一种复合板材、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及集装箱地板制造技术领域，尤其涉及的是一种复合板材、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]集装箱地板是集装箱的主要承载结构，集装箱地板制造业要求地板具有很高的力学性能、精确的加工尺寸、良好的抗冲击性。长期以来，集装箱地板主要采用热带雨林中生长的高密度硬阔叶木材为主要原料，制作上采用大径级原木旋切成单板后，多层单板组胚，热压成胶合板。由于高密度阔叶树种的生长周期很长，一般均需50年甚至更长，而集装箱地板的需求却日益增加。为了保护世界生态环境，减少热带硬木资源的消耗，开发新型集装箱地板，拓宽地板用材的来源，具有深远的现实意义。
[0003]中国专利CN93115652.0公开了一种竹质集装箱地板的生产方法，该方法将竹材剖成等宽等厚的篾片，篾片平行排列成片，放入防腐剂与酚醛树脂的混合液中浸溃后叠层加压，所生产的竹质集装箱地板能够通过国际集装箱的测试要求，但是竹材的利用率低、制造复杂、加工效率低下，导致竹质集装箱地板的成本偏高，产能有限，不能大规模用于市场化。
[0004]中国专利CN102909761A中介绍了一种匀质集装箱地板生产方法。该匀质集装箱地板生产方法所使用的单板材料为竹单板和木质单板。该竹木集装箱地板采用22-27层层次结构，总组坯厚度32-42_。单板层经涂胶、组坯、预压、热压等工序生产而得到匀质集装箱地板。该方法采用木材与竹胶板复合作为集装箱地板。该方法加工制备而成的集装箱底板其表面须经过喷漆处理，并且其表面的防水，耐磨性较差。
[0005]实用新型CN202952333U公开了一种全竹集装箱地板，该全竹集装箱地板由21层结构组成，除第I层和第21层为浸溃纸层，其余皆为竹胶板，可以降低集装箱地板的生产成本。采用全竹结构集装箱底板，其材料铺层设计未经设计，导致竹材用料多，板面较厚。
[0006]现有技术中虽然也有用竹子作为主要原料来制备底板的技术方案，但制备的产品成本高，力学性能还需要进一步提高。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的是提供一种能够满足集装箱载货强度要求的复合板材，通过纤维增强的热塑性板材与竹胶板进行复合，经过科学的结构设计与胶合工艺，获得一种符合集装箱地板使用要求的对称复合板材，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地板用胶合板。
[0008]本发明的另一目的是提供一种上述复合板材的制备方法，该方法将强度大、硬度高、韧性好的纤维增强的热塑性板材作为表层材料，用竹席和单向竹帘作为芯层材料，经合理搭配组合，采用科学的胶合工艺可以制成具有高性能的集装箱地板复合板材，充分发挥了纤维增强热塑性板材耐磨、耐酸碱、防水、高模量高强度等特性，满足对集装箱地板所提出的各项机械、物理技术要求。
[0009]本发明的第三个发明目的是提供一种上述复合板材的应用。
[0010]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0011]本发明提供了一种复合板材，所述复合板材包括从上到下依次排列的第一面层、第一芯层、中芯层、第二芯层和第二面层，所述中芯层的上下表面分别与所述第一芯层的一面和所述第二芯层的一面连接，所述第一芯层的另一面与所述第一面层的一面以两性胶粘薄膜连接，所述第二芯层的另一面与所述第二面层的一面以两性胶粘薄膜连接。
[0012]所述两性胶粘薄膜为聚乙烯膜，克重为50?100g/m2。
[0013]所述第一面层或所述第二面层均为纤维增强热塑性板材。
[0014]所述第一面层或所述第二面层的厚度均为2?5mm，所述纤维占树脂基体的质量百分数为40?55%。
[0015]所述纤维增强热塑性板材中的树脂基体为PP基体或PE基体。
[0016]所述纤维增强热塑性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)中的一种或一种以上。
[0017]所述纤维增强热塑性板材中的纤维选自玻璃纤维、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。
[0018]所述第一芯层或所述第二芯层为编织的单向铺层的竹席材料，厚度为2?6_，竹席通过酚醛树脂胶胶合。
[0019]所述竹席材料的层数为I?3层。
[0020]所述竹席材料为竹子经过处理后形成的竹篾，竹篾经过编织后形成的纵横交织的竹席材料。
[0021]所述中芯层为单向竹帘经过铺层得到的板材，单向竹帘通过酚醛树脂胶胶合，厚度为25?30mm。
[0022]所述铺层的方式为[02/90]11/02或[0/90]m/0，层数为13?17层，单层厚度为1.7 ?2.0mm, η 为 3 ?5, m 为 6 ?8。
[0023]所述[02/90]n/02是以两层O度铺层，一层90度铺层为一个单元，进行η次相同的铺层后，然后铺设两层O度方向材料。
[0024]所述[0/90]m/0是以一层O度铺层，一层90度铺层为一个单元，进行m次相同的铺层后，然后铺设一层O度方向材料。
[0025]所述单向竹帘是竹子经过剖切形成条状的竹条；将该竹条单向平行排布，利用缝合线将其连接形成的材料。
[0026]所述酚醛树脂胶的施胶量为300?400g/m2，酚醛树脂胶中加入防虫剂，防虫剂的加入量为酹醒树脂胶的质量百分含量为0.3?0.5%。
[0027]所述防虫剂为辛硫磷、氯菊酯、溴氰菊酯、氯氟菊酯或4-溴-2-(4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5_ (三氟甲基)卩比咯-3-腈(Chlorfenapyr)中的一种或一种以上；优选4-溴-2- (4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5-(三氟甲基)卩比咯-3-腈(Chlorfenapyr)。
[0028]所述的竹子为毛竹或楠竹中的一种。
[0029]本发明还提供了一种上述复合板材的制备方法，包括以下步骤:
[0030]在第二面层上面铺放一层两性胶粘薄膜，在两性胶粘薄膜上面铺放第二芯层，在第二芯层的上面铺放中芯层，在中芯层的上面铺放第一芯层，在第一芯层的上面铺放一层两性胶粘薄膜，在两性胶粘薄膜的上面铺放第一面层，最后热压、保压；再分段降压和排气或先冷却到室温后卸压，制得复合板材。
[0031]所述第一面层或所述第二面层由以下方法制得:
[0032]将纤维铺展开与挤出熔融的树脂基体复合，再经过辊压后得到纤维增强热塑性的预浸带，其中纤维占预浸带总质量的百分比为40?55%，然后在温度为170?180°C，压力为2?4MPa的条件下，将纤维增强热塑性的预浸带热压成板材，热压时间为20?30min，然后再冷压30?40min，得到纤维增强热塑性板材，即第一面层和第二面层。
[0033]所述树脂基体为PP基体或PE基体。
[0034]所述纤维选自玻璃纤维、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。
[0035]所述第一芯层或所述第二芯层经过预处理，预处理包括以下步骤:
[0036]竹子经过处理后形成竹篾，竹篾经过编织后形成的纵横交织的竹席材料；进行第一次烘干；然后通过酚醛树脂胶胶合并甩干；晒干或进行第二次烘干，竹席材料的层数为I?3层，得到经过预处