一种复合板材、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种复合板材，从上至下依次包括面层、芯层和底层，所述芯层包括中芯层和增强层，所述芯层的上下表面分别通过酚醛树脂胶与所述面层和所述底层连接。本发明专利技术还公开了一种上述复合板材的制备方法：按照面层、芯层和底层的顺序排列组胚，分别涂上酚醛树脂胶，组胚后进行热压复合得到复合板材。本发明专利技术制得的复合板材可用于集装箱底板，其密度、强度、弹性模量和表面质量等各项性能指标均达到国际集装箱工业标准。

【技术实现步骤摘要】
一种复合板材、制备方法及其应用
本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种复合板材、制备方法及其应用。
技术介绍
集装箱底板是集装箱的主要受力部分，由于其对力学性能的严格要求，一直以来都是采用寒带和热带的硬木板材或者这些板材制备的多层复合板制造，但是硬木的生长周期长，一般均需50年甚至更长，而集装箱底板的需求却日益增加。硬木的资源枯竭迫使我们寻找更好的替代资源，开发新型集装箱底板，是我们目前迫切需要解决的问题。专利CN1105624A中讲述了一种高强竹胶合板的制造方法，油漆是一种集装箱底板用竹制胶合板的制造方法。首先对原竹分部位、分类锯断，通过分层机将竹青、竹黄、竹芯分开，用整形机将内卫炫有差异的竹条铣平为等宽、等厚、等直度的竹片、然后编织-干燥-上胶-组胚-热压，该方法程序复杂，竹材利用率低，所需要的机械设备和人力较多。在专利号为CN201694572的专利中，采用金属骨架和塑料地板配合制备集装箱用地板结构，该集装箱的底部两侧梁之间设置并排的金属骨架，在金属骨架之间设置塑料地板。由于金属骨架强度比原有设计提高很多，因此，可以降低对塑料地板的强度要求，该塑料地板可以采用低熔点的热塑性材料，可回收利用。但是该金属塑料复合地板中金属仍然占了很大的比重，重量上并没有起到明显的优势；且金属骨架与塑料地板的链接比较麻烦，一般是通过铆钉，增加了工序，效率降低。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种能够满足集装箱载货强度要求的底板用的复合板材，通过纤维增强的复合板材与普通的木质复合板材进行复合，经过科学的结构设计与独特的加工方法，获得一种符合集装箱底板使用要求的复合板材，替代传统的采用东南亚克隆木等热带阔叶硬木制造的集装箱底板用胶合板。本专利技术的另一个目的是提供一种上述复合板材的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种上述复合板材的用途。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种复合板材，从上至下依次包括面层、芯层和底层，所述芯层包括中芯层和增强层，所述芯层的上下表面分别通过酚醛树脂胶与所述面层和所述底层连接。所述增强层位于芯层的两侧或中间。所述面层或所述底层厚度均为0.5～2mm。所述中芯层的单层厚度为3～8mm。所述增强层选自纤维单向布或纤维增强热固性复合板材中的一种或两种的混合物。所述增强层为纤维增强热固性复合板材时，厚度为0.5～2mm。所述纤维单向布选自玻璃纤维单向布、碳纤维单向布或玄武岩纤维单向布，优选玻璃纤维单向布或玄武岩单向布。所述增强层的层数为1～4层。所述增强层中的纤维单向布的厚度为0.5～1.0mm，克重为200～500g/m2。所述面层或所述底层均为纤维增强热固性复合板材。所述纤维增强热固性复合板材选自短纤维增强的热塑性板材（SFT）、长纤维增强的热塑性板材（LFT或GMT）或连续纤维增强的热塑性板材（CFT）中的一种或者一种以上。所述纤维增强热固性复合板材中的纤维选自连续玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上；优选玻璃纤维或玄武岩纤维；更优选玻璃纤维。所述纤维增强热固性复合板材中的热固性树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂或聚酰亚胺树脂中的一种或一种以上，优选酚醛树脂。所述纤维增强热固性复合板材中纤维的质量百分数为40～55%。所述中芯层为细木工板。所述细木工板为柳桉细木工板、松木细木工板、杨木细木工板或香杉木细木工板中的一种或一种以上；层数为3～7层，单层厚度为3.0～8.0mm，含水量≤8%。所述芯层的单层间排列方式采用纵横交错排布或纵向排布中的一种或两种的混合。本专利技术还提供了一种上述复合板材的制备方法，包括以下步骤：按照面层、芯层和底层的顺序排列组胚，分别涂上酚醛树脂胶，组胚后进行热压复合得到复合板材。所述面层或所述底层的制备方法如下：将纤维进行排纱整经后，通过装有热固性树脂的浸渍槽来浸渍树脂；将浸渍树脂后的纤维进行挤压，使树脂充分浸润纤维，纤维的质量百分数为40～55%；烘干后压实制得面层和底层。所述芯层包括中芯层和增强层，将中芯层和增强层进行铺放，相邻两层间覆上酚醛树脂胶，铺放好后加入热压机中经过热压成型和冷压后得到芯层。所述增强层为纤维增强热固性复合板材时的制备方法如下：将纤维进行排纱整经后，通过装有热固性树脂的浸渍槽来浸渍树脂；将浸渍树脂后的纤维进行挤压，使树脂充分浸润纤维，纤维的质量百分数为40～55%；烘干后压实制得面层和底层。所述中芯层为细木工板，细木工板的制备方法如下：将木材裁切成均匀的木束或木条，然后将其进行干燥处理，控制含水率为2～8%；接着对木束或木条施胶，然后铺装组胚，最后放入压机中热压，温度在105℃～160℃，压力为1.0～30MPa，热压时间为3～30min，冷压定型得到细木工板。所述胶为三聚氰胺改性树脂胶、聚氨酯胶、异氰酸酯胶中的一种或一种以上。所述木板为柳桉木板、松木木板、杨木木板或香杉木板中的一种。所述木板的含水率为6～12%。所述酚醛树脂胶的涂胶量为300～400g/m2。