復(fù)合帶復(fù)合不但保留超高分子量聚乙烯本身的性能，而且大大提高了復(fù)合板材拉伸強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度，而且復(fù)合而成的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板可以解決普通模板與水泥粘結(jié)的問題，減輕了建筑模板的重量，必能明顯提升工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少資源消耗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的之一是，提供的一種強(qiáng)度高、耐磨、耐腐蝕、防潮防水、易脫模的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種超高分子量聚乙烯復(fù)合模板，為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶層、超高分子量聚乙烯板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯板壁厚為3飛mm，所述玻璃纖維復(fù)合帶層所用的玻璃纖維復(fù)合帶可承受拉力為2500-20000N，所述玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶夾在兩層超高分子量聚乙烯板中間，復(fù)合板通過加熱進(jìn)行復(fù)合。
[0009]采用上述技術(shù)方案生產(chǎn)出的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板，其底層和上層超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶在同時(shí)加熱的狀態(tài)下進(jìn)行復(fù)合，使得超高分子量聚乙烯復(fù)合模板各復(fù)合層之間結(jié)構(gòu)致密并完全融合成一體，因而復(fù)合層不剝離；
采用硅烷偶聯(lián)劑作為活化劑對(duì)玻璃纖維進(jìn)行活化處理，形成間距均勻的玻璃纖維束，且每根玻璃纖維的拉力均勻一致；
本發(fā)明采用的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶經(jīng)上述方法處理后，玻璃纖維增強(qiáng)帶與超高分子聚乙烯板之間的結(jié)合牢度更好，玻璃纖維增強(qiáng)帶中每根/每束玻璃纖維的張緊力恒定、一致，因而生產(chǎn)出的超高分子量聚乙烯復(fù)合板其板壁各處耐壓值均勻、穩(wěn)定；
本發(fā)明的玻璃纖維超高分子聚乙烯復(fù)合板，其外板不開裂、復(fù)合層不剝離，耐壓強(qiáng)度高，防潮防水，耐腐蝕，易脫模。
[0010]作為優(yōu)選，上述玻璃纖維復(fù)合帶的制備原料為玻璃纖維、活化劑和聚合物，其中: 所述玻璃纖維拉伸強(qiáng)度為1000?2000MPa、直徑為9_30 μ m ;通過恒張力器使每束玻璃
纖維張緊度一致；
所述活化劑為硅烷偶聯(lián)劑，活化溫度為40°C，所述玻璃纖維在所述活化劑中浸潤時(shí)間為 5min ；
所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺；
所述經(jīng)過活化劑浸潤的玻璃纖維，由通過加熱至熔融態(tài)的聚合物均勻包覆，再經(jīng)過冷卻、牽引、卷取成卷，得到玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶。
[0011]該優(yōu)選技術(shù)方案帶來的技術(shù)效果是，包覆有活化劑的玻璃纖維束的間距均勻，每根玻璃纖維的拉力均勻一致，生產(chǎn)出的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板其板壁各處耐壓值均勻、穩(wěn)定。
[0012]作為優(yōu)選，上述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的長度為100-300mm，寬度為90-200mmo
[0013]上述技術(shù)方案的技術(shù)效果是，超高分子量聚乙烯復(fù)合模板可制成多種不同尺寸規(guī)格，以滿足不同的使用需求。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果是，超高分子量聚乙烯復(fù)合模板耐環(huán)境應(yīng)力開裂抗壓強(qiáng)度高，全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的優(yōu)異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結(jié)垢、自潤滑、不結(jié)蠟、無毒環(huán)保等性能。
[0015]最重要的是，由于本發(fā)明采用超高分子量聚乙烯薄壁板材的生產(chǎn)技術(shù)得到的復(fù)合板；由于其厚度小，因而使用過程中，減少了成本，因其強(qiáng)度高，提高了使用過程的安全性、便捷性；本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯模板解決了普通模板不易脫模的問題。
[0016]本發(fā)明的目的之二是，提供一種上述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法。
[0017]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是，一種上述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法，包括以下步驟:
經(jīng)擠出機(jī)將超高分子量聚乙烯擠出到板材模具中的步驟；
作為優(yōu)選，上述擠出機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速100-600r/min，其各區(qū)溫度設(shè)定為100 °C、180°C、240°C、260°C，所述擠出機(jī)出口溫度為260°C ；所述板材模具可以擠出寬度90_200mm寬，
