超高分子量聚乙烯復合模板及其制備方法與設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種超高分子量聚乙烯復合模板及其制備方法與設備，其中超高分子量聚乙烯復合模板為復合層結構，所述復合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強復合帶、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，所述玻璃纖維復合帶可承受拉力為2500-20000N，復合板通過加熱進行復合。本發明的技術效果是，超高分子量聚乙烯復合模板全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的優異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結垢、自潤滑、無毒環保等性能。其制備方法包括，超高分子量聚乙烯熔融擠出、玻璃纖維復合帶與超高分子量聚乙烯板加熱復合成型等步驟。可應用于建筑模板領域。
【專利說明】超高分子量聚乙烯復合模板及其制備方法與設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及建筑施工模板領域，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯復合模板及其制備方法與設備。
【背景技術】
[0002]傳統的建筑等領域用結構模板大多采用木質、竹質、鋼質、塑膠建筑模板以及上述幾種建筑模板復合而成的復合建筑模板。木質、竹質建筑模板質量輕、板幅寬，但相對強度低、使用次數少、不防濕防水、易霉變腐爛，且消耗資源；鋼質建筑板材雖然堅固、使用次數多，但成本高、易銹、重量大、難運輸、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、質量輕、可重復使用次數高、不銹、防水，不粘水泥等優點。
[0003]從增強后的塑膠建筑模板主體材質上看，塑膠建筑模板可進一步分為發泡材質、非發泡材質以及由發泡材質和非發泡材質復合而成的復合模板，中國專利201220172406.4公開了一種玻纖增強發泡建筑模板，其由兩層玻纖增強熱塑性復合塑料的面層和置于面層之間的發泡塑料的芯層組成，可一定程度上克服純發泡材質塑模剛度低、純非發泡材質塑模韌性低的缺點，但其制造工藝復雜，而且不可避免發泡材質和非發泡材質之間不相容界面，使得復合塑模易產生界面剝離。
[0004]中國專利201110000869.2公開了一種連續纖維涂塑帶材復合增強建筑模板，該模板以木質定向結構板為芯層，兩面對稱依次向外平鋪并固定一層高分子粘接膜和2?4層連續纖維涂塑帶材，構成多層復合具有夾層結構的連續纖維涂塑帶材復合增強建筑模板具有優良的力學性能，防水防潮，使用次數多等優點，但該模板強度有待提高，且加工工藝復雜。
[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效果遠不及纖維網的增強效果，因此模板的強度提高不夠。
[0006]超高分子量聚乙烯是一種線性結構的具有優異綜合性能的熱塑性工程塑料，其具有優異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結垢、自潤滑、不結蠟、無毒環保等性能。與連續的玻璃纖維復合帶復合不但保留超高分子量聚乙烯本身的性能，而且大大提高了復合板材拉伸強度以及抗壓強度，而且復合而成的超高分子量聚乙烯復合模板可以解決普通模板與水泥粘結的問題，減輕了建筑模板的重量，必能明顯提升工程進度、降低工程造價、減輕勞動強度、減少資源消耗。

【發明內容】

[0007]本發明的目的之一是，提供的一種強度高、耐磨、耐腐蝕、防潮防水、易脫模的超高分子量聚乙烯復合模板。
[0008]本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是，一種超高分子量聚乙烯復合模板，為復合層結構，所述復合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強復合帶層、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，所述玻璃纖維復合帶層所用的玻璃纖維復合帶可承受拉力為2500-20000N，所述玻璃纖維增強復合帶夾在兩層超高分子量聚乙烯板中間，復合板通過加熱進行復合。
[0009]采用上述技術方案生產出的超高分子量聚乙烯復合模板，其底層和上層超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強復合帶在同時加熱的狀態下進行復合，使得超高分子量聚乙烯復合模板各復合層之間結構致密并完全融合成一體，因而復合層不剝離；
采用硅烷偶聯劑作為活化劑對玻璃纖維進行活化處理，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；
本發明采用的玻璃纖維增強復合帶經上述方法處理后，玻璃纖維增強帶與超高分子聚乙烯板之間的結合牢度更好，玻璃纖維增強帶中每根/每束玻璃纖維的張緊力恒定、一致，因而生產出的超高分子量聚乙烯復合板其板壁各處耐壓值均勻、穩定；
本發明的玻璃纖維超高分子聚乙烯復合板，其外板不開裂、復合層不剝離，耐壓強度高，防潮防水，耐腐蝕，易脫模。
