一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法，首先分别进行碳纤维增强树脂预浸料层以及玻璃纤维增强树脂预浸料层的制备，并进行一定角度的交错叠放，形成网状的交错结构，有效增强整体的复合材料的强度和韧性。且使用的树脂采用热塑性树脂为主料，并添加了强度较高的聚碳酸酯树脂，耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉碳纤维复合建筑模板的制备领域，尤其涉及一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法。

技术介绍

[0002]目前市场上长期使用的建筑模板都是木制、钢模板、铝模板。木制模板便宜使用方便但使用时间不长就容易报废，再说从保护自然环境来说，过渡砍伐森林会造成自然环境失衡，且保存和运输也不是方便，钢模板、铝模板不具备防腐性，容易与水泥发生反应，所以在水泥浇注之前，钢、铝合金模板表面都必须刷油漆防止腐蚀，既不环保又增加成本，钢、铝合金模板一旦刷油不均匀遗漏，就会导致模板与水泥凝固在一起，从而使模板在拆卸时变形或报废。
[0003]此外，由于现在对于建筑材料轻量化的需求更为广泛，碳纤维材料由于其本身的特很受欢迎，碳与钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维材料具有量轻、强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，用作建筑模板的增强材料会明显提高其性能，但是碳纤维材料也有一定的缺点，在建筑模板的制备过程中通常有一些高温处理过程，会对碳纤维材料的强度造成一定程度的降低，如何制备出一种高强度的高分子碳纤维复合建筑模板值得探讨。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种有效提升模板强度和力学性能的高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法及其应用。
[0005]技术方案：为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法，包括如下步骤：（1）碳纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45
‑
55份热塑性树脂、0.2
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0.6 份固化剂、0.5
‑
0.8份促进剂、3
‑
5份的多壁纳米管、1
‑
3份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的70
‑
80份的碳纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以辊筒缠绕卷曲方式制成碳纤维增强树脂预浸料；（2）玻璃纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45
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55份热塑性树脂、0.2
‑
0.6 份固化剂、0.5
‑
0.8份促进剂、3
‑
5份的多壁纳米管、1
‑
3份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的50
‑
60份的短切玻璃纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以辊筒缠绕卷曲方式制成玻璃纤维增强树脂预浸料；（3）将碳纤维增强树脂预浸料进行裁剪，按照其中碳纤维的方向以 0
°ꢀ
/90
°
的方式进行铺放，形成碳纤维增强树脂预浸料层；对玻璃纤维增强树脂预浸料进行裁剪，与碳纤维增强树脂预浸料以层为单位交错叠放，其中玻璃纤维的方向以30
°
/120
°
的方式进行铺放，相邻两层铺设胶膜层；
（4）铺放完成后进行热成型，脱模，完成复核建筑模板的制备。
[0006]更进一步的，所述热塑性树脂包括质量比为20:1的PVC树脂和聚碳酸酯树脂。以PVC树脂为主料，并添加了强度较高的聚碳酸酯树脂，耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V
‑
0级阻燃性能；用作建筑模板中时具有更好的阻燃性能。
[0007]更进一步的，所述固化剂为双氰胺100S、DDA
‑
5中的一种。
[0008]更进一步的，所述促进剂为有机脲U
‑
24M、UR500中的一种。
[0009]更进一步的，所述改性纳米复合材料的制备方法如下：将长链α
‑
烯烃和甲基二氯硅烷按1:1的摩尔比发生硅氢加成反应后，用表面处理剂对产物进行处理；将产物和表面处理剂按100:（1
‑
3）的质量比加入到粉体表面改性设备中，对产物进行表面包覆处理。
[0010]长链烯烃引入至有机硅中，增加其更好的脱模性以及对有机材料的亲和性，再进行表面包覆处理改性后，在利用有机硅材料对树脂进行增强的同时对树脂起到增韧作用，改善其抗冲击性能。
[0011]更进一步的，所述表面改性剂为邻苯二甲酸。
[0012]更进一步的，步骤（1）所用碳纤维为含碳量在90%以上的高模量高强度碳纤维。
[0013]更进一步的，所述碳纤维增强树脂预浸料层的厚度为1.2
‑
2.5mm；所述玻璃纤维增强树脂预浸料层的厚度为0.5
‑
0.8mm；所述胶膜层的厚度为0.2mm。
[0014]更进一步的，所述碳纤维增强树脂预浸料层的层数为5层；所述玻璃纤维增强树脂预浸料层为4层。
[0015]本专利技术还公开了一种复合建筑模板的应用。
[0016]有益效果：1）树脂采用热塑性树脂为主料，并添加了强度较高的聚碳酸酯树脂，耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V
‑
0级阻燃性能；用作建筑模板中时具有更好的阻燃性能。
[0017]2）预浸料中使用了多壁纳米管作为增强剂，前者既具有碳素材料的固有本性，又具有金属材料的导电和导热性，陶瓷材料的耐热和耐腐蚀性，纺织纤维的可编织性，以及高分子材料的轻质、易加工性；作为复合材料增强体，对建筑模板的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性都具有促进作用。
[0018]3）预浸料中采用改性纳米复合材料作为增强剂，长链烯烃引入至有机硅中，增加其更好的脱模性以及对有机材料的亲和性，再进行表面包覆处理改性后，在利用有机硅材料对树脂进行增强的同时对树脂起到增韧作用，改善其抗冲击性能。
[0019]4）将碳纤维增强树脂预浸料层与玻璃纤维增强树脂预浸料层交错以30
°
的角度进行叠放，两种纤维形成网状的交错结构，有效增强整体的复合材料的强度和韧性。
具体实施方式
[0020]下面结合实施方式对本专利技术作进一步详细说明：实施例1：一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法，包括如下步骤：（1）碳纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45份热塑性树脂、0.2份双氰胺100S、0.5份有机脲U
‑
24M、3份的多壁纳米管、1份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤
出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的70份的碳纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以辊筒缠绕卷曲方式制成碳纤维增强树脂预浸料；（2）玻璃纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45份热塑性树脂、0.2份双氰胺100S、0.5份有机脲U
‑
24M、3份的多壁纳米管、1份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的50份的短切玻璃纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高分子碳纤维复合建筑模板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）碳纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45
‑
55份热塑性树脂、0.2
‑
0.6 份固化剂、0.5
‑
0.8份促进剂、3
‑
5份的多壁纳米管、1
‑
3份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的70
‑
80份的碳纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以辊筒缠绕卷曲方式制成碳纤维增强树脂预浸料；（2）玻璃纤维增强树脂预浸料层的制备：按重量份称取45
‑
55份热塑性树脂、0.2
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0.6 份固化剂、0.5
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0.8份促进剂、3
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5份的多壁纳米管、1
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3份的改性纳米复合材料混合均匀后加入挤出机中，采用交错开合双挤出模头组挤出，在模头处与经过多个机械辊压展纤后的50
‑
60份的短切玻璃纤维束进行浸润复合，再经过辊压成型，以辊筒缠绕卷曲方式制成玻璃纤维增强树脂预浸料；（3）将碳纤维增强树脂预浸料进行裁剪，按照其中碳纤维的方向以 0
°ꢀ
/90
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的方式进行铺放，形成碳纤维增强树脂预浸料层；对玻璃纤维增强树脂预浸料进行裁剪，与碳纤维增强树脂预浸料以层为单位交错叠放，其中玻璃纤维的方向以30
°
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的方式进行铺放，相邻两层铺设胶膜层；（4）铺放完成后进行热成型，脱模，完成复核建筑模板的制备。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建厂，唐国兵，
申请(专利权)人：扬州六喜塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：