一种层合板、制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种层合板、制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]集装箱底板是集装箱的主要受力部分，由于其对力学性能的严格要求，一直以来都是采用寒带和热带的硬木板材或者这些板材制备的多层复合板制造，但是硬木的生长周期长，一般均需50年甚至更长，而集装箱底板的需求却日益增加。硬木的资源枯竭迫使我们寻找更好的替代资源，开发新型集装箱底板，是我们目前迫切需要解决的问题。
[0003]专利CN1105624A中讲述了一种高强竹胶合板的制造方法，油漆是一种集装箱底板用竹制胶合板的制造方法。首先对原竹分部位、分类锯断，通过分层机将竹青、竹黄、竹芯分开，用整形机将内卫炫有差异的竹条铣平为等宽、等厚、等直度的竹片、然后编织-干燥-上胶-组胚-热压，该方法程序复杂，竹材利用率低，所需要的机械设备和人力较多。
[0004]在专利号为ZL200720035004.9结构用刨花板为芯层的复合集装箱底板的专利中，该复合集装箱底板，以结构用刨花板为芯板，其上下面层材料各采用2?4层涂胶或浸胶的木质单板；或由表至里分别采用一张浸溃纸，一张浸胶的竹席和I?3张双面涂胶或浸胶的木质单板；或由表至里分别采用一张东南亚产的克隆或阿必东木质单板，或其他性能类似木质单板，I?3张双面涂胶或浸胶的木质单板(或用浸胶的竹帘或竹席代替部分或全部木质单板)。该复合集装箱底板仍使用了一定数量的克隆、阿必东等日渐减少的硬木材料,硬阔叶木材消耗量仍然很大。此外，由于松木、桉木、杨木单板木质单板气干密度一般低为0.50g/cm3，木质材料没有得到很好的综合利用。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的问题，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底板用层合板，通过增强纤维与普通的刨花板和密度板进行复合，经过科学的结构设计与独特的加工方法，获得一种符合集装箱底板使用要求的底板，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底板用胶合板，且该底板全部为可回收利用的热塑性复合材料，也解决了热固性树脂给环境带来的危害和不可回收性。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种上述层合板的制备方法。
[0007]本发明的第三个目的是提供一种上述层合板用作增强集装箱底板的用途。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0009]本发明提供了一种层合板，从上至下依次包括面层、中间层和底层，所述面层和所述底层为纤维增强热塑性板材。
[0010]所述中间层包括第一芯层和穿插在第一芯层中的增强层。
[0011]所述中间层包括内层、第二芯层、第三芯层和穿插在第二芯层或第三芯层中的增强层；所述内层位于所述第二芯层和所述第三芯层之间。
[0012]所述增强层位于所述第一芯层、所述第二芯层或所述第三芯层的两侧。
[0013]与增强层位于靠芯层中部的位置时相比，当增强层靠近芯层的两侧时，其对集装箱底板整体的弯曲性能的提升所起的作用大幅增加。
[0014]所述面层或所述底层厚度均为2?5mm。
[0015]所述增强层厚度为0.5?1mm。
[0016]所述中间层的厚度为8?24mm。
[0017]所述中间层的厚度为18?24mm。
[0018]所述内层为纤维增强热塑性板材。
[0019]所述纤维增强热塑性板材选自短纤维增强热塑性板材(SFT)、长纤维增强热塑性板材(LFT或GMT)或连续纤维增强热塑性板材(CFT)中的一种或一种以上。
[0020]所述纤维增强热塑性板材中，纤维的质量百分数为40?60%。
[0021]所述纤维增强热塑性板材中的热塑性树脂选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、热塑性聚酯、聚酰胺、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯(PS)或聚碳酸酯(PC)中的一种或一种以上。
[0022]所述纤维增强热塑性板材中的纤维选自连续玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上；优选连续玻璃纤维或玄武岩纤维；更优选连续玻璃纤维。
[0023]所述第一芯层、所述第二芯层或所述第三芯层所用材料选自木质刨花板、密度纤维板、纤维增强热塑性板材中的一种或一种以上。
[0024]所述密度纤维板选自低密度纤维板、中密度纤维板或高密度纤维板中的一种，优选中密度纤维板。
[0025]所述第一芯层、所述第二芯层或所述第三芯层的中的单层材料之间采用纵横交错排布方式和/或纵向排布方式，单层材料之间通过酚醛树脂胶胶合。
[0026]所述酚醛树脂胶的涂胶量为300?400g/m2，酚醛树脂胶中加入防虫剂，防虫剂的加入量占酚醛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]所述增强层为增强纤维单向布。
[0029]所述增强纤维单向布选自玻璃纤维单向布、碳纤维单向布或玄武岩纤维单向布中的一种或一种以上，优选低成本的玻璃纤维单向布或玄武岩纤维单向布，更优选玻璃纤维单向布。
[0030]所述增强纤维单向布的克重为100?500g/m2。
[0031]本发明还提供了一种上述层合板的制备方法，包括以下步骤:在中间层的上下表面上分别涂上酚醛树脂胶，分别粘上面层和底层，最后热压、保压；再分段降压和排气或先冷却到室温后卸压，制得层合板。
[0032]所述热压的温度为130?145°C。
[0033]所述保压的压力为1.5?4.0MPa,时间为10?18min。
[0034]所述分段降压是压力降到原先压力的一半，保持3?5min后卸压。
[0035]所述面层、所述底层或所述内层由以下方法制得:将纤维铺展开，与挤出熔融的热塑性树脂复合，然后经过滚压后，得到纤维增强热塑性的预浸带，预浸带中，纤维的质量百分数为40?60%，将纤维增强热塑性的预浸带进行叠加铺放，然后在温度为160?230°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。
[0036]所述中间层的制备方法如下:
[0037]在第一芯层的上下表面分别涂上酚醛树脂胶，分别粘上增强层获得中间层；
[0038]或在内层的上下表面分别粘上酚醛树脂胶，分别粘上第二芯层的一面和第三芯层的一面，在第二芯层的另一面和第三芯层的另一面分别粘上酚醛树脂胶，然后分别粘上增强层获得中间层。
[0039]本发明还提供了一种上述层合板用作增强集装箱底板的用途。
[0040]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0041]1、本发明提供的层合板，其密度、强度、弹性模量和表面质量等各项性能指标均达到国际集装箱工业标准的复合集装箱底板，所以用作集装箱底板，其可设计性强，能够根据实际的需求合理的选择面层和芯层的厚度和密度，以达到最佳的经济效果；面层是纤维增强的热塑性树脂材料，具有很好的耐磨性、耐腐蚀性，且不吸水、容易清洗，相对于硬木底板，本发明提供的层合板使用寿命大大提高，且免除了底面喷漆的工序，对环境保护有利。另外，纤维增强的热塑性树脂材料不易腐蚀、不生菌，不会存在虫蛀的问题。
[0042]2、本发明通过对纤维增强热塑性板材和普通的刨花板、中密度纤维板复合，获得一种符合集装箱底板使用要求的层合板，使得集装箱底板摆脱了长期以来对硬木的大量需求，为集装箱底板材料来源开辟了新途径。
[0043]3、本发明的方法将强度大、硬度高