一种连续纤维复合材料防护网的成型装置的制作方法

文档序号:14675399发布日期:2018-06-12 21:25

本实用新型涉及防护网领域,尤其是一种连续纤维复合材料防护网的成型装置。



背景技术:

铁丝防护网是指公路或铁路防护网用铁丝网,网筋多为圆形、方形、网格有方形及菱形,筋的材质和网格大小也有所差别。铁丝网是现代高速公路及铁路道路两侧防护网,在我国已有大量的运用。但是在常规环境下,铁丝存在易生锈、腐蚀、老化等问题。而且,传统的金属材料防护网在潮湿情况下及雨水侵袭后生产锈迹,锈迹对周边植物和环境造成破坏,材料强度变弱,不能有效进行防护极大制约了造成金属材料防护网推广和使用。

虽然,申请号为CN201220466242.6的专利申请公开了一种冻土区铁路防护网,包括并排设置的热棒,热棒由带散热片的上部和插入冻土中的下部构成,热棒的上部两侧设各设有一排扣环,且相邻的热棒上部间设有网体,网体通过扣环与热棒可拆卸连接。此技术中中,此防护网只适合在冻土区环境,其功能也很单一,产品不能有效的消除酸碱、腐蚀及老化现象,产品不利于市场推广。



技术实现要素:

本实用新型旨在克服现有铁路防护网等路边防护网的至少一个缺陷,提供一种新颖的连续纤维复合材料防护网的成型装置,以得到耐酸碱、耐腐蚀和防老化的防护网。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种连续纤维复合材料防护网的成型装置,其包括:

纤维分散部,所述纤维分散部配置成将无机连续纤维进行上纱、穿纱和排纱后在纤维分散格栅内进行分散展至具有预定面密度和预定宽度的纤维层;

熔融浸渍部,所述熔融浸渍部具有浸渍槽,所述浸渍槽设置于所述纤维分散格栅的下游侧,以使所述无机连续纤维在所述浸渍槽内分散平铺,且使由包括热固性树脂、固化剂、环氧树脂增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂的混合后物质制成的树脂母粒熔融后在所述浸渍槽内与所述无机连续纤维进行熔融浸渍;

网格编制成型部,所述网格编制成型部具有纤维束成型装置、横向织网装置、纤维缠绕装置和高温加热装置;所述纤维束成型装置设置于所述浸渍槽的下游侧,使熔融浸渍后的所述无机连续纤维形成纤维束;所述横向织网装置与所述纤维束成型装置水平设置,配置成将纤维复合材料筋进行横向织网;所述纤维缠绕装置和所述横向织网装置交叉设置,以将所述纤维束与横向织网后的所述纤维复合材料筋进行缠绕固定,形成防护网;所述高温加热装置内具有加热空间通道,以对进入所述加热空间通道的所述防护网进行加热;

尺寸定型部,所述尺寸定型部具有冷却装置、牵引辊和切割机;所述冷却装置具有冷却空间通道,以对进入所述冷却空间通道的所述防护网进行冷却;所述牵引辊设置于所述冷却装置的下游侧,以带动所述防护网移动;所述切割机设置于所述牵引辊的下游侧,以对所述防护网进行尺寸切割;

烘干干燥固化部,其具有烘干房,设置于所述切割机的下游侧,以对切割后的所述防护网进行干燥固化。

可选地,所述纤维分散部具有纤维上料架、悬挂式穿纱挂钩、立式双层或多层穿引排纱装置和纤维分散格栅。

可选地,所述纤维上料架的板材厚度为2mm以上;所述悬挂式穿纱挂钩的挂钩间距为20mm至100mm;所述立式双层或多层穿引排纱装置的排纱间距为20mm至100mm;所述纤维分散格栅的分离间距为5mm至20mm。

可选地,所述切割机的切割锯片为无锯齿金属锯片;

所述纤维束成型装置可由金属材质或PVC材质制成。

可选地,还包括树脂母粒制作装置,所述树脂母粒制作装置包括混料机、双螺杆挤出机、冷却烘干装置和切粒装置,以使所述热固性树脂、所述固化剂、所述环氧树脂增韧剂、所述抗氧剂和所述紫外线吸收剂一次加入所述混料机中低速混合5min至10min,后将混合物料送入所述双螺杆挤出机中挤出,后经所述冷却烘干装置进行冷却和烘干,后经所述切粒装置切粒,得到所述树脂母粒。

