CN105003060A - 一种连续玻纤增强复合地板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续玻纤增强复合地板，该复合地板是采用连续玻纤增强热塑性复合材料增强定向结构刨花板作为复合地板，这种结构的复合地板具有力学强度高，表面耐磨、制造工艺环保等特点。本发明的连续玻纤增强复合地板，其是由OSB板材与连续玻纤增强热塑预浸带多层复合组成，连续玻纤增强热塑预浸带为连续玻纤增强复合地板的最外层，连续玻纤增强热塑预浸带单层或多层层叠铺放，当连续玻纤增强热塑预浸带多层层叠铺放时，至少有一层为90°交叉铺放，以形成0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带。

Description

一种连续玻纤增强复合地板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种地板及其制造方法，更具体地说涉及一种连续玻纤增强复合地板及其制造方法。

背景技术

木质地板是一种用于室内外地面装饰或特殊功用的材料，主要由木材、人造板或竹材为原料制成。近年来，随着进出口贸易的发展，我国集装箱制造业发展迅猛，从而带动了集装箱木地板加工行业的快速发展。

国际集装箱行业，针对集装箱用木地板，国际集装箱出租者协会IICL曾出台相关标准，要求较高的力学性能。(参考http://www.iicl.org/techcorner/dryvan.cfm)部分国家和企业为了严格产品质量及保证正常的市场流通也特别制定了相关的企业标准。《中国人造板》2012，(8)“浅谈集装箱木地板的技术标准”介绍了法国BV公司、日本DAIKEN、柬埔寨KINGWOOD、印度尼西亚大拇指STUD等四家国外公司和国内两家集装箱地板企业的企业标准，指出地板的承载能力和使用寿命是衡量地板合格与否的关键。为满足集装箱地板重载的要求，目前生产集装箱地板最佳的材料是克隆木等东南亚阔叶树材。但随着各种用途消耗及对原始林实行限伐和禁伐导致的东南亚原木资源日益匮乏，采用人造板替代原木制造地板，成为解决资源短缺的一个有效途径。国内已经广泛采用胶合板生产集装箱地板，也有采用竹木复合生产集装箱地板，但在表面耐磨、抗弯强度、弹性模量等方面和原木地板仍然有差距。

定向结构刨花板(Oriented Strand Board，缩写OSB)是以一定几何形状的刨片(通常为长50～80mm，宽5～20mm，厚0.45～0.6mm)经干燥、施胶、定向铺装和热压成型得到人造板，是上世纪七八十年代迅速发展起来的一种新型人造板种，原料主要为软针、阔叶树材的小径木、速生间伐材等，如桉树、杉木、杨木间伐材等，来源广泛，价格不贵。OSB较胶合板成本低，线膨胀系数小，稳定性好，材质均匀，握螺钉力较高，由于其刨片是按一定方向排列，它的纵向抗弯强度比横向大得多的这一显著特点以及可进行锯、砂、刨、钻、钉、锉等加工，是结构用的良好材料。但同等厚度的OSB板与实木地板相比，其弹性模量差距较大，并且表面耐磨性较差，直接作为集装箱地板不能满足使用要求。因此需要研发一种以玻纤增强热塑性复合材料为增强层的OSB多层复合地板结构以及制造工艺。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题与不足，提供一种连续玻纤增强复合地板及其制造方法，是采用连续玻纤增强热塑性复合材料增强定向结构刨花板作为复合地板，这种结构的复合地板具有力学强度高，表面耐磨、制造工艺环保等特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的连续玻纤增强复合地板，其是由OSB板材与连续玻纤增强热塑预浸带多层复合组成，连续玻纤增强热塑预浸带为连续玻纤增强复合地板的最外层，连续玻纤增强热塑预浸带单层或多层层叠铺放，当连续玻纤增强热塑预浸带多层层叠铺放时，至少有一层为90°交叉铺放，以形成0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带。

