一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料技术

本申请公开了一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料，热塑模塑格栅由纵向肋、横向肋组成，所述纵向肋和横向肋相互垂直交接形成若干格栅孔，所述格栅肋包含10‑80％体积百分比的增强纤维和20‑90％体积百分比的热塑性树脂，热塑模塑格栅的制备过程包含一维线形中间体材料制备，将中间体材料填入到格栅成型模具凹槽中，加热模具使中间体材料熔融，合模，加压，排气泡，冷却定型，脱模，修整，最后得成品；本申请制备的新型热塑模塑格栅具有生产环境友好、材料可回收、绿色环保、成型效率高、可自动化生产、产品质量稳定、人工成本低、纤维含量高、格栅性能高、纤维分布方式可设计性强、形状复杂多样、树脂可选范围广的优点。

A Thermoplastic Molding Grid, Its Preparation Method, Application and Intermediate Material

This application discloses a thermoplastic moulding grille, its preparation method, application and intermediate material. The thermoplastic moulding grille is composed of longitudinal ribs and transverse ribs. The longitudinal ribs and transverse ribs vertically intersect each other to form several grille holes. The grille ribs contain 10 80% volume percentage reinforced fibers and 20 90% volume percentage thermoplastic resins, and the preparation of thermoplastic moulding grilles. The process includes one-dimensional linear intermediate material preparation, filling the intermediate material into the groove of the grille forming die, heating the die to melt the intermediate material, close the mould, press, exhaust bubbles, cool and finalize, demould, repair, and finally get the finished product. The new thermoplastic moulding grille prepared in this application has the advantages of friendly production environment, recyclable materials, green environmental protection, high moulding efficiency and high moulding efficiency. The advantages of automatic production, stable product quality, low labor cost, high fiber content, high grille performance, strong design ability of fiber distribution, complex and diverse shapes, and wide resin selection range are discussed.

