CN103013149B - 一种集装箱底板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种集装箱底板，由木塑复合材料芯板和连续玻璃纤维增强皮层贴合而成；所述木塑复合材料芯板的原料组分及各组分的质量百分比为：聚烯烃树脂：20~35%；植物纤维粉：40~70%；增强填料：0~30%；相容剂A：2~5%；添加剂：0~1%；所述连续玻璃纤维增强皮层的原料组分及各组分的质量百分比为：合成树脂：20~50%；玻璃纤维：45~70%；相容剂B：0~10%；阻燃剂：0~10%；其它助剂：0~2%；本发明以废旧的木质纤维和合成树脂为原料，并通过表面玻璃纤维增强底板性能，在保证达到使用要求的基础上节约了资源、降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及地板技术领域，尤其是涉及一种玻璃纤维增强的木塑复合材料集装箱底板及其制备方法。
背景技术
集装箱底板是安装在集装箱底部的地板，可起到承载物重量、固定货物的作用。为了减少运输重量，便于货物的固定，常采用木质底板。但由于森林资源的日益匮乏，木材资源愈来愈少，实木底板的使用受到极大的限制，并逐步被胶合板所取代。中国专利（CN02134300.4）提供了一种由桉树单板与桦木、杨木、落叶松等单板胶合成的集装箱地板用胶合板。中国专利（CN 03152841.4）提供了一种表层由竹材薄板和芯层速生木单板和木质刨花板胶合成的集装箱用底板。这些专利使用的仍为原生木材，而且工艺涉及组坯、布胶、烘干、热压等过程，工艺繁琐，工作条件差。中国专利（CN01136943）提供了一种以合成树脂和稻米壳和木屑制成的集装箱板料。该板料由芯层（55%~75%的合成树脂和45~25%的稻米壳和木屑）和表层（70~90%的合成树脂和30~10%的添加剂）组成。该工艺可使用废旧的木质材料，节约了木材资源。但该板料实际性能难以达到集装箱底板的使用要求，仅适合用于对性能要求较低的壁板或天花板。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种集装箱底板及其制备方法。本发明以废旧的木质纤维和合成树脂为原料，并通过表面玻璃纤维增强底板性能，在保证达到使用要求的基础上节约了资源、降低了成本。
本发明的技术方案如下：
一种集装箱底板，由木塑复合材料芯板和连续玻璃纤维增强皮层贴合而成；
所述木塑复合材料芯板的原料组分及各组分的质量百分比为：
聚烯烃树脂：20~35%；
植物纤维粉：40~70%；
增强填料：0~30%；
相容剂A：2~5%；
添加剂：0~1%；
所述聚烯烃树脂为全新或回收的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或几种的混合物；
所述植物纤维粉为各类木材、竹子、农作物秸杆、果壳一种或几种的混合物粉碎而成的粉末，所述粉末颗粒度小于30目筛；
所述增强填料为经过活化或未经过活化的玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉、碳酸钙、高岭土、云母粉、蒙脱土中的一种或几种混合物；
所述连续玻璃纤维增强皮层的原料组分及各组分的质量百分比为：
合成树脂：20~50%；
玻璃纤维：45~70%；
相容剂B：0~10%；
阻燃剂：0~10%；
其它助剂：0~2%；
所述合成树脂为聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯即PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物即ABS、聚酰胺即PA树脂中的一种；
所述玻璃纤维为连续玻璃纤维长纱、玻璃纤维布、玻璃纤维毡中的一种；
所述相容剂A和B分别为马来酸酐接枝的PE即PE-g-MA、马来酸酐接枝的PP即PP-g-MA、马来酸酐接枝的POE即POE-g-MA、马来酸酐接枝的EPDM即EPDM-g-MA、马来酸酐接枝的SBS即SBS-g-MA、马来酸酐接枝的SIS即SIS-g-MA、马来酸酐接枝的SEBS即SEBS-g-MA、马来酸酐接枝的SEIS即SEIS-g-MA中的一种。
所述阻燃剂为商品化的适用于树脂的阻燃剂及其组合物。所述添加剂和其它助剂分别为高分子材料商品化的润滑剂、稳定剂和颜料。所述活化的方法为：将硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂与所述的增强填料一起在高速混合机中高速搅拌5~10分钟。所述玻璃纤维为颗粒度小于30目筛的微粉；所述滑石粉、碳酸钙、高岭土、云母粉、蒙脱土为颗粒度小于500目筛的微粉。