本发明的连续玻纤增强复合地板，其进一步的技术方案是当采用0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带时，需要预先预制；OSB板材与连续玻纤增强热塑预浸带交替排布，其中连续玻纤增强热塑预浸带至少有一层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带。

本发明的连续玻纤增强复合地板，其进一步的技术方案还可以是所述的OSB板为弹性模量(平行)≥4800MPa的OSB4板材或更高级别的OSB板材。

本发明的连续玻纤增强复合地板，其进一步的技术方案还可以是所述的连续玻纤增强热塑预浸带为玻纤含量40-65wt％的极性热塑性高分子材料。

本发明的连续玻纤增强复合地板，其进一步的技术方案还可以是所述的极性热塑性高分子材料为PET、PBT、PA6或PA66。

本发明上述的连续玻纤增强复合地板的制备方法，其包括以下步骤：

单向或0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带在170～260℃条件下加热30～120s后，与OSB板按设计交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温20～80℃，压力50～150MPa，保压60～150s。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明的连续玻纤增强复合地板中连续玻纤增强热塑预浸带起增强作用，表面的连续玻纤增强热塑预浸带还起到耐磨、保护、装饰效果。OSB板则起木质地板功能，有较高的握钉力、较好的弹性及承载能力。这种结构的连续玻纤增强复合地板具有力学强度高，表面耐磨、制造工艺环保等特点；可直接作为集装箱地板使用并能满足使用要求。

具体实施方式

连续玻纤增强复合地板采用热压加工成型方法制得。具体加工工艺为：单向或0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带在170～260℃条件下加热30～120s后，与OSB板按设计交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温20～80℃，压力50～150MPa，保压60～150s。

实施例1

原料：OSB板材，厚度为32mm、抗弯强度(平行)实测值为52MPa、弹性模量(平行)实测值为5380MPa；预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带(其中第1、3层为0°，第2层为90°)，玻纤含量55wt％。连续玻纤增强复合地板结构为三层设计，第1、3层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带，第2层为OSB板。

预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带在190℃条件下加热38s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温35℃，压力70MPa，保压60s。连续玻纤增强复合地板抗弯强度(平行)实测值达68MPa、弹性模量(平行)实测值达6900MPa。

实施例2

原料：OSB板材，厚度为32mm、抗弯强度(平行)实测值为50MPa、弹性模量(平行)实测值为5380MPa；单向连续玻纤增强PET预浸带，预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带(其中第1、2、4层为0°，第3层为90°)，玻纤含量55wt％。连续玻纤增强复合地板结构为五层设计，第1、5层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带，第3层为单向连续玻纤增强PET预浸带，第2、4层为OSB板。

单向和0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带在190℃条件下加热68s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温35℃，压力90MPa，保压60s。连续玻纤增强复合地板(平行)抗弯强度实测值达72MPa、弹性模量(平行)实测值达8420MPa。

实施例3

原料：OSB板材，厚度为25mm、抗弯强度(平行)实测值为46MPa、弹性模量(平行)实测值为5840MPa；预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PBT预浸带(其中第1、3层为0°，第2层为90°)，玻纤含量60wt％。连续玻纤增强复合地板结构为五层设计，第1、3、5层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PBT预浸带，第2、4层为OSB板。

预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PBT预浸带在200℃条件下加热42s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温45℃，压力95MPa，保压70s。连续玻纤增强复合地板(平行)抗弯强度实测值为56MPa、弹性模量(平行)实测值达8710MPa。

实施例4

原料：OSB板材，厚度为30mm、抗弯强度(平行)实测值为50MPa、弹性模量(平行)实测值为6180MPa；预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PA66预浸带(其中第1层为0°，第2层为90°)，玻纤含量65wt％。连续玻纤增强复合地板结构为三层设计，第1、3层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带，第2层为OSB板。