[0010]作為優選，上述玻璃纖維復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劑，活化溫度為40°C，所述玻璃纖維在所述活化劑中浸潤時間為 5min ；
所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺；
所述經過活化劑浸潤的玻璃纖維，由通過加熱至熔融態的聚合物均勻包覆，再經過冷卻、牽引、卷取成卷，得到玻璃纖維增強復合帶。
[0011]該優選技術方案帶來的技術效果是，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，生產出的超高分子量聚乙烯復合模板其板壁各處耐壓值均勻、穩定。
[0012]作為優選，上述超高分子量聚乙烯復合模板的長度為100-300mm，寬度為90-200mmo
[0013]上述技術方案的技術效果是，超高分子量聚乙烯復合模板可制成多種不同尺寸規格，以滿足不同的使用需求。
[0014]本發明的技術效果是，超高分子量聚乙烯復合模板耐環境應力開裂抗壓強度高，全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的優異的耐磨性、高抗沖擊性、耐疲勞性、低溫韌性以及耐腐蝕、不結垢、自潤滑、不結蠟、無毒環保等性能。
[0015]最重要的是，由于本發明采用超高分子量聚乙烯薄壁板材的生產技術得到的復合板；由于其厚度小，因而使用過程中，減少了成本，因其強度高，提高了使用過程的安全性、便捷性；本發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]本發明的目的之二是，提供一種上述超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法。
[0017]本發明為實現上述目的采用的技術方案是，一種上述超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法，包括以下步驟:
經擠出機將超高分子量聚乙烯擠出到板材模具中的步驟；
作為優選，上述擠出機主機轉速100-600r/min，其各區溫度設定為100 °C、180°C、240°C、260°C，所述擠出機出口溫度為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定長切斷機定長切斷的步驟；
經復合模具將超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強復合帶復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合層結構，所述復合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強復合帶層、超高分子量聚乙烯板，且玻璃纖維增強復合帶至少為相互交錯的兩層，交錯角為90度；
所述復合模具壓力14-17MPa，溫度180_240°C ；
所述超高分子量聚乙烯模板經冷壓裝置冷卻定型的步驟；
上述技術方案直接帶來的技術效果是，超高分子量聚乙烯復合模板各復合層結合緊密、牢固，最內層的超高分子量聚乙烯與玻璃纖維復合帶外層的聚乙烯能過形成一定程度的融合。即玻璃纖維復合帶外層的聚乙烯經過熔融，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，解決了復合層分層、剝離甚至是脫落的技術問題。
[0018]本發明的目的之三是，提供一種用于上述超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法的設備。
[0019]本發明為實現上述目的所采用的技術方案是，一種用于上述超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法的設備，其特征在于，所述擠出機將超高分子量聚乙烯原料塑化擠出，所述擠出機各區溫度設定為100 V、180 V、240 V、260 °C，模口溫度設定在260 V，主機轉速100-600r/min ；
所述模板模具與上述擠出機直接相連，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；
所述定長切斷機將冷卻后的超高分子量聚乙烯板按規格定長切斷，
所述定長切斷的超高分子量聚乙烯板經導輥進入復合模具中；
所述復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復合帶復合成型； 所述冷壓裝置將上述超高分子量聚乙烯模板冷卻定型；
上述技術方案帶來的技術效果是，工藝流程簡單、設備配備合理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為超高分子量聚乙烯復合模板結構示意圖；
附圖標記:1超高分子量聚乙烯板，2玻璃纖維增強復合帶。
[0021]圖2為超高分子量聚乙烯復合模板生產設備連接順序示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本發明的超高分子量聚乙烯復合模板結構作詳細說明。
[0023]如圖1所示，超高分子量聚乙烯復合模板為復合層結構，其以超高分子量聚乙烯為上下板，玻璃纖維復合增強帶為中間層。[0024]圖2為超高分子量聚乙烯復合模板生產設備連接順序示意圖。如圖2所示，本發明的超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法的設備按以下順序依次連接:擠出機1、板材模具2、冷卻噴淋箱3、導輥4、定長切斷機5、導輥6、復合模具7、導輥8、冷壓裝置9。
