超高分子量聚乙烯复合模板及其制备方法与设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超高分子量聚乙烯复合模板及其制备方法与设备，其中超高分子量聚乙烯复合模板为复合层结构，所述复合层从下向上依次为超高分子量聚乙烯板、玻璃纤维增强复合带、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为3~6mm，所述玻璃纤维复合带可承受拉力为2500-20000N，复合板通过加热进行复合。本发明的技术效果是，超高分子量聚乙烯复合模板全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的优异的耐磨性、高抗冲击性、耐疲劳性、低温韧性以及耐腐蚀、不结垢、自润滑、无毒环保等性能。其制备方法包括，超高分子量聚乙烯熔融挤出、玻璃纤维复合带与超高分子量聚乙烯板加热复合成型等步骤。可应用于建筑模板领域。
【专利说明】超高分子量聚乙烯复合模板及其制备方法与设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑施工模板领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯复合模板及其制备方法与设备。
【背景技术】
[0002]传统的建筑等领域用结构模板大多采用木质、竹质、钢质、塑胶建筑模板以及上述几种建筑模板复合而成的复合建筑模板。木质、竹质建筑模板质量轻、板幅宽，但相对强度低、使用次数少、不防湿防水、易霉变腐烂，且消耗资源；钢质建筑板材虽然坚固、使用次数多，但成本高、易锈、重量大、难运输、且使用过程中易与混凝土粘合在一起难以脱模；塑料建筑模板具有成本低、质量轻、可重复使用次数高、不锈、防水，不粘水泥等优点。
[0003]从增强后的塑胶建筑模板主体材质上看，塑胶建筑模板可进一步分为发泡材质、非发泡材质以及由发泡材质和非发泡材质复合而成的复合模板，中国专利201220172406.4公开了一种玻纤增强发泡建筑模板，其由两层玻纤增强热塑性复合塑料的面层和置于面层之间的发泡塑料的芯层组成，可一定程度上克服纯发泡材质塑模刚度低、纯非发泡材质塑模韧性低的缺点，但其制造工艺复杂，而且不可避免发泡材质和非发泡材质之间不相容界面，使得复合塑模易产生界面剥离。
[0004]中国专利201110000869.2公开了一种连续纤维涂塑带材复合增强建筑模板，该模板以木质定向结构板为芯层，两面对称依次向外平铺并固定一层高分子粘接膜和2?4层连续纤维涂塑带材，构成多层复合具有夹层结构的连续纤维涂塑带材复合增强建筑模板具有优良的力学性能，防水防潮，使用次数多等优点，但该模板强度有待提高，且加工工艺复杂。
[0005]中国专利201010619052.9公开了一种通过在聚烯烃树脂中添加短切玻纤和增韧剂来改善性能，由于短切玻纤的增强效果远不及纤维网的增强效果，因此模板的强度提高不够。
[0006]超高分子量聚乙烯是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，其具有优异的耐磨性、高抗冲击性、耐疲劳性、低温韧性以及耐腐蚀、不结垢、自润滑、不结蜡、无毒环保等性能。与连续的玻璃纤维复合带复合不但保留超高分子量聚乙烯本身的性能，而且大大提高了复合板材拉伸强度以及抗压强度，而且复合而成的超高分子量聚乙烯复合模板可以解决普通模板与水泥粘结的问题，减轻了建筑模板的重量，必能明显提升工程进度、降低工程造价、减轻劳动强度、减少资源消耗。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一是，提供的一种强度高、耐磨、耐腐蚀、防潮防水、易脱模的超高分子量聚乙烯复合模板。
[0008]本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是，一种超高分子量聚乙烯复合模板，为复合层结构，所述复合层从下向上依次为超高分子量聚乙烯板、玻璃纤维增强复合带层、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为3飞mm，所述玻璃纤维复合带层所用的玻璃纤维复合带可承受拉力为2500-20000N，所述玻璃纤维增强复合带夹在两层超高分子量聚乙烯板中间，复合板通过加热进行复合。
[0009]采用上述技术方案生产出的超高分子量聚乙烯复合模板，其底层和上层超高分子量聚乙烯板与玻璃纤维增强复合带在同时加热的状态下进行复合，使得超高分子量聚乙烯复合模板各复合层之间结构致密并完全融合成一体，因而复合层不剥离；
采用硅烷偶联剂作为活化剂对玻璃纤维进行活化处理，形成间距均匀的玻璃纤维束，且每根玻璃纤维的拉力均匀一致；
本发明采用的玻璃纤维增强复合带经上述方法处理后，玻璃纤维增强带与超高分子聚乙烯板之间的结合牢度更好，玻璃纤维增强带中每根/每束玻璃纤维的张紧力恒定、一致，因而生产出的超高分子量聚乙烯复合板其板壁各处耐压值均匀、稳定；
本发明的玻璃纤维超高分子聚乙烯复合板，其外板不开裂、复合层不剥离，耐压强度高，防潮防水，耐腐蚀，易脱模。
[0010]作为优选，上述玻璃纤维复合带的制备原料为玻璃纤维、活化剂和聚合物，其中: 所述玻璃纤维拉伸强度为1000?2000MPa、直径为9_30 μ m ;通过恒张力器使每束玻璃
纤维张紧度一致；
