专利名称：热塑复合板的制作方法
技术领域：
本实用新型属于复合材料技术领域，涉及一种复合板材，尤其涉及一种热塑复合板。热塑复合板适用于大型场地围护或交通围护，主要用于牲畜圈养、大型居住区、高速公路、大型工业基地和大型娱乐场的安全防护。
背景技术：
在大型场地围护和交通围护中，需要使用防护板或护栏，例如用于农业上的牲畜圈养、大型居住区、高速公路、桥梁、大型工业基地和大型娱乐场所如赛马场、赛车场等的安全防撞设施。以交通围护为例，主要采用的是道路防撞护栏，主要用于高速公路、桥梁等快速路桥两边及中间的防护体。现有的道路防撞护栏基本上采用波形梁钢护栏。这种护栏通常采 用带有2 3个半波的波纹状冷轧钢板作为护栏板，该防护板相互搭接或通过连接件相互拼接并由立柱支撑，或通过防阻块与立柱连接组成连续的道路防撞护栏结构，并利用土基、立柱、防阻块、波形防护板的变形来逐步吸收碰撞能量，迫使失控车辆改变方向。但这种钢护栏材料表面容易锈蚀，其外观差、使用寿命短，即使完好无损也要定期全面维护，综合造价与维修费用较高。并且由于钢护栏的材料硬度高、刚性大，使失控车辆与钢护栏板相撞的接触时间短，因此吸能能力较差，对车辆和乘员的危害较大。所以，基于钢护栏的上述缺陷，出现了 “以塑代钢”制成的护栏板，即采用塑料护栏代替钢护栏。如公开号为CN2350430A的中国专利《一种柔性道路护栏》，公开了采用PE塑胶材料搪塑而成的"B"字形空心结构来提高护栏板的减振性和柔性。公开号为CN101023222A的中国专利《树脂护栏》公开了通过树脂模压制成，波浪形截面、横肋交替排列的空心蜂窝板状基体，使护栏板具有较高强度和减震功能。上述护栏板“以塑代钢”的技术解决方案虽然解决了钢护栏容易锈蚀、外观差、使用寿命短、吸能能力较差、对车辆和乘员的危害较大的问题，但要做到防止车辆越出路外，必然要求护栏具有相当的力学强度和刚度，才能抵挡车辆的冲撞。由于塑料的弹性模量只有钢的200分之一(如碳素钢的弹性模量在190000Mpa左右，聚乙烯(PE)的弹性模量在800Mpa左右)，这种全塑料结构的护栏就需要耗用较多的材料才能达到钢护栏要求的强度，因此全塑护栏的体积大、成本很高，不利于推广使用。“钢塑复合”是另一种解决方案。如公开号为CN1393600A的中国专利《复合材料公路护栏及其生产方法》提出了内埋钢筋或钢丝网，并与不饱和树脂、辅料、玻璃丝布层模压复合的护栏。公开号为CN2644499A的中国专利《道路护栏构件》提出在钢板或带钢通过冷弯加工成型的波形护栏板表面覆盖复合挤出成型的高分子材料层。上述钢塑复合材料的护栏方案中，模压复合的方式无法连续生产，导致生产效率较低；在波形钢护栏板表面挤塑，其工艺较为复杂使其成本上升。更为重要的是塑钢两种材料之间存在相容性的问题，造成塑钢之间的剥离强度较低，在使用和安装过程中易因塑钢分离，使护栏板强度和韧性不足，达不到使用要求并易出现破损；且塑料与钢材料热胀冷缩的收缩系数不同，塑钢之间热胀冷缩后两种材料之间会出现相对滑移使二者的接合面存在空隙，将导致湿气从材料表面的破损处沿接合面的空隙进入腐蚀内部的钢材，降低护栏板的使用寿命，并造成安全隐患。并且上述塑钢护栏都是硬质护栏，或因塑钢易分离不能收卷和弯曲，造成运输和储存不便，且因护栏板长度有限，安装所需配件较多，使其安装繁琐。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种具有良好防护性能、减少维护、相对体积小成本低、材料之间具有良好相容性的热塑复合板。本实用新型的热塑防护板既具有相当的强度和刚度、又具有相当的缓冲性能，能达到较好的安全防护效果。