[0025]以下結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0026]實施例1
超高分子量聚乙烯原料經擠出機擠出第一擠出機各區溫度設定為100°c、160 V、200°C、230°C，模口溫度設定在230°C，主機轉速400r/min ；
原料經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,定長切斷的板材經過導輥進入復合模具中，復合模具壓力為14MPa，溫度為230°C，復合時間為30min，玻璃纖維復合帶交錯在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯角為90° ;
此時，內外層聚乙烯以及復合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復合模板。
[0027]實施例2
超高分子量聚乙烯原料經擠出機擠出第一擠出機各區溫度設定為100°c、160 V、200°C、230°C，模口溫度設定在230°C，主機轉速300r/min ；
原料經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,定長切斷的板材經過導輥進入復合模具中，復合模具壓力為16MPa，溫度為230°C，復合時間為30min，玻璃纖維復合帶交錯在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯角為90°，
此時，內外層聚乙烯以及復合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復合模板。
[0028]實施例3
超高分子量聚乙烯原料經擠出機擠出第一擠出機各區溫度設定為100°c、160 V、200°C、230°C，模口溫度設定在230°C，主機轉速200r/min ；
原料經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,定長切斷的板材經過導輥進入復合模具中，復合模具壓力為16MPa，溫度為230°C，復合時間為30min，玻璃纖維復合帶交錯在兩層超高分子量聚乙烯板材之間，交錯角為90°，
此時，內外層聚乙烯以及復合帶的聚乙烯完全熔為一體，得到超高分子量聚乙烯復合模板。
【權利要求】
1.一種超高分子量聚乙烯復合模板，為復合層結構，所述復合層從下向上依次為超高分子量聚乙烯板、玻璃纖維增強復合帶層、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，所述玻璃纖維復合帶層所用的玻璃纖維復合帶可承受拉力為2500-20000N，所述玻璃纖維增強復合帶夾在兩層超高分子量聚乙烯板中間，復合板通過加熱進行復合。
2.根據權利要求1所述的超高分子量聚乙烯復合模板，其特征在于，所述玻璃纖維復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劑，活化溫度為40°C，所述玻璃纖維在所述活化劑中浸潤時間為 5min ； 所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺； 所述經過活化劑浸潤的玻璃纖維，由通過加熱至熔融態的聚合物均勻包覆，再經過冷卻、牽引、卷取成卷，得到玻璃纖維增強復合帶。
3.根據權利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯復合模板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯復合模板的長度為100-300mm，寬度為90_200mm。
4.一種權利要求1所述的超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法，包括以下步驟: 經擠出機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定長切斷機定長切斷的步驟； 經復合模具將超高分子量聚乙烯板與玻璃纖維增強復合帶復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冷壓裝置冷卻定型的步驟。
5.一種用于權利要求4所述超高分子量聚乙烯復合模板的制備方法的設備，其特征在于，包括擠出機，板材模具，冷卻噴淋箱、牽引裝置、定長切斷機、復合模具、冷壓裝置；其中， 所述擠出機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； 所述牽引裝置是導輥，提供板材前進的動力； 所述定長切斷機將上述超高分子量聚乙烯板按要求長度切斷； 所述復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復合帶復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】B32B27/30GK103967267SQ201410186019
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月6日 優先權日:2014年5月6日
【發明者】王大鵬, 李昀 申請人:山東科技大學