所述活化剂为硅烷偶联剂，活化温度为40°C，所述玻璃纤维在所述活化剂中浸润时间为 5min ；
所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺；
所述经过活化剂浸润的玻璃纤维，由通过加热至熔融态的聚合物均匀包覆，再经过冷却、牵引、卷取成卷，得到玻璃纤维增强复合带。
[0011]该优选技术方案带来的技术效果是，包覆有活化剂的玻璃纤维束的间距均匀，每根玻璃纤维的拉力均匀一致，生产出的超高分子量聚乙烯复合模板其板壁各处耐压值均勻、稳定。
[0012]作为优选，上述超高分子量聚乙烯复合模板的长度为100-300mm，宽度为90-200mmo
[0013]上述技术方案的技术效果是，超高分子量聚乙烯复合模板可制成多种不同尺寸规格，以满足不同的使用需求。
[0014]本发明的技术效果是，超高分子量聚乙烯复合模板耐环境应力开裂抗压强度高，全面保留了超高分子量聚乙烯板本身具有的优异的耐磨性、高抗冲击性、耐疲劳性、低温韧性以及耐腐蚀、不结垢、自润滑、不结蜡、无毒环保等性能。
[0015]最重要的是，由于本发明采用超高分子量聚乙烯薄壁板材的生产技术得到的复合板；由于其厚度小，因而使用过程中，减少了成本，因其强度高，提高了使用过程的安全性、便捷性；本发明所述的超高分子量聚乙烯模板解决了普通模板不易脱模的问题。
[0016]本发明的目的之二是，提供一种上述超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法。
[0017]本发明为实现上述目的采用的技术方案是，一种上述超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法，包括以下步骤:
经挤出机将超高分子量聚乙烯挤出到板材模具中的步骤；
作为优选，上述挤出机主机转速100-600r/min，其各区温度设定为100 °C、180°C、240°C、260°C，所述挤出机出口温度为260°C ；所述板材模具可以挤出宽度90_200mm宽，
3-6mm厚的超高分子量聚乙烯板；
将超高分子量聚乙烯板经冷却喷淋箱冷却定型的步骤；
将冷却的超高分子量聚乙烯板经定长切断机定长切断的步骤；
经复合模具将超高分子量聚乙烯板与玻璃纤维增强复合带复合成超高分子量聚乙烯模板的步骤；
所述超高分子量聚乙烯模板为复合层结构，所述复合层从下向上依次为超高分子量聚乙烯板、玻璃纤维增强复合带层、超高分子量聚乙烯板，且玻璃纤维增强复合带至少为相互交错的两层，交错角为90度；
所述复合模具压力14-17MPa，温度180_240°C ；
所述超高分子量聚乙烯模板经冷压装置冷却定型的步骤；
上述技术方案直接带来的技术效果是，超高分子量聚乙烯复合模板各复合层结合紧密、牢固，最内层的超高分子量聚乙烯与玻璃纤维复合带外层的聚乙烯能过形成一定程度的融合。即玻璃纤维复合带外层的聚乙烯经过熔融，能够与高分子量聚乙烯层表面融合在一起，形成分子之间的连接。因而，解决了复合层分层、剥离甚至是脱落的技术问题。
[0018]本发明的目的之三是，提供一种用于上述超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法的设备。
[0019]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种用于上述超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法的设备，其特征在于，所述挤出机将超高分子量聚乙烯原料塑化挤出，所述挤出机各区温度设定为100 V、180 V、240 V、260 °C，模口温度设定在260 V，主机转速100-600r/min ；
所述模板模具与上述挤出机直接相连，上述塑化挤出的超高分子量聚乙烯在此模具中挤出宽度90-200mm宽，3_6mm厚的超高分子量聚乙烯板；
所述冷却喷淋箱将上述超高分子量聚乙烯板喷淋冷却；
所述定长切断机将冷却后的超高分子量聚乙烯板按规格定长切断，
所述定长切断的超高分子量聚乙烯板经导辊进入复合模具中；
所述复合模具将定长切断的超高分子量聚乙烯板与玻璃纤维增强复合带复合成型； 所述冷压装置将上述超高分子量聚乙烯模板冷却定型；
上述技术方案带来的技术效果是，工艺流程简单、设备配备合理。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为超高分子量聚乙烯复合模板结构示意图；
附图标记:1超高分子量聚乙烯板，2玻璃纤维增强复合带。
[0021]图2为超高分子量聚乙烯复合模板生产设备连接顺序示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明的超高分子量聚乙烯复合模板结构作详细说明。
[0023]如图1所示，超高分子量聚乙烯复合模板为复合层结构，其以超高分子量聚乙烯为上下板，玻璃纤维复合增强带为中间层。[0024]图2为超高分子量聚乙烯复合模板生产设备连接顺序示意图。如图2所示，本发明的超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法的设备按以下顺序依次连接:挤出机1、板材模具2、冷却喷淋箱3、导辊4、定长切断机5、导辊6、复合模具7、导辊8、冷压装置9。