本集装箱底板具体制备步骤如下：
（1）制备木塑复合材料芯板：将聚烯烃树脂、植物纤维粉、增强填料、相容剂A和添加剂按质量百分比在混合设备中混和均匀；然后将所得混和物加入同向平行双螺杆挤出机中进行混合塑炼得木塑复合材料混炼料；最后将上述混炼料挤出成型得木塑复合材料芯板；
（2）制备连续玻璃纤维增强皮层预浸料：采用挤出机对合成树脂、相容剂B、阻燃剂和其它助剂进行熔融塑化得到树脂熔体，并通过挤出机头挤出到上层离型纸上，然后用刮刀将树脂熔体刮成均匀薄层；最后将涂有树脂熔体的离型纸与经过排纱整经的连续玻璃纤维和下层离型纸一起经过压实辊，使树脂熔体充分浸渍玻璃纤维即得连续玻璃纤维增强皮层预浸料。
（3）连续玻璃纤维增强皮层预浸料同木塑复合材料芯板一起经成型、固化模进行塑化、挤压、冷却、定型，得到表面玻璃纤维增强木塑复合材料板材，即本发明集装箱底板。
为提高纤维增强皮层与木塑芯板的黏结性能，优选与木塑芯板一致的树脂，或添加相应的相容剂。
本发明有益的技术效果在于：
1、木塑复合材料为芯板，使用的为废旧木质纤维粉，可节约大量木材资源。
2、使用的合成树脂可为废旧的热塑性树脂，可缓解白色污染；节约能源。
3、皮层纤维增强，可大幅提高材料的强度、刚性、耐磨和抗蠕变性能，并可通过简单的皮层厚度的控制制备满足不同性能需求的板材。
4、可通过表层树脂的选择制备表面阻燃的集装箱用木塑复合材料底板。
5、该工艺方法适合于连续成型，生产效率高，产品质量稳定。
附图说明
图1为本集装箱底板的结构组成示意图；
图2为制备连续玻璃纤维增强皮层预浸料的工艺方法示意图；
图3为制备本集装箱底板的工艺方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图1~3，对本发明进行具体描述。由图1可以看到，本集装箱底板分为三层，上下两层均为连续玻璃纤维增强皮层1，中间一层为木塑复合材料芯板2。
具体制备方法为：
第一步，制备连续玻璃纤维增强皮层预浸料，如图2所示。将合成树脂、相容剂B、阻燃剂和其它助剂的混合物按质量百分比加入挤出机7中进行熔融混炼，经过熔融混炼的树脂熔体挤出到上层离型纸8上，并用刮刀6刮成均匀薄层，然后将涂有树脂熔体的上层离型纸8与经过纤维架3和排纱整经4的连续玻璃纤维纱和下层离型纸9一起经过压实辊5，使树脂熔体充分浸渍玻璃纤维，最后经收卷10得到连续玻璃纤维增强皮层预浸料13。
第二步，制备木塑复合材料芯板2，如图3所示。先将聚烯烃树脂、植物纤维粉、增强填料、相容剂A和添加剂按质量百分比在混合设备中混和均匀；然后将所得混和物加入同向平行双螺杆挤出机11中进行混合塑炼，得到木塑复合材料混炼料；最后将上述混炼料通过成型模具12挤出成型的木塑复合材料芯板2；
第三步，如图3所示，成型模具12挤出成型的木塑复合材料芯板2的同时，连续玻璃纤维增强皮层预浸料13通过滚轮与木塑复合材料芯板2汇合，上下包覆住木塑复合材料芯板2；然后一起经过成型、固化模具14，经塑化、挤压、冷却、定型，即得到本集装箱底板；
在第二步中，增强填料可以进行活化，活化方法是将硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂与所述的增强填料一起在高速混合机中高速搅拌5~10分钟。
实施例1
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表1所示。
表1
实施例2
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表2所示。
表2
实施例3
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表3所示。
表3
实施例4
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表4所示。
表4
实施例5
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表5所示。
表5
实施例6
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表6所示。
表6
实施例7
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表7所示。