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种热塑复合板，是具有设定横向宽度、纵向连续延伸并收制成卷或切割成块的板材，所述热塑性复合板包括增强骨架， 在所述增强骨架外包覆有热塑材料层。所述的热塑复合板中，所述增强骨架与热塑材料层之间无间隙复合成一体结构。所述的热塑复合板中，所述增强骨架在热塑复合板中的重量百分比为10% 90%。所述的热塑复合板中，所述增强骨架选择拉伸强度高于热塑材料层10-150倍的至少一件型材纵向或/和横向排列而成。所述的热塑复合板中，所述热塑材料层为复合在一起不分离的三层结构，由内到外依次为粘接附着在增强骨架上的结合层、抗冲击且无破碎的缓冲层和抗老化耐磨的防护层。所述的热塑复合板中，所述结合层厚度为0. I 0. 25mm。所述的热塑复合板中，所述防护层厚度为0. 8mm 10mm。所述的热塑复合板中，所述缓冲层厚度是结合层和防护层各自的厚度的10-200倍。本实用新型的热塑复合板主要用于制造安全护栏，需要负担能量吸收和非破断保护两种角色，通过变形来吸收碰撞能量，减轻对车辆和人员的伤害，改变车辆方向，最大限度地减少事故损失的同时，还要阻止车辆越出公路，不能破断。要想不破断并防止车辆越出路外，必然要求护栏具有相当的力学强度和刚度，才能抵挡车辆的冲撞。而从保护乘客免受伤害或减轻伤害程度的角度考虑，希望护栏还要具有一定的柔韧性和缓冲性能。很显然，这两种功能要求是互相矛盾的。本实用新型热塑复合板的设计要旨，就在于创造性地满足两种互相矛盾的功能要求。本实用新型采用增强骨架使得热塑复合板具有相当的力学强度和刚度，并且将增强骨架放置在热塑复合板的中心或偏置于相对远离作用过程的位置，增强骨架对复合板整体起到了支撑作用也使得复合板整体具有对抗碰撞的强度和刚度。而在增强骨架外采用了热塑材料层实现缓冲作用，并结合挤出成型结构和/或增强骨架的冷轧成型设计，在作用过程的初始阶段顺势逐步变形缓冲，在作用过程的变形结束阶段叠合抗冲击，使柔性和刚性在一个产品中创造性地在冲撞保护过程的不同阶段分别发挥其作用，制成的热塑复合板可以在纵向任意延伸，长度任意确定，能弯曲成卷，方便了运输和储存。较长的长度方便护栏安装，减少护栏连接件的使用。也可以将很长的热塑复合板切断制成块。热塑复合板的热塑材料层具有三层一体的复合结构，这种结构具有较高的优越性能首先，各层具有不同的功能，结合层的功能是用于将热塑材料层与增强骨架更好结合，使他们成为整体。缓冲层的功能是通过其韧性和弹性进行缓冲，在外力冲撞后只发生形变，不产生破碎，以免产生大量飞溅的破片，引发二次事故，并结合挤出成型结构和/或增强骨架的冷轧成型设计，在作用过程的初始阶段顺势 逐步变形，延长车辆与护栏的接触时间，降低冲击峰值，从而可以保护车辆的人员，减少损失和伤害。防护层是整个复合板最外层结构，其主要功能是抗老化和耐磨，对其内部结构进行保护。其次，热塑材料层与增强骨架是一体复合结构，一体复合结构是指各层之间牢固附着在一起成为一个整体不分离。一体结构的形成是依靠材料之间的结合力。结合层可在增强骨架表面上形成致密的、附着力强的一层结构，同时与缓冲层具有较好相容性，良好的相容性使得与增强骨架及中间的缓冲层均较强的结合能力，防护层与缓冲层也是具有良好相容性能，在制造过程中，热塑材料层与增强骨架之间采用多层共挤出或依次挤出包覆，并对增强骨架进行除油除锈等表面清洁和加热处理；各材料层之间的接合面不会因为结合力不足、表面杂质产生空隙，并可防止油脂加速制品的应力开裂，从而提高了热塑复合的可靠性和产品的使用寿命。其剥离强度较高，弯曲和热胀冷缩后不会产生材料层之间的相对滑移，使其能充分发挥热塑复合材料的优点，在使用和安装过程中具有较高的强度和韧性。在制造和冷轧成型过程中，材料层之间不易分离，便于收卷和弯曲，方便了运输、储存和安装，并可对包含增强骨架的热塑复合板进行二次冲孔和冷轧成型，使产品增强骨架上的冲孔处连续包覆热塑材料层。