CN104057678A - 一种高耐磨防水防潮的复合板及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料领域，涉及一种复合板及其制备方法和用途。该复合板从上到下依次包括上表层、芯层、下表层，所述上表层和/或下表层为耐磨复合材料。与现有技术相比，本发明复合板的结构更为科学合理，既具有传统地板的装饰效果，又具有耐摩擦、防水、防潮、不变形等优点，可以广泛应用于装饰用地板、冷藏箱和冷库等的地板或内壁版。

Description

一种高耐磨防水防潮的复合板及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种防水防潮复合板及其制备方法和用途。

背景技术

在建筑装饰、家具等行业经常会使用以实木、实竹、竹木质人造板为原料的木质板，木质板不防火并具有大量的有害物质，严重危害使用者的身体健康，因森林禁伐而原料日紧，而运用硅水泥、菱苦土这类无机物作为原料的板材重而脆，不适于做地板。

采用强化木板色彩图案多样化，纹理自然美观、亮丽、耐磨，维护简单易打理，相对价格低廉，但是在吸水膨胀率和甲醛释放量方面，很难从根本上解决因防水性差和有少量甲醛释放而带来的负面问题。

申请号为200710144063.4发明专利公开了一种耐磨树脂防火板的制备方法，其中的基材是将二层或以上的纸放入常规树脂中进行浸胶，再通过烘干、滚压的方式制得。此专利中采用纸浸渍的方式，在防火板的强度方面有一定的限制，影响了此板的应用范围。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种复合板及其制备方法和用途。该复合地板既具有传统地板的装饰效果，又具有耐摩擦、防火、防水、防潮、不变形等优点，可以广泛应用于装饰用地板、冷藏箱和冷库等的高耐磨防水防潮板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合板，从上到下依次包括上表层、芯层、下表层，相邻各层之间相互连接，所述上表层和/或下表层为耐磨复合材料。

所述的上或下表层的厚度为0.5～5mm。

所述的芯层的厚度范围为1～40mm。

所述的复合板的总厚度范围为2～50mm。

所述的耐磨复合材料由外到内包括耐磨防火层和无纺布层，耐磨防火层的厚度范围为0.3～4.5mm，无纺布层的厚度范围为0.2～0.5mm。

所述的耐磨防火层为三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

所述的芯层为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料40～70份；连续纤维30～60份。

所述的热塑性塑料选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚氯乙烯中的一种或一种以上。

所述的连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上。

一种上述复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为40～70份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将30～60重量份的连续超高强玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续超高强玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得用作芯层材料的连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，得到芯层；

（2）在耐磨防火层的下面或上面铺放无纺布层，分别得到上表层和下表层；

（3）按照上表层、芯层、下表层顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得所述高耐磨防水防潮板。

所述的步骤（1b）中，热压的温度为160～260℃，压力为1～5MPa，时间为3min～15min；

所述的步骤（1b）中所述的冷压的温度为15～25℃，压力为2～7MPa，时间为5～20min。

所述的步骤（1b）中所述的芯层中连续纤维增强热塑性复合材料片材为3～5层，也可根据需要厚度生产。

所述的步骤（3）中所述成型设备根据高耐磨防水防潮板的厚度不同而不同，具体为：

所述的步骤（3）中，当高耐磨防水防潮板厚度在2～2.5mm时，采用辊压成型设备辊压成型，辊压温度为180～260℃，成型压力在1～10MPa，时间为2～5秒。

所述的步骤（3）中，当高耐磨防水防潮板厚度大于2.5mm小于等于50mm时，采用模压成型设备模压成型，模压温为180～260℃，成型压力在1～10MPa，时间为5～20min。

本发明复合板中无纺布层的作用为：增强高耐磨防水防潮板的力学性能、美化高耐磨防水防潮板的表观等。

一种上述复合板用作地板、冷藏箱或冷库板材的用途。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明的高耐磨防水防潮板既具有传统地板的装饰效果，又具有耐摩擦、防火、防水、防潮、不变形等优点。

（2）本发明的高耐磨防水防潮板使用年限长，使用本发明的高耐磨防水防潮板，在节能减排及环境保护方面具体突出优点。

附图说明

图1为本发明实施例中复合板的结构示意图；

图中，1为上表层、11为耐磨防火层、12为无纺布层、2为芯层、3为下表层，31为耐磨防火层、32为无纺布层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种复合板，如图1所示，包括上表层1、芯层2和下表层3，从上到下依次为上表层1、芯层2、下表层3，相邻各层之间相互连接，上层和下表层均为耐磨复合材料。