表7
实施例8
具体制备方法如上所述，各原料及其质量百分比如表8所示。
表8
Claims (1)
1.一种集装箱底板，其特征在于由木塑复合材料芯板和连续玻璃纤维增强皮层贴合而成；
所述木塑复合材料芯板的原料组分及各组分的质量百分比为：
聚烯烃树脂：20~35%；
植物纤维粉：40~70%；
增强填料：0~30%；
相容剂A：2~5%；
添加剂：0~1%；
所述聚烯烃树脂为全新或回收的聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或几种的混合物；
所述植物纤维粉为各类木材、竹子、农作物秸杆、果壳一种或几种的混合物粉碎而成的粉末，所述粉末颗粒度小于 30 目筛；
所述增强填料为经过活化或未经过活化的玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉、碳酸钙、高岭土、云母粉、蒙脱土中的一种或几种混合物；
所述相容剂 A 为马来酸酐接枝的 PE 即 PE-g-MA、马来酸酐接枝的 PP 即 PP-g-MA、马来酸酐接枝的 POE 即 POE-g-MA、马来酸酐接枝的 EPDM 即 EPDM-g-MA、马来酸酐接枝的 SBS 即SBS-g-MA、马来酸酐接枝的 SIS 即 SIS-g-MA、马来酸酐接枝的 SEBS 即 SEBS-g-MA、马来酸酐接枝的 SEIS 即 SEIS-g-MA 中的一种；
所述连续玻璃纤维增强皮层的原料组分及各组分的质量百分比为：
合成树脂：20~50%；
玻璃纤维：45~70%；
相容剂 B：0~10%；
阻燃剂：0~10%；
其它助剂：0~2%；
所述合成树脂为聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯即PMMA、聚对苯二甲酸乙二醇酯即 PET、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物即 ABS、聚酰胺即 PA树脂中的一种；
所述玻璃纤维为连续玻璃纤维长纱、玻璃纤维布、玻璃纤维毡中的一种；
所述相容剂 B 为马来酸酐接枝的 PE 即 PE-g-MA、马来酸酐接枝的 PP 即 PP-g-MA、马来酸酐接枝的 POE 即 POE-g-MA、马来酸酐接枝的 EPDM 即 EPDM-g-MA、马来酸酐接枝的 SBS 即SBS-g-MA、马来酸酐接枝的 SIS 即 SIS-g-MA、马来酸酐接枝的 SEBS 即 SEBS-g-MA、马来酸酐接枝的 SEIS 即 SEIS-g-MA 中的一种。
2. 根据权利要求 1 所述的集装箱底板，其特征在于所述阻燃剂为商品化的适用于树脂的阻燃剂及其组合物。
3. 根据权利要求 1 所述的集装箱底板，其特征在于所述添加剂和其它助剂分别为高分子材料商品化的润滑剂、稳定剂和颜料。
4. 根据权利要求 1 所述的集装箱底板，其特征在于所述活化的方法为 ：将硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂与所述的增强填料一起在高速混合机中高速搅拌 5~10 分钟。
5.根据权利要求1所述的集装箱底板，其特征在于所述玻璃纤维为颗粒度小于30目筛的微粉；所述滑石粉、碳酸钙、高岭土、云母粉、蒙脱土为颗粒度小于 500 目筛的微粉。
6. 权利要求 1 所述的集装箱底板的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）制备木塑复合材料芯板 ：将聚烯烃树脂、植物纤维粉、增强填料、相容剂 A 和添加剂按质量百分比在混合设备中混和均匀；然后将所得混和物加入同向平行双螺杆挤出机中进行混合塑炼得木塑复合材料混炼料；最后将上述混炼料挤出成型得木塑复合材料芯板；
（2）制备连续玻璃纤维增强皮层预浸料：采用挤出机对合成树脂、相容剂 B、阻燃剂和其它助剂进行熔融塑化得到树脂熔体，并通过挤出机头挤出到上层离型纸上，然后用刮刀将树脂熔体刮成均匀薄层；最后将涂有树脂熔体的离型纸与经过排纱整经的连续玻璃纤维和下层离型纸一起经过压实辊，使树脂熔体充分浸渍玻璃纤维即得连续玻璃纤维增强皮层预浸料；
（3）连续玻璃纤维增强皮层预浸料同木塑复合材料芯板一起经成型、固化模进行塑化、挤压、冷却、定型，得到表面玻璃纤维增强木塑复合材料板材，即所述集装箱底板。
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