3-6mm厚的超高分子量聚乙烯板；
將超高分子量聚乙烯板經(jīng)冷卻噴淋箱冷卻定型的步驟；
將冷卻的超高分子量聚乙烯板經(jīng)定長切斷機(jī)定長切斷的步驟；
經(jīng)復(fù)合模具將超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶復(fù)合成超高分子量聚乙烯模板的步驟；
所述超高分子量聚乙烯模板為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶層、超高分子量聚乙烯板，且玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶至少為相互交錯(cuò)的兩層，交錯(cuò)角為90度；
所述復(fù)合模具壓力14-17MPa，溫度180_240°C ；
所述超高分子量聚乙烯模板經(jīng)冷壓裝置冷卻定型的步驟；
上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，超高分子量聚乙烯復(fù)合模板各復(fù)合層結(jié)合緊密、牢固，最內(nèi)層的超高分子量聚乙烯與玻璃纖維復(fù)合帶外層的聚乙烯能過形成一定程度的融合。即玻璃纖維復(fù)合帶外層的聚乙烯經(jīng)過熔融，能夠與高分子量聚乙烯層表面融合在一起，形成分子之間的連接。因而，解決了復(fù)合層分層、剝離甚至是脫落的技術(shù)問題。
[0018]本發(fā)明的目的之三是，提供一種用于上述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法的設(shè)備。
[0019]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種用于上述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法的設(shè)備，其特征在于，所述擠出機(jī)將超高分子量聚乙烯原料塑化擠出，所述擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)定為100 V、180 V、240 V、260 °C，模口溫度設(shè)定在260 V，主機(jī)轉(zhuǎn)速100-600r/min ；
所述模板模具與上述擠出機(jī)直接相連，上述塑化擠出的超高分子量聚乙烯在此模具中擠出寬度90-200mm寬，3_6mm厚的超高分子量聚乙烯板；
所述冷卻噴淋箱將上述超高分子量聚乙烯板噴淋冷卻；
所述定長切斷機(jī)將冷卻后的超高分子量聚乙烯板按規(guī)格定長切斷，
所述定長切斷的超高分子量聚乙烯板經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入復(fù)合模具中；
所述復(fù)合模具將定長切斷的超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶復(fù)合成型； 所述冷壓裝置將上述超高分子量聚乙烯模板冷卻定型；
上述技術(shù)方案帶來的技術(shù)效果是，工藝流程簡單、設(shè)備配備合理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為超高分子量聚乙烯復(fù)合模板結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記:1超高分子量聚乙烯板，2玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶。
[0021]圖2為超高分子量聚乙烯復(fù)合模板生產(chǎn)設(shè)備連接順序示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，超高分子量聚乙烯復(fù)合模板為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，其以超高分子量聚乙烯為上下板，玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)帶為中間層。[0024]圖2為超高分子量聚乙烯復(fù)合模板生產(chǎn)設(shè)備連接順序示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法的設(shè)備按以下順序依次連接:擠出機(jī)1、板材模具2、冷卻噴淋箱3、導(dǎo)輥4、定長切斷機(jī)5、導(dǎo)輥6、復(fù)合模具7、導(dǎo)輥8、冷壓裝置9。
[0025]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0026]實(shí)施例1
超高分子量聚乙烯原料經(jīng)擠出機(jī)擠出第一擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)定為100°c、160 V、200°C、230°C，?？跍囟仍O(shè)定在230°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速400r/min ；
原料經(jīng)塑化擠出到板材模具中，得到壁厚為3_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板經(jīng)過冷卻定型,定長切斷得到長度為180mm,寬度為90mm的板材,定長切斷的板材經(jīng)過導(dǎo)輥進(jìn)入復(fù)合模具中，復(fù)合模具壓力為14MPa，溫度為230°C，復(fù)合時(shí)間為30min，玻璃纖維復(fù)合帶交錯(cuò)在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯(cuò)角為90° ;
此時(shí)，內(nèi)外層聚乙烯以及復(fù)合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復(fù)合模板。
[0027]實(shí)施例2