热塑复合板各部分之间不分离成为一个整体，大大增强了热塑复合板抗冲击和缓冲能力，提高了产品的性能。解决了现有技术中塑钢材料相容性不好的问题。本实用新型的热塑复合板增强骨架主要采用弹性模量、拉伸强度远远大于热塑材料的型材，型材可以采用金属型材或其他有机和无机增强型材，例如钢带、钢丝、聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维等，这种材料具有的优点一是可以提高热塑复合板的强度，在大弹性模量和高拉伸强度增强骨架的作用下，热塑复合板可轻易达到相当的力学强度和刚度。用于制造道路安全护栏时，可以抵挡车辆的冲撞，防止车辆越出路外。二是同时具有甚至超出热塑材料结构护栏优良的抗冲击柔性，极强的防腐能力及适度的延长度方向的柔韧性等优点。三是原材料的消耗量显著减少，与全塑料结构的护栏相比，其材料成本不到全塑料结构护栏的三分之一，消耗的热塑材料不到全塑护栏的五分之一，使热塑复合板在达到较好的柔性和高强度的同时，非常显著地节约了原材料。四是在一个产品中创造性地满足了柔性和刚性两种互相矛盾的功能要求。在作用过程的初始阶段，通过热塑材料层较好的冲击柔性，结合热塑复合板的挤出成型结构和/或增强骨架的冷轧成型设计顺势逐步变形，实现缓冲作用，并能够通过挤出成型结构和/或增强骨架的顺势逐步变形倒伏避免护栏及其零部件刺穿车体，危及乘员。在作用过程的变形结束阶段，通过增强骨架的变形叠加、以及热塑材料的阻尼作用，具有较高的抗冲击强度和减震功能，能够防止车辆穿越护栏或倾覆于护栏上。在作用过程的结束阶段，由于热塑材料的表面摩擦系数较小，并结合热塑复合板的较高强度和减震功能，以及长距离一次性敷设，还有利于失控车辆以较小的角度沿护栏顺势导出，回到行驶车道。美国“AASHT0桥梁护栏指导规范”(1988)把护栏与车辆间的摩擦系数U作为评价护栏能否顺滑地改变失控车辆方向的重要指标。
权利要求1.一种热塑复合板，其特征在于，是具有设定横向宽度、纵向连续延伸并收制成卷或切割成块的板材，所述热塑性复合板包括增强骨架，在所述增强骨架外包覆有热塑材料层。
2.根据权利要求I所述的热塑复合板，其特征在于，所述增强骨架与热塑材料层之间无间隙复合成一体结构。
3.根据权利要求I所述的热塑复合板，其特征在于，所述增强骨架在热塑复合板中的重量百分比为10% 90%。
4.根据权利要求I所述的热塑复合板，其特征在于，所述增强骨架选择拉伸强度高于热塑材料层10-150倍的至少一件型材纵向或/和横向排列而成。
5.根据权利要求I所述的热塑复合板，其特征在于，所述热塑材料层为复合在一起不 分离的三层结构，由内到外依次为粘接附着在增强骨架上的结合层、抗冲击且无破碎的缓冲层和抗老化耐磨的防护层。
6.根据权利要求5所述的热塑复合板，其特征在于，所述结合层厚度为0.I 0. 25mm。
7.根据权利要求5所述的热塑复合板，其特征在于，所述防护层厚度为0.8mm 10mm。
8.根据权利要求5所述的热塑复合板，其特征在于，所述缓冲层厚度是结合层和防护层各自的厚度的10-200倍。
专利摘要本实用新型公开了一种热塑复合板，热塑复合板是具有设定横向宽度、纵向连续延伸并收制成卷或切割成块的板材，热塑性复合板包括增强骨架，在所述增强骨架外包覆有热塑材料层。本实用新型的热塑防护板既具有相当的强度和刚度、又具有相当的缓冲性能，能达到较好的安全防护效果。
文档编号B32B5/00GK202463016SQ201220025830
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者唐菊娣 申请人:湖南金鸿科技工业股份有限公司