【技术实现步骤摘要】
一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料
本专利技术涉及格栅
，尤其涉及一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料。
技术介绍
格栅是一种土工合成材料，常用作路基、路面、涵洞、土坡等结构的筋材，起到延长路基的使用寿命、防止路面塌陷或产生裂纹、保持地面美观整齐、防止水土流失等作用。模塑格栅，目前特指玻璃钢(简称FRP)格栅，又名玻璃钢格板，是一种用玻璃纤维作增强材料，不饱和聚酯树脂为基体，通过特殊的玻璃纤维交错编织和树脂浇注整体模压制备而成的带有许多规则分布的矩形、方形空格的板状材料，具有双向同性的力学特征。可广泛应用于石油、化工电子、电力、纸业、印染、电镀、海洋勘探、污水处理等行业的工作平台、设备平台、钻井平台、走道、地沟盖板等，是腐蚀环境中的理想产品，同时也适用于民用建筑设施上。模塑格栅起源与上世纪六十年代的美国，我国自上世纪九十年初开始引进模塑格栅产品及相关技术。几十年来，虽国内在格栅形貌、材料配方、成型工艺及设备等方面也努力进行过多项改进尝试，但均未取得较有突破性的技术成果。例如，在传统仅由横、纵肋壁组成的模塑格栅形状结构的基础上，专利CN205777074U公布了一种添加横纵加强肋的改型玻璃钢模塑格栅；专利CN205975255U公布了一种上表面设置有凸起肋、下表面设置有排水凹槽的汽车服务店用的玻璃钢模塑格栅；专利CN107629476A公布了一种高性能彩色抗静电玻璃纤维增强模塑。可以看出，关于格栅产品本身的专利申请只是在外形、颜色和功能上进行了简单改进。在生产设备上，专利CN205009616U公布了一种玻璃钢模塑格栅生产设备，改善了传统液压缸活塞杆易出现扭断问题，其他设备结构无明显改变；专利CN105773992A公布了一种玻璃钢模塑格栅自动压实装置，通过机械活动压板和振动代替人工压实排泡过程，意图解决因人为因素影响而造成的玻璃钢模塑格栅质量合格率低，同时降低工人的劳动强度，提高工作效率的问题；专利CN106956444A提出一种纤维格栅模塑成型一体机，通过在传统模塑格栅模具上方设置自动排纱装置、两侧面添加树脂灌注装置、后侧添加排气装置，实现了纤维格栅编织、注塑、压紧排气、加热、冷却、脱模全工艺流程的一体化生产；专利CN201721044U设计了一种异形角度的模塑格栅一次成型设备，解决传统模塑格栅角度斜面排纱困难、浇注树脂溢流和异形角度模塑格栅脱模这三大难题。虽有上述相关专利申请，但目前国内的实际生产情况是：模具、生产工艺、材料体系等仍就保持着几十年前从国外引进时的状态——手动对纤维进行逐层缠绕铺覆、对液态树脂进行逐层瓢浇、人工挤压排气泡，如此重复多次后升温模具，再使热固性树脂缓慢发生固化，最后冷却脱模修整。整个生产过程存在以下几个亟待解决的重大问题：(1)生产环境恶劣、气味重，对工人健康伤害大、对环境不友好；(2)格栅制备周期长达一小时或更长，效率低、人工劳动强度大；(3)自动化水平差、人工成本高；(4)过度依赖工人技术水平，产品质量不稳定；(5)人工铺放纤维导致纤维含量很难高于30％，格栅性能有限；(6)树脂易流动，导致可成型格栅形状单一；(7)玻璃钢材料不可回收或不易于回收，固废产生较多，难以处理；(8)树脂粘度大，易粘附环境物品，难清理，生产环境脏乱。因此，提供一种材料易于回收、生产环境友好、生产效率高、可自动化生产、产品质量稳定、纤维含量高、形状复杂多样、可设计性强的新型热塑模塑格栅及创新制备方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术的一个目的是提供一种热塑模塑格栅，该热塑模塑格栅通过设置相互垂直的纵向肋和横向肋，调整格栅肋的原料组成，得到纤维含量高、热膨胀匹配好、耐候、耐腐蚀、耐温、耐磨损、可设计性强的热塑模塑格栅。本专利技术第二个目的是提供一种热塑模塑格栅的制备方法中的中间体材料，通过制备的中间体材料再进一步制备热塑模塑格栅，实现热塑模塑格栅的快速成型，提高生产效率；同时能通过调节中间体材料的原材料组分和比例含量、形状或结构，实现模塑格栅种纤维含量、种类、分布方式、树脂配方等便于调节的目的。本专利技术第三个目的是提供一种热塑模塑格栅的制备方法，通过制备特定的中间体材料及调整相应的工艺步骤，实现具有生产环境友好、材料可回收、绿色环保、成型效率高、可自动化生产、产品质量稳定、人工成本低等特点的热塑模塑格栅的生产制备的目的。本专利技术第四个目的是提供一种热塑模塑格栅的制备方法在生产型材中的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种热塑模塑格栅，由纵向肋、横向肋组成，所述纵向肋和横向肋相互垂直交接形成若干格栅孔，所述格栅肋包含10-80％体积百分比的增强纤维和20-90％体积百分比的热塑性树脂。优选的，所述热塑模塑格栅中增强纤维体积百分比为20-60％，热塑性树脂体积百分比为40-80％。优选的，所述纤维可以呈相间分布、整体均匀分布或其他任意可成型的分布形式。优选的，所述纤维为单向连续纤维增强形式或织物增强形式，优选单向连续纤维增强形式。优选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维等无机或有机纤维中的任意一种或多种混杂纤维或增强纤维和树脂纤维的混合纤维。优选的，所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、ABS、聚乳酸、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮等热塑性树脂中的一种或几种混合。优选的，所述热塑模塑格栅中还包含色母、阻燃剂、相容剂、抗氧剂、抗UV、无机粉体、脱模剂、消泡剂等填料或助剂中的一种或几种。优选的，所述热塑模塑格栅还包含横向加强肋、纵向加强肋或者覆盖纵向肋条及横向肋条的面板。优选的，所述热塑模塑格栅的横纵肋不设置拔模斜度或者设置有一定的拔模斜度，拔模斜度为1～15度。优选的，所述热塑模塑格栅的长度L为1000～5000mm，宽度W为500～2000mm，高度h为10～80mm，厚度t为2～15mm。优选的，所述热塑模塑格栅的格栅孔为正方形、矩形、三角形或其他几何形状，开孔率20％～80％，面密度3～150kg/m2。优选的，所述热塑模塑格栅的格栅孔形状为矩形时，格栅孔长度a和宽度b为10～120mm。本专利技术还提供一种热塑模塑格栅制备方法中的中间体材料，所述中间体材料为与上述热塑模塑格栅组分和比例含量相同或近似的一维线型复合材料。专利技术人首次提出将纤维、树脂颗粒和各种添加剂等提前复合到一起，制备具有一定厚度和宽度尺寸结构的复合材料线材，在制备热塑模塑格栅时，直接将复合线材铺放到模具中，通过中间体材料进一步加工制备热塑模塑格栅，实现热塑模塑格栅的快速成型，提高生产效率；同时能通过调节中间体材料的原材料组分和比例含量、形状或结构，实现模塑格栅种纤维含量、种类、分布方式、树脂配方等便于调节的目的；具有方便操作、成型时间短、纤维浸渍充分、纤维分布方便设计等优点。优选的，所述中间体材料的宽度尺寸与格栅模具凹槽宽度相近，优选小于等于模具凹槽宽度；其长度尺寸小于卷轴中纤维纱线的长度；亦可根据实际生产工艺需要，将中间体材料切断成与格栅模具凹槽长度相当的长度尺寸，并优选小于等于模具凹槽长度。优选的，所述中间体材料中的纤维为被热塑性树脂完全浸渍(孔隙率小于5％)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑模塑格栅，其特征在于，由纵向肋、横向肋组成，所述纵向肋和横向肋相互垂直交接形成若干格栅孔，所述格栅肋包含10‑80％体积百分比的增强纤维和20‑90％体积百分比的热塑性树脂。

【技术特征摘要】
1.一种热塑模塑格栅，其特征在于，由纵向肋、横向肋组成，所述纵向肋和横向肋相互垂直交接形成若干格栅孔，所述格栅肋包含10-80％体积百分比的增强纤维和20-90％体积百分比的热塑性树脂。2.如权利要求1所述的热塑模塑格栅，其特征在于，所述纤维可以呈相间分布、整体均匀分布或其他任意可成型的分布形式；所述纤维为单向连续纤维增强形式或织物增强形式。3.如权利要求1所述的热塑模塑格栅，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、高密度聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维等无机或有机纤维中的任意一种或多种混杂纤维或增强纤维和树脂纤维的混合纤维；所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、ABS、聚乳酸、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮等热塑性树脂中的一种或几种混合；所述热塑模塑格栅中还包含色母、阻燃剂、相容剂、抗氧剂、抗UV、无机粉体、脱模剂、消泡剂等填料或助剂中的一种或几种。4.如权利要求1所述的热塑模塑格栅，其特征在于，所述热塑模塑格栅还包含横向加强肋、纵向加强肋或者覆盖纵向肋条及横向肋条的面板。5.如权利要求1所述的热塑模塑格栅，其特征在于，所述热塑模塑格栅的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏福，周哲，张博明，
申请(专利权)人：李宏福，
类型：发明
国别省市：北京,11