超高分子量聚乙烯原料經(jīng)擠出機(jī)擠出第一擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)定為100°c、160 V、200°C、230°C，模口溫度設(shè)定在230°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min ；
原料經(jīng)塑化擠出到板材模具中，得到壁厚為4_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板經(jīng)過冷卻定型,定長切斷得到長度為200mm,寬度為90mm的板材,定長切斷的板材經(jīng)過導(dǎo)輥進(jìn)入復(fù)合模具中，復(fù)合模具壓力為16MPa，溫度為230°C，復(fù)合時(shí)間為30min，玻璃纖維復(fù)合帶交錯(cuò)在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯(cuò)角為90°，
此時(shí)，內(nèi)外層聚乙烯以及復(fù)合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復(fù)合模板。
[0028]實(shí)施例3
超高分子量聚乙烯原料經(jīng)擠出機(jī)擠出第一擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)定為100°c、160 V、200°C、230°C，?？跍囟仍O(shè)定在230°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速200r/min ；
原料經(jīng)塑化擠出到板材模具中，得到壁厚為5_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板經(jīng)過冷卻定型,定長切斷得到長度為180mm,寬度為IOOmm的板材,定長切斷的板材經(jīng)過導(dǎo)輥進(jìn)入復(fù)合模具中，復(fù)合模具壓力為16MPa，溫度為230°C，復(fù)合時(shí)間為30min，玻璃纖維復(fù)合帶交錯(cuò)在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯(cuò)角為90°，
此時(shí)，內(nèi)外層聚乙烯以及復(fù)合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復(fù)合模板。
【權(quán)利要求】
1.一種超高分子量聚乙烯復(fù)合模板，為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，所述復(fù)合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶層、超高分子量聚乙烯板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯板壁厚為:T6mm，所述玻璃纖維復(fù)合帶層所用的玻璃纖維復(fù)合帶可承受拉力為2500-20000N，所述玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶夾在兩層超高分子量聚乙烯板中間，復(fù)合板通過加熱進(jìn)行復(fù)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板，其特征在于，所述玻璃纖維復(fù)合帶是按下述方式制備的: 制備原料為無堿玻璃纖維無捻粗紗、活化劑和聚合物， 所述無堿玻璃纖維無捻粗紗拉伸強(qiáng)度為1000?2000MPa、直徑為9_30 μ m ;通過恒張力器使每束玻璃纖維張緊度一致； 所述活化劑為硅烷偶聯(lián)劑，活化溫度為40°C，所述玻璃纖維在所述活化劑中浸潤時(shí)間為 5min ； 所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺； 所述經(jīng)過活化劑浸潤的玻璃纖維，由通過加熱至熔融態(tài)的聚合物均勻包覆，再經(jīng)過冷卻、牽引、卷取成卷，得到玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的長度為100-300mm，寬度為90_200mm。
4.一種權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法，包括以下步驟: 經(jīng)擠出機(jī)將超高分子量聚乙烯擠出到板材模具中的步驟； 將超高分子量聚乙烯板經(jīng)冷卻噴淋箱冷卻定型的步驟； 將冷卻的超高分子量聚乙烯板經(jīng)定長切斷機(jī)定長切斷的步驟； 經(jīng)復(fù)合模具將超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶復(fù)合成超高分子量聚乙烯模板的步驟； 所述超高分子量聚乙烯模板經(jīng)冷壓裝置冷卻定型的步驟。
5.一種用于權(quán)利要求4所述超高分子量聚乙烯復(fù)合模板的制備方法的設(shè)備，其特征在于，包括擠出機(jī)，板材模具，冷卻噴淋箱、牽引裝置、定長切斷機(jī)、復(fù)合模具、冷壓裝置；其中， 所述擠出機(jī)將超高分子量聚乙烯熔融擠出到板材模具中； 所述板材模具將熔融的超高分子量聚乙烯擠成超高分子量聚乙烯板； 所述冷卻噴淋箱將上述超高分子量聚乙烯板冷卻定型； 所述牽引裝置是導(dǎo)輥，提供板材前進(jìn)的動(dòng)力； 所述定長切斷機(jī)將上述超高分子量聚乙烯板按要求長度切斷； 所述復(fù)合模具將上述定長切斷的超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合帶復(fù)合成超高分子量聚乙烯模板； 所述冷壓裝置將上述超高分子量聚乙烯模板冷壓定型，得到成品。
【文檔編號(hào)】B32B27/30GK103967267SQ201410186019
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】王大鵬, 李昀 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)