[发明专利]一种连续性纤维增强板材、制备方法及模具

说明书

本发明涉及一种连续性纤维增强的板材及其制备方法，属于木塑板材技术领域。一种连续性纤维增强板材，所述板材包括芯层，所述芯层内部均匀设置有若干数量的与所述板材等长的连续性增强纤维丝线或纤维束；所述芯层至少包括聚合物树脂。本发明通过在板材内部设置连续性纤维丝线或纤维束，显著加强了板材的弹性模量，赋予板材高度的刚性，使之与硬木板材相当；使得板材能够适用于龙骨铺设，并能够适当地加大跨距。本发明通过对模具改造，并仍然适用于原有工艺，技改投入低，而制得的产品在质量上尤其是弹性模量上具有显著的强化。

技术领域

本发明涉及一种连续性纤维增强板材、制备方法及模具，属于木塑板材制造技术领域。

背景技术

木板具有易吸水、易霉变、易翘曲变形等缺点，人们希望改善木板的性能。其中一种较为有效的处理方式是用聚合物对木板进行改性；另一种有效的处理方式是利用木粉和聚合物作为原料进行生产木塑板；还有直接利用聚合物和其他原料制造仿木板的。在上述的方案中，以木塑板方案较为常用，木塑板的特性也是介于木板的塑料板之间，同时具备了塑料板和木板的优缺点。

在现有技术中，木塑板的主要缺点是板材的力学性能较差，主要表现为刚度不够，如在跨距较大的龙骨上铺设木塑板时，受力时容易发生弯曲。因此，人们希望木塑板能够具备如钢材那样的刚度和强度。

在现有技术中，利用纤维增强板材的报道很多。但是，它们几乎都是利用粉状纤维进行增强的。如采用长径比为10：1左右的长度为微米级的玻璃短纤，或者采用长度为毫米级的玻璃长纤对板材进行增强。使用方式都是与原料混合均匀后，与原料一起从挤出机的喂料口喂入，然后挤出。这种产品的增强强度有限，并且纤维与原料混合难，生产过程中会对工人的造成吸入性损伤，因此这类技术也渐渐地被市场所淘汰。出于刚度因素，这种板材一般只适用于平地铺设而不适用于龙骨架空铺设。

在面对上述问题时，现有技术中出现了通过在木塑板内部设置加强筋的方式来加强的方案。如申请公布号为CN 105522712A的发明专利文献，公开了一种用于制备连续长纤维增强PVC木塑制品的挤出模具。在工作时，芯层料由挤出机内的螺杆经芯层料进料口输送至模体内的主流道，通过片材加入口在两侧加入连续的连续长纤维，与此同时，表层料在另一台挤出机的作用下由表层料进料口经副流道进入到主流道内，最后从挤出口共同挤出，从而实现芯层料、表层料、连续长纤维三者的有效结合。该发明结构简单，可以用于制备连续长纤维增强共挤出木塑制品。但是由该设备制得的木塑制品，连续长纤维被设置在芯层料和表层料之间，并且芯层料与表层料的结合并不牢固，在结合处设置增强结构，当板材受力较大时，容易使得板材开裂。并且，采用此设备进行生产制造时，芯层料还容易从两个输送连续长纤维的侧入口溢流而出，往往还形成固化，导致入口堵塞，给连续生产带来困扰。

发明内容

本发明要解决上述问题，从而提供一种连续性纤维增强的板材。该板材具有内结合强度高，增强效果明显的优点。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种连续性纤维增强板材，所述板材包括芯层，所述芯层内部均匀设置有若干数量的与所述板材等长的连续性增强纤维丝线或纤维束；所述芯层至少包括聚合物树脂。

本发明上述技术方案中，连续性增强纤维束是由多股连续性增强纤维丝线并股或并股后加捻而形成的。上述方案通过将增强纤维丝线或纤维束均匀的设置在板材的芯层内部，制造出类似钢筋混凝土的基础增强结构，实现纤维丝线或纤维束与板材主体结构的有机结合，大大提高板材的强度，尤其是板材的刚度，在弹性模量的数据表现上与厚度相当的硬木板材接近。使得产品能够支持基于龙骨的架空铺设，并且能够适当地加大跨距，减少龙骨用量。

作为上述技术方案的优选，所述的连续性增强纤维丝线或纤维束是树脂浸渍包覆的。

树脂浸渍包覆的连续性纤维丝线或纤维束具有更高的物理强度。

作为上述技术方案的优选，所述连续性增强纤维丝线或纤维束至少设有两排。