所述热压复合的热压温度为130～140℃，压力为1.0～2.0MPa、保压，其时间为10～15min；然后将压力降到一半，保持4～6min后完全卸压、排气、卸压，或向内通冷水，待其冷却到室温后卸压，制得复合板材。本专利技术还提供了一种上述复合板材作为集装箱底板的用途；该复合板材具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、不吸水、容易清洗等优点。和现有技术相比本专利技术的优点在于：1、本专利技术制得的复合板材可用于集装箱底板，其密度、强度、弹性模量和表面质量等各项性能指标均达到国际集装箱工业标准。2、本专利技术制得的复合板材，采用在芯层中穿插增强纤维单向布层的方法，利用增强纤维单向布的单取向上拉伸强度大的特性，通过合理铺放组胚设计，增强了集装箱底板材料在长度方向上的弯曲性能。3、本专利技术的复合板材可设计性强，能够根据实际的需求合理的选择面层和芯层的厚度和密度，以达到最佳的经济效果。底板的面层是纤维增强复合材料，具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、不吸水、容易清洗，对比于硬木底板，本专利技术的复合板材使用寿命大大提高，且免除了底面喷漆的工序，对环境保护有利。另外，复合材料板材不易腐蚀、不生菌，不会存在虫蛀的问题。4、本专利技术的复合板材完全摆脱了长期以来对热带阔叶硬木和大口径原木的依赖，采用的复合材料、增强纤维单向布及普通木质板材等都是可再生资源，为集装箱底板材料来源开辟了新途径，推动了集装箱行业的可持续发展。附图说明图1为实施例1所示复合板材的截面结构示意图。图2为实施例2所示复合板材的截面结构示意图。图3为实施例3所示复合板材的截面结构示意图。图4为实施例4所示复合板材的截面结构示意图。其中：11为面层，12为第一中芯层，13为增强层，14为第二中芯层；15为底层；16为芯层；21为面层，22为第一中芯层，23为增强层，24为第二中芯层；25为底层；26为芯层；31为面层，32为第一中芯层，33为增强层，34为第二中芯层；35为底层；36为芯层；41为面层，42为第一中芯层，43为增强层，44为第二中芯层；45为底层；46为芯层。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术作进一步详细的说明。纤维增强热固性复合板材，具有重量轻、比强度、比模量高，耐腐蚀、耐水性、耐磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合板材，其特征在于：从上至下依次包括面层、芯层和底层，所述芯层包括中芯层和增强层，所述芯层的上下表面分别通过酚醛树脂胶与所述面层和所述底层连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合板材，其特征在于：从上至下依次包括面层、芯层和底层，所述芯层包括中芯层和增强层，所述芯层的上下表面分别通过酚醛树脂胶与所述面层和所述底层连接；所述增强层位于芯层的两侧或中间；所述增强层选自纤维单向布或纤维增强热固性复合板材中的一种或两种的混合物；所述纤维单向布选自玻璃纤维单向布、碳纤维单向布或玄武岩纤维单向布；所述纤维增强热固性复合板材中的纤维选自连续玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维的混合物；所述纤维增强热固性复合板材中的热固性树脂选自乙烯基树脂或聚酰亚胺树脂中的一种以上；所述面层或所述底层的厚度均为0.5～2mm；所述中芯层的单层的厚度为3～8mm；所述增强层为纤维增强热固性复合板材时，厚度为0.5～2mm；所述中芯层为细木工板；所述细木工板为柳桉细木工板、松木细木工板、杨木细木工板或香杉木细木工板中的一种以上；层数为3～7层，单层厚度为3.0～8.0mm，含水量≤8％；所述芯层的单层间排列方式采用纵横交错排布或纵向排布中的一种或两种的混合；所述的复合板材的制备方法包括以下步骤：按照面层、芯层和底层的顺序排列组坯，分别涂上酚醛树脂胶，组坯后进行热压复合得到复合板材。2.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于：所述增强层的层数为1～4层。3.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于：所述增强层中的纤维单向布的厚度为0.5～1.0mm，克重为200～500g/m2。4.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于：所述面层或所述底层均为纤维增强热固性复合板材。5.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于：所述纤维增强热固性复合板材选自短纤维增强的热固性板材、长纤维增强的热固性板材或连续纤维增强的热固性板材中的一种以上。6.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于：所述纤维增强热固性复合板材中纤维的质量百分数为40～55％。7.一种根据权利要求1至6任一项所述的复合板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按照面层、芯层和底层的顺序排列组坯，分别涂上酚醛树脂胶，组坯后进行热压复合得到复合板材。8.根据权利要求7所述的复合板材的制备方法，其特征在于：所述面层或所述底层的制备方法如下：将纤维进行排纱整经后，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，邓丽莉，鲁小城，赵磊，解廷秀，李兰杰，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31