上下表层的厚度分别为0.5mm，芯层厚度为1mm，总厚度2mm。

上表层1由上到下依次包括耐磨防火层11和无纺布层12；下表层3由下到上依次包括耐磨防火层31和无纺布层32。耐磨防火层的厚度范围为0.3mm，无纺布层的厚度范围为0.2mm。

耐磨防火层11，31包括三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

芯层2为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料40份，连续纤维60份，其中热塑性塑料选自聚乙烯，连续纤维选玻璃纤维。

上述复合板制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为40份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将60重量份的连续超高强玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续超高强玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，得到芯层；芯层中连续纤维增强热塑性复合材料片材为3～5层；其中热压的温度为160℃，压力为1MPa，时间为3min；冷压的温度为15℃，压力为2MPa，时间为5min；

（2）在耐磨防火层（11，31）的下面或上面铺放无纺布层（12,32），得到上表层1和下表层3；

（3）按照上表层1、芯层2、下表层3顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得复合板，本实施例中复合板的厚度为2mm，采用辊压成型设备辊压成型，辊压温度为180℃，成型压力在10MPa，时间为2秒；。

实施例2

一种复合板，如图1所示，包括上表层1、芯层2和下表层3，从上到下依次为上表层1、芯层2、下表层3，相邻各层之间相互连接，上层和下表层均为耐磨复合材料。

上下表层的厚度分别为1.3mm，芯层厚度为2mm，总厚度4.6mm。上表层1由上到下依次包括耐磨防火层11和无纺布层12；下表层3由下到上依次包括耐磨防火层31和无纺布层32。耐磨防火层的厚度范围为1mm，无纺布层的厚度范围为0.3mm。

耐磨防火层11，31包括三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

芯层2为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料：70份，连续纤维：30份。

热塑性塑料选聚对苯二甲酸乙二醇酯。

连续纤维选碳纤维。

上述复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为70份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将30重量份的连续超高强玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续超高强玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，芯层2中连续纤维增强热塑性复合材料片材为3～5层；其中热压的温度为260℃，压力为5MPa，时间为15min；冷压的温度为25℃，压力为7MPa，时间为20min；

（2）在耐磨防火层11，31的下面或上面铺放无纺布层12,32，得到上表层1和下表层3；

（3）按照上表层1、芯层2、下表层3顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得复合板；本实施例中复合板的厚度为4.6mm，采用模压成型设备模压成型，模压温为260℃，成型压力在5MPa，时间为5min。

实施例3

一种复合板，如图1所示，包括上表层1、芯层2和下表层3，从上到下依次为上表层1、芯层2、下表层3，相邻各层之间相互连接，上层和下表层均为耐磨复合材料。

上下表层的厚度分别为2.4mm，芯层厚度为15mm，总厚度19.8mm。上表层1由上到下依次包括耐磨防火层11和无纺布层12；下表层3由下到上依次包括耐磨防火层31和无纺布层32。耐磨防火层的厚度范围为2mm，无纺布层的厚度范围为0.4mm。

耐磨防火层11，31包括三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

芯层2为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料：50份，连续纤维：50份。

热塑性塑料选自聚丙烯，连续纤维选玻璃纤维。

上述复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为50份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将50重量份的连续超高强玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续超高强玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，得到芯层2；芯层2中连续纤维增强热塑性复合材料片材总厚度为15.5mm；其中热压的温度为190℃，压力为3MPa，时间为10min；冷压的温度为20℃，压力为3MPa，时间为10min。

（2）在耐磨防火层11，31的下面或上面铺放无纺布层12,32，得到上表层1和下表层2；

（3）按照上表层1、芯层2、下表层3顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得复合板；其中复合板的厚度为20mm，采用辊压成型设备模压成型，热压温度为190℃，成型压力在3MPa，时间为10min。

实施例4

一种复合板，如图1所示，包括上表层1、芯层2和下表层3，从上到下依次为上表层1、芯层2、下表层3，相邻各层之间相互连接，上层和下表层均为耐磨复合材料。

上下表层的厚度为5mm，芯层厚度为30mm，总厚度40mm。

上表层1由上到下依次包括耐磨防火层11和无纺布层12；下表层3由下到上依次包括耐磨防火层31和无纺布层32。耐磨防火层的厚度范围为4.5mm，无纺布层的厚度范围为0.5mm。

耐磨防火层11，31包括三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

芯层2为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料：40份，连续纤维：60份，其中热塑性塑料为聚氯乙烯，连续纤维为芳纶纤维。

上述复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为40份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将60重量份的连续芳纶纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续芳纶纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，芯层2中连续纤维增强热塑性复合材料片材总厚度为32mm；其中热压的温度为200℃，压力为3MPa，时间为15min；冷压的温度为25℃，压力为7MPa，时间为20min；