0°/90°双轴向连续玻纤增强PA66预浸带在230℃条件下加热36s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温65℃，压力100MPa，保压60s。连续玻纤增强复合地板(平行)抗弯强度实测值为58MPa、弹性模量(平行)实测值达7520MPa。

实施例5

原料：OSB板材，厚度为28mm、抗弯强度(平行)实测值为49MPa、弹性模量(平行)实测值为5880MPa；单向连续玻纤增强PA6预浸带，预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PA6预浸带(其中第1、3、5层为0°，第2、4层为90°)，玻纤含量65wt％。连续玻纤增强复合地板结构为三层设计，第1层为单向连续玻纤增强PET预浸带，第2层为OSB板，第3层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PA6预浸带。

单向连续玻纤增强PA6预浸带在205℃条件下加热45s、0°/90°双轴向连续玻纤增强PA6预浸带在225℃条件下加热45s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温85℃，压力120MPa，保压110s。连续玻纤增强复合地板抗弯强度(平行)实测值为57MPa、弹性模量(平行)实测值达7710MPa。

实施例6

原料：OSB板材，厚度为25mm、抗弯强度(平行)实测值为45MPa、弹性模量(平行)实测值为5040MPa；预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带I(其中第1、3、5层为0°，第2、4层为90°)，预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带II(其中第1层为0°，第2层为90°)，玻纤含量60wt％。连续玻纤增强复合地板结构为七层设计，第1、7层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带I，第3、5层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带II，第2、4、6层为OSB板。

预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带I和II在230℃条件下加热120s，与OSB板按设计要求交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温50℃，压力90MPa，保压110s。连续玻纤增强复合地板抗弯强度(平行)实测值为70MPa、弹性模量(平行)实测值达9310MPa。

实施例7

原料：OSB板材，厚度为30mm、抗弯强度(平行)实测值为51MPa，弹性模量(平行)为3933MPa；单向连续玻纤增强PET预浸带，预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带(其中第1、3层为0°，第2层为90°)，玻纤含量60wt％。连续玻纤增强复合地板结构为三层设计，第1层为单向连续玻纤增强PET预浸带，第2层为OSB板，第3层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强PET预浸带。

连续玻纤增强PET预浸带与OSB板按设计要求层叠铺放后在平板压力机上热压成型。在260℃条件下加热110s，压力50MPa，保压120s。连续玻纤增强复合地板(平行)抗弯强度达67MPa，弹性模量(平行)实测值达4969MPa。

Claims (6)

1.一种连续玻纤增强复合地板，其特征在于该连续玻纤增强复合地板由OSB板材与连续玻纤增强热塑预浸带多层复合组成，连续玻纤增强热塑预浸带为连续玻纤增强复合地板的最外层，连续玻纤增强热塑预浸带单层或多层层叠铺放，当连续玻纤增强热塑预浸带多层层叠铺放时，至少有一层为90°交叉铺放，以形成0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带。

2.根据权利要求1所述的连续玻纤增强复合地板，其特征在于当采用0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带时，需要预先预制；OSB板材与连续玻纤增强热塑预浸带交替排布，其中连续玻纤增强热塑预浸带至少有一层为预制的0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带。

3.根据权利要求1所述的连续玻纤增强复合地板，其特征在于所述的OSB板为弹性模量(平行)≥4800MPa的OSB4板材或更高级别的OSB板材。

4.根据权利要求1所述的连续玻纤增强复合地板，其特征在于所述的连续玻纤增强热塑预浸带为玻纤含量40-65wt％的极性热塑性高分子材料。

5.根据权利要求1所述的连续玻纤增强复合地板，其特征在于所述的极性热塑性高分子材料为PET、PBT、PA6或PA66。

6.一种如权利要求1-5任一所述的连续玻纤增强复合地板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

单向或0°/90°双轴向连续玻纤增强热塑预浸带在170～260℃条件下加热30～120s后，与OSB板按设计交替层叠铺放后在平板压力机上热压成型，模温20～80℃，压力50～150MPa，保压60～150s。