一種高強度不脫層模板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑模板領(lǐng)域，特別涉及連續(xù)纖維增強建筑模板領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]建筑施工中采用的模板為鋼模、木模、竹模、塑料模板等，其中，鋼模雖然堅固，且循環(huán)使用次數(shù)多，但是，其價格昂貴、不耐腐蝕易生銹，同時，鋼模重量大，不僅運輸不方便，在施工過程中也存在較大的安全隱患；目前，建筑施工中使用最多的是木模板或竹模板，這類模板重量輕，便于運輸，且其價格便宜，但是這類模板強度低、不耐腐蝕、滲水后易開裂，且脫模難，循環(huán)使用次數(shù)很少，小于5次，另外，這類模板對木材需求量大，對環(huán)境造成極大破壞。近年來，為解決上述鋼模、木模、竹模作為模板存在的缺陷，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了很多新型塑料模板，如木塑模板、GMT模板、中空塑料模板、發(fā)泡PVC模板等，但這些模板的價格昂貴，提高了建筑施工成本，且均存在強度低、剛性差、易變形、耐候性差等缺點，循環(huán)使用次數(shù)低，只能使用10次左右。
[0003]為解決上述模板帶來的缺陷，專利201110000869.2公開了一種連續(xù)纖維涂塑帶材復(fù)合增強建筑模板及其制備方法，其采用了木質(zhì)定向刨花板作為板芯，板芯表面與由2~4層連續(xù)纖維涂塑帶材制成的增強面層經(jīng)雙面熱熔膠膜熱壓粘合在一起，從而制成增強建筑模板，所使用的熱熔膠膜一面為聚丙烯樹脂，另一面樹脂是馬來酸酐改性聚丙烯樹脂，依靠熱熔膠膜粘接板芯和增強面層存在兩個問題:1、熱熔膠膜價格昂貴，大大增加了建筑施工成本；2、制備木質(zhì)定向刨花板的粘膠一般是熱固性膠水，與熱熔膠的粘接并不牢固，長期使用會存在起泡、鼓包的現(xiàn)象，導(dǎo)致模板性能驟降。另外，由于刨花板是一種碎料板，雖然在其表面覆纖維增強面層，但仍然會存在剛性不足的問題，其刨花板內(nèi)會發(fā)生分層現(xiàn)象，導(dǎo)致模板強度變差，使用壽命變短。
[0004]另一專利201310422446.9公開了一種建筑模板用層合板及其制造方法，所述板芯為普通速生木材單板、木質(zhì)刨花板或密度纖維板，所述增強面層為單面覆有無紡布的纖維增強熱塑性板，通過膠水將增強面層表面的無紡布與板芯粘合在一起，所述纖維增強熱塑性板為連續(xù)纖維增強熱塑性預(yù)浸料與短纖增強熱塑性預(yù)浸料回料鋪設(shè)而成，若使用的板芯為速生木材單板，則需要較大幅寬的單板，才可加工成為高剛性的模板，加工復(fù)雜，成本高，若使用刨花板或密度纖維板作為板芯，則其力學(xué)強度不夠，板芯內(nèi)易存在分層現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種具有高結(jié)構(gòu)剛性、防水抗腐蝕性、易脫模、不脫層且抗摔跌破壞性能的高強度不脫層模板及其制備方法，大幅提高模板的循環(huán)使用次數(shù)，延長模板的使用壽命。
[0006]本發(fā)明所述的一種高強度不脫層模板，包括板芯，以及分別與板芯上下表面粘合為一體的連續(xù)纖維增強復(fù)合面層，所述板芯由多條木質(zhì)材料形成的板條按矩陣形狀粘接而成，板條為長方體狀，所述板條分為板條a和板條b，板條a的長度方向與木材生長方向一致，板條b的高度方向與木材生長方向一致；所述連續(xù)纖維增強復(fù)合面層由一層或多層連續(xù)纖維增強預(yù)浸片和在其中一外側(cè)的連續(xù)纖維增強預(yù)浸片表面上設(shè)置的膠粘層組成，通過膠粘劑將連續(xù)纖維增強復(fù)合面層上的膠粘層分別與板芯上下兩表面粘結(jié)為一體。
[0007]本發(fā)明所述的一種高強度不脫層模板的制備方法，其步驟為:
1)制備板芯:將木質(zhì)材料制作成長方體狀的板條，所述板條分為板條a和板條b，板條a的長度方向與木材生長方向一致，板條b的高度方向與木材生長方向一致，板條a和板條b分別由一根長方體木條形成，或者板條a和板條b分別由多根木條通過膠粘劑以斜接或?qū)拥姆绞窖匕鍡l長度方向拼接形成，其對接角度為θ=90°，斜接角度為θ〈90°，以達到板芯(I)長度尺寸要求；沿板條寬度方向:在相鄰板條間通過膠粘劑以對接的形式粘接為一體，對接角度為θ=90°，以達到板芯寬度尺寸要求，最終形成與板條高度一致的板芯；
