本发明复合材料领域，尤其是涉及一种复合材料砖机托板及其制备方法。
背景技术：
砖机托板是砖机生产过程中托起砖胚的辅助设备。市场上的砖机托板按材质分类主要有木胶合板、塑木托板、钢制托板与玻璃钢托板。但木胶合板容易吸水、分层、开裂、变形，塑木托板生产工艺复杂、污染环境，钢制托板重量大、成本高，这些不足严重制约了上述几种托板的发展。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有使用寿命长、比强度高、耐冲击性能好、阻燃、抗老化耐腐蚀、重量小、易加工及易回收等优点的复合材料砖机托板及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种复合材料砖机托板，包括连续纤维增强热塑性复合材料板材，所述的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
所述的连续纤维为无碱玻璃纤维无捻粗纱。
所述的无碱玻璃纤维无捻粗纱线密度为1100～1300tex，每束粗纱含单丝1900～2000根，单丝直径为0.15～0.18μm。
所述的热塑性树脂为聚丙烯；
所述的增容剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述的阻燃剂为三氧化二锑；
所述的抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯按质量比为1:1～4混合得到的混合物。
该砖机托板还包括pvc薄膜，所述的pvc薄膜覆盖在连续纤维增强热塑性复合材料板材的上下表面。
一种复合材料砖机托板的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将热塑性树脂、阻燃剂、增容剂和抗氧剂按配比混合均匀；
(2)将连续纤维展丝均匀并预热；
(3)将步骤(1)得到的混合物加热至150～160℃熔融、通过挤出机模头淋膜后得到均匀连续的树脂薄膜，然后用树脂薄膜对步骤(2)展丝均匀并预热的连续纤维按照配比进行预浸渍；
(4)将预浸渍后的树脂薄膜和连续纤维通过复合辊进行复合形成预浸带，并将预浸带压平；
(5)将预浸带按照0°/90°叠放，于170～180℃熔融后热压，然后进行冷压定型，裁切后得到复合材料砖机托板。
所述的步骤(5)的预浸带按照0°/90°叠放后，在其上下表面敷设pvc薄膜，然后在170～180℃的温度下熔融热压。
所述的步骤(2)中的连续纤维的预热温度为180～220℃。
所述的步骤(4)中的预浸带的形成过程中在复合辊中通入常温水进行冷却，使得完成复合后的预浸带的表面温度为60～70℃，不至于使预浸带太硬，方便进行预浸带的压平。
所述的步骤(5)中的热压的压力为2～3mpa，热压时间为5～10分钟。
连续纤维的展丝是将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调 节辊，调整纤维的张力。连续纤维的预热是在预浸带生产设备中从上至下行进进入烘箱进行预热，是一种行进中预热，并且烘箱属于半封闭式烘箱，预热后纤维表面本身带有的增容剂可增加活性，在接下来与树脂复合的过程中更容易形成良好的界面结合效果。
热塑性树脂的淋膜及其与连续纤维的预浸渍是指将步骤(1)得到的混合物加热到150～160℃熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；挤出机为单螺杆挤出机，加热的连续纤维经过挤出机模头。两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为34～37hz。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的砖机托板通过连续纤维与热塑性树脂薄膜形成预浸带，然后再将预浸带按0°/90°叠放，并在其上下表面敷设pvc薄膜，然后进行热压、冷压定型制得，该砖机托板采用复合材料，密度小，而且连续纤维增强了其强度，比单纯的树脂材料强度高，达到相同的强度需要的厚度明显减小，有利于砖机托板的减重。pvc薄膜不需要另外增加设备，只需要在热压之前敷设在叠放好的预浸带的上下表面即可。
(2)本发明的各种材料之间的结合没有采用胶水粘合，而是利用连续纤维和热塑性树脂之间的相容性通过热压结合在一起，能够有效减少生产工序，同时提高使用寿命，连续纤维嵌入热塑性树脂内部，能够明显提高强度，减少热塑性树脂的用量。
(3)砖机托板表面敷设pvc薄膜，通过pvc薄膜具有良好的防水性能、阻燃性能、耐候性和耐酸碱性能，同时为砖机托板表面提供一个相对平坦的平面，方便砖胚的放置；同时，使用过程中，砖胚难免会有碎屑落在砖机托板上，通过设置该pvc薄膜，方便表面的清理。同时表面的pvc薄膜使得树脂材料与外界的接触面明显减小。而且pvc膜成本低，更适应使用环境。
(4)本发明的连续纤维采用无碱玻璃纤维无捻粗纱，将多根无碱玻璃纤维集束形成粗纱，有效增加了纤维的强度，同时容易被热塑性树脂所浸润，提高复合材料的结合强度，本发明采用的玻璃纤维无捻粗纱每束含有单丝1900～2000根，单丝 直径为0.15～0.18μm，线密度为1100～1300tex，这赋予了其很好的力学性能。能够提高最终形成的砖机托板的强度。
(5)本发明的连续纤维含量与热塑性树脂含量的配比使得复合材料力学性能(拉伸、弯曲、冲击性能)很好，适合于制备砖机托板，如果连续纤维含量少，则会使得其强度不足，这样的话要达到相同的强度，势必复合材料要做的厚一些，也会更重一些，使用过程中不方便。
(6)本发明的复合材料可以粉碎回收，对环境友好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1为连续纤维增强热塑性复合材料板材，2为pvc薄膜，3为砖胚。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种复合材料砖机托板，包括连续纤维增强热塑性复合材料板材，所述的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
连续纤维为无碱玻璃纤维无捻粗纱，线密度为1200tex，每束粗纱含单丝1900根，单丝直径为0.17μm。
阻燃剂为三氧化二锑。
增容剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的质量比为1:2。
该复合材料砖机托板还包括覆盖在连续纤维增强热塑性复合材料板材的上下 表面的pvc薄膜。
制备方法如下：