（2）在耐磨防火层11，31的下面或上面铺放无纺布层12,32，得到上表层1和下表层3；

（3）按照上表层1、芯层2、下表层3顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得复合板；本实施例中复合板的厚度为40mm，采用模压成型设备模压成型，模压温为220℃，成型压力在5MPa，时间为20min。

实施例5

一种复合板，如图1所示，包括上表层1、芯层2和下表层3，从上到下依次为上表层1、芯层2、下表层3，相邻各层之间相互连接，上层和下表层均为耐磨复合材料。

上下表层的厚度为5mm，芯层厚度为40mm，总厚度50mm。

上表层1由上到下依次包括耐磨防火层11和无纺布层12；下表层3由下到上依次包括耐磨防火层31和无纺布层32。耐磨防火层的厚度范围为4.5mm，无纺布层的厚度范围为0.5mm。

耐磨防火层11，31包括三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

芯层2为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料：70份，连续纤维：30份，其中热塑性塑料为聚丙烯，连续纤维为玻璃纤维。

上述复合板的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为70份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将30重量份的连续玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，芯层2中连续纤维增强热塑性复合材料片材厚度为42mm；其中热压的温度为190℃，压力为5MPa，时间为15min；冷压的温度为15℃，压力为5MPa，时间为20min；

（2）在耐磨防火层11，31的下面或上面铺放无纺布层12,32，得到上表层1和下表层3；

（3）按照上表层1、芯层2、下表层3顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得复合板；本实施例中复合板的厚度为50mm，采用模压成型设备模压成型，模压温为200℃，成型压力在10MPa，时间为20min。

对实施例1～5中制得的复合板进行性能测试，测试结果见表1：

表1

从表1中的测试数据可以看出，本发明制备的复合地板的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量等力学性能较好，同时拥有优秀的耐摩擦性能。

上述实施例制备的复合板用作地板、冷藏箱或冷库板材的用途。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合板，其特征在于：从上到下依次包括上表层、芯层、下表层，所述上表层和/或下表层为耐磨复合材料。

2.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于：所述的上或下表层的厚度为0.5～5mm；

或所述的芯层的厚度范围为1～40mm；

或所述的复合板的总厚度范围为2～50mm。

3.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于：所述的耐磨复合材料由外到内包括耐磨防火层和无纺布层，其中，耐磨防火层的厚度范围为0.3～4.5mm，无纺布层的厚度范围为0.2～0.5mm。

4.根据权利要求3所述的复合板，其特征在于：所述的耐磨防火层为三聚氰氨装饰面纸的外表面压合有一层由三氧化二铝制成的耐磨纸。

5.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于：所述的芯层为连续纤维增强热塑性塑料复合材料，由包括以下重量份的组分制成：热塑性塑料40～70份；连续纤维30～60份。

6.根据权利要求5所述的复合板，其特征在于：所述的热塑性塑料选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚氯乙烯中的一种或一种以上；

或所述的连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上。

7.一种权利要求1-6中任一所述的复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备芯层

（1a）将重量份为40～70份的热塑性塑料加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，通过张力调节装置将30～60重量份的连续超高强玻璃纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续超高强玻璃纤维，导入辊压装置，辊压、冷却制得用作芯层材料的连续纤维增强热塑性复合材料片材；

（1b）将多层连续纤维增强热塑性复合材料片材，根据其中连续纤维的取向方向按0°～90°铺放，然后通过热压成型机热压和冷压后制得连续纤维增强热塑性复合材料板材，得到芯层；

（2）在耐磨防火层的下面或上面铺放无纺布层，分别得到上表层和下表层；

（3）按照上表层、芯层、下表层顺序铺放各层，经过成型设备热压，冷却后制得所述高耐磨防水防潮板。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1b）中，热压的温度为160～260℃，压力为1～5MPa，时间为3min～15min；

所述的步骤（1b）中冷压的温度为15～25℃，压力为2～7MPa，时间为5～20min；

所述的步骤（1b）中芯层中连续纤维增强热塑性复合材料片材为3～5层。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中所述成型设备根据高耐磨防水防潮板的厚度不同而不同；

当高耐磨防水防潮板厚度在2～2.5mm时，采用辊压成型设备辊压成型，辊压温度为180～260℃，成型压力在1～10MPa，时间为2～5秒；

当高耐磨防水防潮板厚度大于2.5mm小于等于50mm时，采用模压成型设备模压成型，模压温为180～260℃，成型压力在1～10MPa，时间为5～20min。

10.一种权利要求1-6中任一所述的复合板用作地板、冷藏箱或冷库板材的用途。