[0025]以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0026]实施例1
超高分子量聚乙烯原料经挤出机挤出第一挤出机各区温度设定为100°c、160 V、200°C、230°C，模口温度设定在230°C，主机转速400r/min ；
原料经塑化挤出到板材模具中，得到壁厚为3_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板经过冷却定型,定长切断得到长度为180mm,宽度为90mm的板材,定长切断的板材经过导辊进入复合模具中，复合模具压力为14MPa，温度为230°C，复合时间为30min，玻璃纤维复合带交错在两层超高分子量聚乙烯板材之间，交错角为90° ;
此时，内外层聚乙烯以及复合带的聚乙烯完全熔为一体，得到超高分子量聚乙烯复合模板。
[0027]实施例2
超高分子量聚乙烯原料经挤出机挤出第一挤出机各区温度设定为100°c、160 V、200°C、230°C，模口温度设定在230°C，主机转速300r/min ；
原料经塑化挤出到板材模具中，得到壁厚为4_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板经过冷却定型,定长切断得到长度为200mm,宽度为90mm的板材,定长切断的板材经过导辊进入复合模具中，复合模具压力为16MPa，温度为230°C，复合时间为30min，玻璃纤维复合带交错在两层超高分子量聚乙烯板材之间，交错角为90°，
此时，内外层聚乙烯以及复合带的聚乙烯完全熔为一体，得到超高分子量聚乙烯复合模板。
[0028]实施例3
超高分子量聚乙烯原料经挤出机挤出第一挤出机各区温度设定为100°c、160 V、200°C、230°C，模口温度设定在230°C，主机转速200r/min ；
原料经塑化挤出到板材模具中，得到壁厚为5_的超高分子量聚乙烯板，超高分子量聚乙烯板经过冷却定型,定长切断得到长度为180mm,宽度为IOOmm的板材,定长切断的板材经过导辊进入复合模具中，复合模具压力为16MPa，温度为230°C，复合时间为30min，玻璃纤维复合带交错在两层超高分子量聚乙烯板材之间，交错角为90°，
此时，内外层聚乙烯以及复合带的聚乙烯完全熔为一体，得到超高分子量聚乙烯复合模板。
【权利要求】
1.一种超高分子量聚乙烯复合模板，为复合层结构，所述复合层从下向上依次为超高分子量聚乙烯板、玻璃纤维增强复合带层、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为:T6mm，所述玻璃纤维复合带层所用的玻璃纤维复合带可承受拉力为2500-20000N，所述玻璃纤维增强复合带夹在两层超高分子量聚乙烯板中间，复合板通过加热进行复合。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯复合模板，其特征在于，所述玻璃纤维复合带是按下述方式制备的: 制备原料为无碱玻璃纤维无捻粗纱、活化剂和聚合物， 所述无碱玻璃纤维无捻粗纱拉伸强度为1000?2000MPa、直径为9_30 μ m ;通过恒张力器使每束玻璃纤维张紧度一致； 所述活化剂为硅烷偶联剂，活化温度为40°C，所述玻璃纤维在所述活化剂中浸润时间为 5min ； 所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺； 所述经过活化剂浸润的玻璃纤维，由通过加热至熔融态的聚合物均匀包覆，再经过冷却、牵引、卷取成卷，得到玻璃纤维增强复合带。
3.根据权利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯复合模板，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯复合模板的长度为100-300mm，宽度为90_200mm。
4.一种权利要求1所述的超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法，包括以下步骤: 经挤出机将超高分子量聚乙烯挤出到板材模具中的步骤； 将超高分子量聚乙烯板经冷却喷淋箱冷却定型的步骤； 将冷却的超高分子量聚乙烯板经定长切断机定长切断的步骤； 经复合模具将超高分子量聚乙烯板与玻璃纤维增强复合带复合成超高分子量聚乙烯模板的步骤； 所述超高分子量聚乙烯模板经冷压装置冷却定型的步骤。
5.一种用于权利要求4所述超高分子量聚乙烯复合模板的制备方法的设备，其特征在于，包括挤出机，板材模具，冷却喷淋箱、牵引装置、定长切断机、复合模具、冷压装置；其中， 所述挤出机将超高分子量聚乙烯熔融挤出到板材模具中； 所述板材模具将熔融的超高分子量聚乙烯挤成超高分子量聚乙烯板； 所述冷却喷淋箱将上述超高分子量聚乙烯板冷却定型； 所述牵引装置是导辊，提供板材前进的动力； 所述定长切断机将上述超高分子量聚乙烯板按要求长度切断； 所述复合模具将上述定长切断的超高分子量聚乙烯板与玻璃纤维增强复合带复合成超高分子量聚乙烯模板； 所述冷压装置将上述超高分子量聚乙烯模板冷压定型，得到成品。
【文档编号】B32B27/30GK103967267SQ201410186019
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】王大鹏, 李昀 申请人:山东科技大学