(1)按上述比例将热塑性树脂、阻燃剂、增容剂、抗氧剂混合，通过低速混料机搅拌80s混合均匀；
(2)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度180℃。
(3)将步骤(1)得到的混合物加热到160℃熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；挤出机为单螺杆挤出机，加热的连续纤维经过挤出机模头。两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为34hz。
(4)将步骤(2)预热后的连续纤维和步骤(3)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入20℃常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为60℃，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。
(5)预浸带按要求安放到板材生产线为保证连续板材宽度，需要按要求铺放预浸带，将热压温度调至170℃，相邻的两层预浸带通过0°/90°排列铺放，在上下表面进行覆上pvc膜，加热熔融，热压压力调至2mpa，热压时间10min，热压完成后进入冷压机进行冷却定型，最终制成复合材料板材。
(6)复合材料板材完成后进行裁切，制成复合材料砖机托板。
将该复合材料砖机托板用在承载砖胚上，如图1所示，连续纤维增强热塑性复合材料板材1的上下表面覆盖有pvc薄膜2，砖胚3根据需要摆放在该砖机托板的上表面。
实施例2
一种复合材料砖机托板，包括连续纤维增强热塑性复合材料板材，所述的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱，线密度为1100tex，每束粗纱含单丝2000根，单丝直径为0.18μm。
阻燃剂为三氧化二锑。
增容剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯质量比为1:2。
制备方法如下：
(1)按上述比例将热塑性树脂、阻燃剂、增容剂、抗氧剂混合，通过低速混料机搅拌120s混合均匀；
(2)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度200℃。
(3)将步骤(1)得到的混合物加热到155℃熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；挤出机为单螺杆挤出机，加热的连续纤维经过挤出机模头。两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温 流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为35hz。
(4)将步骤(2)预热后的连续纤维和步骤(3)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入20℃常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为65℃，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。
(5)预浸带按要求安放到板材生产线为保证连续板材宽度，需要按要求铺放预浸带，将热压温度调至175℃，相邻的两层预浸带通过0°/90°排列铺放，在上下表面进行覆上pvc膜，加热熔融，热压压力调至2.5mpa，热压时间8min，热压完成后进入冷压机进行冷却定型，最终制成复合材料板材。
(6)复合材料板材完成后进行裁切，制成新型复合材料砖机托板。
实施例3
一种复合材料砖机托板，包括连续纤维增强热塑性复合材料板材，所述的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱线密度为1300tex，每束粗纱含单丝1950根，单丝直径为0.15μm。
阻燃剂为三氧化二锑。
增容剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的质量比为1:2。
制备方法如下：
(1)按上述比例将热塑性树脂、阻燃剂、增容剂、抗氧剂混合，通过低速混料机搅拌160s混合均匀；
(2)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主 要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度220℃。
(3)将步骤(1)得到的混合物加热到150℃熔融，再通过挤出机模头对树脂进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；挤出机为单螺杆挤出机，加热的连续纤维经过挤出机模头。两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为37hz。
(4)将步骤(2)预热后的连续纤维和步骤(3)得到薄膜状态的树脂通过复合单元进行复合形成预浸带，整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入20℃常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为70℃，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。
(5)预浸带按要求安放到板材生产线为保证连续板材宽度，需要按要求铺放预浸带，将热压温度调至180℃，相邻的两层预浸带通过0°/90°排列铺放，在上下表面进行覆上pvc膜，加热熔融，热压压力调至3mpa，热压速度5min，热压完成后进入冷压机进行冷却定型，最终制成复合材料板材。
(6)复合材料板材完成后进行裁切，制成复合材料砖机托板。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
其中，抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的质量比为1:1。
实施例5
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中的连续纤维增强热塑性复合材料板材由以下重量百分比含量的组分制得：
其中，抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的质量比为1:4。