[发明专利]一种热塑性夹层复合材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种热塑性夹层复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

集装箱作为一种主要的运输工具，被广泛应用于货物运输中。随着地区间贸易往来的频繁，集装箱的需求量也越来越大。由于传统的集装箱地板都采用特定木材底板，故对木材的需求也越来越多，世界森林资源日益紧缺，因此需要寻找新的合适的集装箱底板的材料。同时，传统的木质集装箱底板也存在一些问题：如容易腐蚀或受潮变形，易被虫蛀，传播害虫和病菌，易损坏并需要经常维护，这也需要新材料来进行代替改善。

目前为止，也出现了一些新材料来代替传统木材或克隆木来做集装箱底板材料。中国专利CN1328131C中说明公开了一种新型胶合材料来做集装箱板料，该材料的表面层是由合成树脂和稻米壳或木屑颗粒按照一定比例挤出成型，材料的芯层是由合成树脂和添加剂按照一定比例挤出成型。此材料性能优良，质轻高强，便于运输，成本较低。中国专利CN1706623A中公开了一种木塑材料地板，该材料是由塑料和木粉等复合原料在高温下，通过挤出机械，模具定形而成。其产品不吸水，不变形，易清洗，可回收利用，环保性好，此外便于储存安装。

虽然木塑复合材料较传统的集装箱底板材料更卫生环保，但木塑材料重量很大，而且由于集装箱中要经常承受货物的静压力与叉车装卸过程中的动压力，上述发明中所述的底板材料均存在耐静态压力和动态纵向剪切力有一定局限性的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种热塑性夹层复合材料及其制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种热塑性夹层复合材料，从上至下依次为上面板、第一预浸带粘结层、中空型材、第二预浸带粘结层和下面板。

所述的各层材料在复合材料中的厚度百分比为：

所述的第一预浸带粘结层或第二预浸带粘结层为连续玻璃纤维增强聚乙烯单取向预浸带，由玻璃纤维和聚乙烯（PE）基体制成，其中玻璃纤维的重量百分比为40%-55%。

所述的上面板或下面板材料为玻璃纤维增强的聚丙烯基复合材料，其中玻璃纤维的重量百分比为40%-60%，所用纤维细度为150-9600特（Tex）。

所述的中空型材为挤出工艺制得的中空板材，该板材是聚丙烯和玻璃纤维组成的复合材料，其中玻璃纤维的重量百分比范围为35%-50%，聚丙烯的重量百分比为50%-65%。

所述的中空型材的厚度为6-40mm。

所述的中空型材可以为多种承重结构设计，如三角形中空、圆形中空或工字型中空，优选为工字型中空结构。

所述的中空型材的高度和壁厚的比例优选4∶1-8∶1。

所述的上面板或下面板的厚度为3mm-10mm，面板材料和中空型材的厚度均可按照客户的具体要求进行加工。

一种上述热塑性夹层复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

（1）制备上下面板所用的聚丙烯预浸带：

将连续玻璃纤维均匀铺开后充分浸渍到聚丙烯熔融树脂中，然后压平、收卷制得的连续玻璃纤维聚丙烯单取向预浸带；

（2）制备上面板或下面板：

将步骤（1）制得的连续玻璃纤维聚丙烯单取向预浸带进行铺层，然后经过热压、冷压对其复合成型，制得上或下面板材料；

（3）中空型材的制备：将聚丙烯材料加入挤出机中熔融，和玻璃纤维共混，经模具挤出，冷却定型制得中空型材；

（4）制备第一或第二预浸带粘结层：

将连续玻璃纤维均匀铺开后充分浸渍到聚乙烯熔融树脂中，然后压平、收卷制得预浸带粘结层；

（5）按上述配比给出的厚度，从上至下依次按上面板、第一预浸带粘结层、中空型材、第二预浸带粘结层和下面板的顺序铺层，进行热压，然后冷压，得到热塑性夹层复合材料。

所述的步骤（2）中热压温度为180℃-185℃，热压压力为2.5-3MPa，热压时间为10-15min，冷压压力为1.5MPa-3MPa，冷压时间为15-20min，室温冷压。

所述的步骤（2）中将2-40层预浸带按照0°/90°的方式铺层。

所述的步骤（4）中在165℃-168℃的温度下进行热压粘结，压力约为0.1-0.3MPa，热压的预热时间为10-15min，热压时间为5-10min，热压过后继续冷压10-15min，以稳固和增强粘结效果。

其中所述连续玻璃纤维聚丙烯单取向预浸带和连续玻璃纤维聚乙烯单取向预浸带的制作方法可以按照中国专利CN101856872A所述的制备方法进行制作。