2)制備連續(xù)纖維增強復(fù)合面層:將連續(xù)纖維制品穿過樹脂熔體中，充分浸漬后，經(jīng)冷卻、切邊、切割收卷，形成連續(xù)纖維增強預(yù)浸片；依次將由單向纖維制品或多向纖維制品制成的連續(xù)纖維增強預(yù)浸片和膠粘層順序鋪放在一起，將其放入熱風(fēng)恒溫烘道中經(jīng)120°C~260°C、30S~180S加熱，隨后經(jīng)加壓、冷卻、裁邊及修邊，獲得連續(xù)纖維增強復(fù)合面層；
3)制備模板:在板芯的上下兩表面上涂膠粘劑，在涂有膠粘劑的板芯的上下兩表面上分別覆上連續(xù)纖維增強復(fù)合面層，使連續(xù)纖維增強復(fù)合面層上的膠粘層與板芯接觸，置于壓機中熱壓，熱壓溫度為110°C~160°C，壓力10MPa~20MPa，熱壓時間為1min ~20min，形成模板。
[0008]本發(fā)明所述的一種高強度不脫層模板及其制備方法，模板由板芯以及分別與板芯上下表面粘合為一體的連續(xù)纖維增強復(fù)合面層組成，其中，板芯由長度方向與木材生長方向一致的板條a和高度方向與木材生長方向一致的板條b組成，因此，可使板芯沿垂直板條長寬面的高度方向以及板條的長度方向分別與木材生長方向的軸向管細胞一致，不僅可以同時起到充分浸漬膠粘劑和機械支撐的作用，還能使板芯在豎直方向和水平方向上都具有極高的力學(xué)性能且變形小，使加工完成的板芯內(nèi)部不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，具有高模量，形成的模板不會翹曲變形；另外，該種模板的板芯，其對材料的尺寸、材質(zhì)要求不高，無需較大寬幅的單板，材料的天然缺陷、加工使用缺陷對最終成品的性能無影響，因此，加工成本低；通過該種連續(xù)纖維增強復(fù)合面層可提高模板的力學(xué)性能，使模板具有重量輕、強度高、防水抗腐蝕、易脫模的性能，循環(huán)使用次數(shù)多，可達百次以上，大大提高了建筑模板的使用壽命，降低單次使用成本；而由于該種模板可循環(huán)使用次數(shù)多，因此，減少了對森林的破壞，大幅降低了資源損耗率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明木材的樹干切面示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明板條a結(jié)構(gòu)示意圖(長度方向與木材生長方向一致，L為長，H為高，W為寬)。
[0011]圖3為本發(fā)明板條b結(jié)構(gòu)示意圖(高度方向與木材生長方向一致，L為長，H為高，W為寬)。
[0012]圖4為本發(fā)明模板結(jié)構(gòu)示意圖(連續(xù)纖維增強復(fù)合面層與板芯剝離)。
[0013]圖5為本發(fā)明模板截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]—種高強度不脫層模板，如圖1至圖5所示，包括板芯1，以及分別與板芯I上下表面粘合為一體的連續(xù)纖維增強復(fù)合面層2，所述板芯I由多條木質(zhì)材料形成的板條按矩陣形狀粘接而成，板條為長方體狀，所述板條分為板條a6和板條b3，板條a6的長度方向與木材生長方向一致，板條b3的高度方向與木材生長方向一致；所述連續(xù)纖維增強復(fù)合面層2由一層或多層連續(xù)纖維增強預(yù)浸片和在其中一外側(cè)的連續(xù)纖維增強預(yù)浸片表面上設(shè)置的膠粘層組成，通過膠粘劑將連續(xù)纖維增強復(fù)合面層2上的膠粘層分別與板芯I上下兩表面粘結(jié)為一體。
[0015]沿垂直板條由長與寬形成的長寬面5的方向，所述板芯I高度為lmm~300mm，可充分發(fā)揮板芯I的力學(xué)性能。
[0016]所述板條a6和板條b3的寬度分別為0.2~20mm，優(yōu)選1~3臟，可有效保證制成的板芯I具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
[0017]所述板條b3的條數(shù)與板條a6的條數(shù)比例范圍為0.1~2，優(yōu)選0.75-1.3 ;保證由板條拼接形成的板芯I具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
[0018]沿板條寬度方向，相鄰板條的對應(yīng)的相同平面通過膠粘劑采用對接的方式粘結(jié)為一體，其對接角度為θ=90°，易于加工。