一种热压成型的高强度不脱层模板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑模板领域，特别涉及连续纤维增强建筑模板领域。
【背景技术】
[0002]建筑施工中采用的模板为钢模、木模、竹模、塑料模板等，其中，钢模虽然坚固，且循环使用次数多，但是，其价格昂贵、不耐腐蚀易生锈，同时，钢模重量大，不仅运输不方便，在施工过程中也存在较大的安全隐患；目前，建筑施工中使用最多的是木模板或竹模板，这类模板重量轻，便于运输，且其价格便宜，但是这类模板强度低、不耐腐蚀、渗水后易开裂，且脱模难，循环使用次数很少，小于5次，另外，这类模板对木材需求量大，对环境造成极大破坏。近年来，为解决上述钢模、木模、竹模作为模板存在的缺陷，行业内出现了很多新型塑料模板，如木塑模板、GMT模板、中空塑料模板、发泡PVC模板等，但这些模板的价格昂贵，提高了建筑施工成本，且均存在强度低、刚性差、易变形、耐候性差等缺点，循环使用次数低，只能使用10次左右。
[0003]为解决上述模板带来的缺陷，专利201110000869.2公开了一种连续纤维涂塑带材复合增强建筑模板及其制备方法，其采用了木质定向刨花板作为板芯，板芯表面与由2~4层连续纤维涂塑带材制成的增强面层经双面热熔胶膜热压粘合在一起，从而制成增强建筑模板，所使用的热熔胶膜一面为聚丙烯树脂，另一面树脂是马来酸酐改性聚丙烯树脂，依靠热熔胶膜粘接板芯和增强面层存在两个问题:1、热熔胶膜价格昂贵，大大增加了建筑施工成本；2、制备木质定向刨花板的粘胶一般是热固性胶水，与热熔胶的粘接并不牢固，长期使用会存在起泡、鼓包的现象，导致模板性能骤降。另外，由于刨花板是一种碎料板，虽然在其表面覆纤维增强面层，但仍然会存在刚性不足的问题，其刨花板内会发生分层现象，导致模板强度变差，使用寿命变短。
[0004]另一专利201310422446.9公开了一种建筑模板用层合板及其制造方法，所述板芯为普通速生木材单板、木质刨花板或密度纤维板，所述增强面层为单面覆有无纺布的纤维增强热塑性板，通过胶水将增强面层表面的无纺布与板芯粘合在一起，所述纤维增强热塑性板为连续纤维增强热塑性预浸料与短纤增强热塑性预浸料回料铺设而成，若使用的板芯为速生木材单板，则需要较大幅宽的单板，才可加工成为高刚性的模板，加工复杂，成本高，若使用刨花板或密度纤维板作为板芯，则其力学强度不够，板芯内易存在分层现象。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种高强度不脱层、防水腐蚀性能好以及易脱模、抗摔跌破坏性能好的建筑用模板，及加工方法简单易行、生产效率高的制备该种建筑用模板的制备方法。
[0006]本发明所述的一种热压成型的高强度不脱层模板，包括板芯，以及分别与板芯上下表面粘合为一体的连续纤维增强复合面层，所述板芯由多条木质材料形成的板条按矩阵形状粘接而成，板条为长方体状，所述板条分为板条a和板条b，板条a的长度方向与木材生长方向一致，板条b的高度方向与木材生长方向一致；所述连续纤维增强复合面层由一层或多层连续纤维增强预浸片组成，其中至少有一层连续纤维增强预浸片的纤维方向与板芯宽度方向相同。
[0007]本发明所述的一种热压成型的高强度不脱层模板的制备方法，其步骤为:
1)制备板芯:将木质材料制作成长方体状的板条，所述板条分为板条a和板条b，板条a的长度方向与木材生长方向一致，板条b的高度方向与木材生长方向一致，板条a和板条b分别由一根长方体木条形成，或者板条a和板条b分别由多根木条通过胶粘层以斜接或对接的方式沿板条长度方向拼接形成，其对接角度为θ=90°，斜接角度为θ〈90°，以达到板芯长度尺寸要求；沿板条宽度方向:在相邻板条间通过胶粘层以对接的形式粘接为一体，对接角度为θ=90°，以达到板芯宽度尺寸要求，最终形成与板条高度一致的板芯；
