【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信工程领域，具体涉及一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法。
技术介绍
1、目前，通信工程常用的通信杆主要有钢筋混凝土电杆(简称混凝土杆)、防腐电杆(简称油木杆)和钢杆。混凝土杆是通常采用纵向受力钢筋为普通钢筋或预应力钢筋的混凝土电杆；油木杆是通过浸油进行防腐处理具有防腐性能的改性木杆。混凝土杆、油木杆和钢杆通常存在质量重、易腐蚀或开裂等缺点。在使用的过程中，混凝土杆中钢筋的锈蚀(如盐渍土对钢筋的腐蚀)、土壤中水所含的cl-、so42-等硫酸盐对电杆的侵蚀都会导致混凝土电杆损坏；油木杆在恶略环境下会出现腐朽，虫害和风化也会影响木杆的使用寿命；钢杆在空气中氧化生锈也会降低使用寿命。总而言之，传统通信杆(混凝土杆、油木杆、钢杆)易腐蚀，耐久性差，使用寿命短，施工运输和运行维护困难，容易造成各种安全隐患。
2、纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,frp)复合材料，是目前技术比较成熟且应用较为广泛的一类复合材料。frp具有强度高、耐疲劳、重量轻、耐腐蚀等特点，可作为结构性材料使用，用frp来代替通信杆路的传统材料，可以减少线路建设中的运输组装成本，以及线路建成后的维护成本。
3、聚氨酯树脂(pu，polyurethane)是一种由异氰酸酯和多元醇反应生成具有多个氨基甲酸酯基团的聚合物。pu最早于1979年应用于frp材料，与环氧树脂基frp材料相比，聚氨酯基frp具有更优异耐久性、韧性和耐化学性。与通信杆路传统材料相比，拉挤聚氨酯基frp具有生产效率高
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决通信工程用的通信杆耐久性差，使用寿命短，施工运输和运行维护困难，以及纤维增强聚氨酯复合材料在应用于通信杆中存在无法兼具轻质和高强度的问题。而提供一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法。
2、本专利技术的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，它是按照以下方式制备得到的：
3、(1)按照质量比为4～5:1的比例称取玻璃纤维和聚氨酯；
4、所述的聚氨酯是由50～57％的改性二苯甲烷异氰酸酯、40～47％的聚氨酯多元醇和2～3％三乙醇胺组成；
5、(2)采用编织-缠绕-拉挤成型工艺对称取的玻璃纤维和聚氨酯进行处理；
6、采用编织机对玻璃纤维进行编织，玻璃纤维与坯管的轴向的角度a为0°<a<90°，将编织的玻璃纤维横向螺旋缠绕在芯模上，经缠绕机将玻璃纤维缠绕在坯管上；经编织、缠绕的坯管由拉挤机的牵引装置牵引；坯管沿芯模织好缠好，坯管前端进入模具，在模具前端的树脂浸渍区内浸渍聚氨酯树脂，经加热固化后，得到等直径聚氨酯复合材料管材。
7、进一步地，所述的加热固化是经过3段的固化完成的，所述的第一段加热固化温度为90～120℃；第二段加热固化温度为120～170℃；第三段加热固化温度为100～130℃。
8、进一步地，所述的拉挤速度为0.08～1.5m/min。
9、进一步地，所述的玻璃纤维在编织中的运动轨迹为螺旋线。
10、进一步地，在缠绕过程中，绕丝嘴在缠绕机上围绕芯模做匀速圆周运动，将玻璃纤维横向螺旋缠绕在芯模上。
11、进一步地，所述的模具的环境温度为50～80℃。
12、进一步地，所述的聚氨酯是由52.49％的改性二苯甲烷异氰酸酯、45.25％的聚氨酯多元醇和2.26％三乙醇胺组成。
13、进一步地，所述的等直径聚氨酯复合材料管材的表面结构层由外至内依次为外编织层、纵向纤维层、缠绕层和内编织层；所述的外编织层与管材轴向夹角为45°，且外编织层的纤维交叉编织；所述的缠绕层与管材轴向夹角为90°，所述的纵向纤维层与管材轴向夹角为0°，所述的内编织层与管材轴向夹角为45°，且内编织层的纤维交叉编织。
14、进一步地，所述的外编织层、纵向纤维层、缠绕层和内编织层面积占等直径聚氨酯复合材料管材的表面结构层面积分别为11～12％、65～67％、11～12％和11～12％。
15、本专利技术包含以下有益效果：
16、本专利技术采用玻璃纤维增强聚氨酯基复合材料(glass fiber reinforcedpolyurethane composite，简称gfrp)制备的管材是由连续玻璃纤维与聚氨酯按照一定的比例经过缠绕、挤压或者编织工艺形成的新型复合材料。gfrp管材与传统结构材料(钢材和混凝土)相比，具有以下优点：①轻质高强，比强度很高，能够有效减少结构自重；②耐久性能好，在恶劣使用环境中(例如工业废水、酸雨、海洋、冻融循环和高温高湿环境等)保持较好的使用性能，有利于延长结构使用寿命，降低后期维护成本；③恢复能力较强，材料的应力—应变曲线近似线性，发生较大变形后仍可以恢复原状；④成型方便，可设计性强，可根据不同需求灵活设计gfrp材料的形状。
17、本专利技术经过研究选对聚氨酯组分进行优化配制，通过优化处理得到的聚氨酯性能得到显著提升，对制备得到的gfrp管材的性能提升显著。本专利技术进一步优化gfrp材料的固化工艺进行改进，通过3次不同温度的梯度变化进行加热，能够很好地匹配本专利技术所设计的聚氨酯组分，使得制得的gfrp管材的力学性能得到明显提升。本专利技术进一步地通过改进gfrp管材的结构层，设计的内编织层-缠绕层-纵向纤维层-外编织层-表面涂层，通过不同的纤维角度设置，提高了纤维层的力学性能。进一步改进不同结构层的面积占比，使得力学性能得到进一步提升。
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1.一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于它是按照以下方式制备得到的：
2.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的加热固化是经过2～3段的固化完成的。
3.根据权利要求1或2所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的加热固化是经过3段的固化完成的，所述的第一段加热固化温度为90～120℃；第二段加热固化温度为120～170℃；第三段加热固化温度为100～130℃。
4.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的拉挤速度为0.08～1.5m/min。
5.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的玻璃纤维在编织中的运动轨迹为螺旋线。
6.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于在缠绕过程中，绕丝嘴在缠绕机上围绕芯模做匀速圆周运动，将玻璃纤维横向螺旋缠绕在芯模上。<...
【技术特征摘要】
1.一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于它是按照以下方式制备得到的：
2.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的加热固化是经过2～3段的固化完成的。
3.根据权利要求1或2所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的加热固化是经过3段的固化完成的，所述的第一段加热固化温度为90～120℃；第二段加热固化温度为120～170℃；第三段加热固化温度为100～130℃。
4.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的拉挤速度为0.08～1.5m/min。
5.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于所述的玻璃纤维在编织中的运动轨迹为螺旋线。
6.根据权利要求1所述的一种等直径聚氨酯复合材料通信杆拉挤-编织-缠绕制备方法，其特征在于在缠绕过程中，绕丝嘴在缠绕机上围绕芯模做匀速圆周运动，将玻璃纤维横向螺旋缠绕在芯模上。
...【专利技术属性】
技术研发人员：高红帅，刘洪波，孙悦，雷新纪，安兵，高烨，刘磊，杨文诚，宋健，李安谧，刘源涛，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：
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