2)制备连续纤维增强复合面层:将连续纤维制品穿过树脂熔体中，充分浸渍后，经冷却、切割收卷，形成连续纤维增强预浸片；将由单向纤维制品或多向纤维制品制成的连续纤维增强预浸片依次铺设为一体，其中至少有一层连续纤维增强预浸片的纤维方向与板芯宽度方向相同，对多层连续纤维增强预浸片用超声焊接装置进行简易复合，形成连续纤维增强复合面层；
3)制备模板:将步骤二中简易复合形成的连续纤维增强复合面层分别覆在板芯的上下两表面上，置于压机中热压，温度为180°C ~230°C，压力为10MPa~20MPa，时间为2min~20min ;热压完成后进行冷压，冷压压力为10MPa~20MPa，冷压时间为2min ~20min，形成模板。
[0008]本发明所述的一种热压成型的高强度不脱层模板及其制备方法，模板由板芯以及分别与板芯上下表面粘合为一体的连续纤维增强复合面层组成，其中，板芯由长度方向与木材生长方向一致的板条a和高度方向与木材生长方向一致的板条b拼接组成，因此，可使板芯沿垂直板条长宽面的高度方向以及板条的长度方向分别与木材生长方向的轴向管细胞一致，不仅可以同时起到充分浸渍树脂和机械支撑的作用，还能使板芯在竖直方向和水平方向上都具有极高的力学性能且变形小，使加工完成的板芯内部不会出现分层现象，具有高模量，形成的模板不会翘曲变形；另外，该种模板的板芯，其对材料的尺寸、材质要求不高，无需较大宽幅的单板，材料的天然缺陷、加工使用缺陷对最终成品的性能无影响，因此，加工成本低；由于相邻连续纤维增强预浸片的连续纤维方向交错铺设，其中至少有一层连续纤维增强预浸片的纤维方向与板芯宽度方向相同，因此可同时增强模板纵向与横向的力学性能，通过该种连续纤维增强复合面层可提高模板的力学性能，使模板具有重量轻、强度高、防水抗腐蚀、易脱模的性能，循环使用次数多，可达百次以上，大大提高了建筑模板的使用寿命，降低单次使用成本；而由于该种模板可循环使用次数多，因此，减少了对森林的破坏，大幅降低了资源损耗率。
【附图说明】
[0009]图1为本发明树干切面示意图。
[0010]图2为本发明板条a结构示意图(长度方向与木材生长方向一致，L为长，H为高，W为宽)。
[0011]图3为本发明板条b结构示意图(高度方向与木材生长方向一致，L为长，H为高，W为宽)。
[0012]图4为本发明模板结构示意图(连续纤维增强复合面层与板芯剥离)。
[0013]图5为本发明模板截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]—种热压成型的高强度不脱层模板，如图1至图5所示，包括板芯1，以及分别与板芯I上下表面粘合为一体的连续纤维增强复合面层2，所述板芯I由多条木质材料形成的板条按矩阵形状粘接而成，板条为长方体状，所述板条分为板条a6和板条b3，板条a6的长度方向与木材生长方向一致，板条b3的高度方向与木材生长方向一致；所述连续纤维增强复合面层2由一层或多层连续纤维增强预浸片组成，其中至少有一层连续纤维增强预浸片的纤维方向与板芯I宽度方向相同。
[0015]沿垂直板条由长与宽形成的长宽面5方向，所述板芯I高度为l~300mm，可充分发挥板芯I的力学性能。
[0016]所述板条a6和板条b3的宽度分别为0.2~20mm，优选1~3臟，可有效保证制成的板芯I具有优良的力学性能。<