本实用新型的连续纤维复合材料防护网的成型装置及成型工艺中,原料及设备,包括对原材料的选择和购买、网格编制成型方法的选择,工艺简单、设备自制简单,投资成本低,可连续生产。网格编制所用纤维复合材料筋直径选择性较强、网格形状及尺寸大小可选择,适用性较广。通过采用平铺浸渍工艺,确保纤维充分受到浸渍,得到充分浸渍的产品力学性能更加优异。所制备产品及所产生的边角料,可用在基础建设领域回收再利用,属绿色产品技术。

而且,利用本实用新型的连续纤维复合材料防护网的成型装置及成型工艺获得的防护网,可克服前述金属材料防护网产品质量特性的缺陷和不足,此连续纤维复合材料防护网网格大小适中、承载性能优异、可连续生产生产效率高、所用材料为热固性复合材料,对环境无污染人体无危害。

进一步地,还可以根据不同使用环境设计具有不同物理特性(强度、耐紫外线、耐酸碱)要求的产品,以达到最匹配的质量和经济效果,产品具有强度高、耐高温、阻燃、耐腐蚀、重量轻、韧性好、耐老化、宜安装等特点。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:

图1是根据本实用新型一个实施例的连续纤维复合材料防护网的成型装置的示意性系统图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

图1是根据本实用新型一个实施例的连续纤维复合材料防护网的成型装置的示意性系统图。如图1所示,本实用新型实施例提供了一种连续纤维复合材料防护网的成型装置。该连续纤维复合材料防护网的成型装置用于制作新颖、实用且成本低的防护网,具体可包括纤维分散部、熔融浸渍部、网格编制成型部、尺寸定型部和烘干干燥固化部。

纤维分散部具有纤维上料架11、悬挂式穿纱挂钩12、立式双层或多层穿引排纱装置13和纤维分散格栅14。纤维上料架11的板材厚度为2mm以上。悬挂式穿纱挂钩12的挂钩间距为20mm至100mm。立式双层或多层穿引排纱装置13的排纱间距为20mm至100mm。纤维分散格栅14的分离间距为5mm至20mm。纤维分散部可将无机连续纤维进行上纱、穿纱和排纱后在纤维分散格栅14内进行分散展至具有预定面密度和预定宽度的纤维层,以使无机连续纤维分散平铺至熔融浸渍部的浸渍槽21。

熔融浸渍部具有浸渍槽21,浸渍槽21设置于纤维分散格栅14的下游侧,以接收分散后的无机连续纤维,从而使得在浸渍槽21内,由包括热固性树脂、固化剂、环氧树脂增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂的混合后物质制成的树脂母粒熔融后与无机连续纤维进行熔融浸渍。

网格编制成型部具有纤维束成型装置31、横向织网装置32、纤维缠绕装置33和高温加热装置34。纤维束成型装置31设置于浸渍槽21的下游侧,且与横向织网装置32水平设置。横向织网装置32和纤维缠绕装置33交叉设置;高温加热装置34内具有加热空间通道。在使用时,可在纤维束成型装置31中使熔融浸渍后的无机连续纤维形成纤维束;将纤维复合材料筋进行横向织网;将纤维束与横向织网后的纤维复合材料筋进行缠绕固定,以形成防护网;使防护网进入预设温度、预设压力的加热空间通道,以对防护网进行加热。纤维束成型装置31可为特定成型装置,可由金属材质或PVC材质制成。

尺寸定型部具有冷却装置41、牵引辊42和切割机43;冷却装置41具有冷却空间通道;牵引辊42设置于冷却装置41的下游侧;切割机43设置于牵引辊42的下游侧。尺寸定型部主要用于使高温加热后的防护网进入预设温度、预设压力的冷却空间通道,以对防护网进行冷却;将冷却后的防护网送往切割机43进行尺寸切割。牵引辊42可带动防护网移动,使防护网向切割机43移动;而且牵引辊42装置高度和位置可随机调节。切割机43的切割锯片为无锯齿金属锯片。

烘干干燥固化部,其具有烘干房51,设置于切割机43的下游侧。使用时,可使切割后的防护网进入预设温度的烘干房51预设时长,以对切割后的防护网进行干燥固化。烘干房51可采用电加热高温固化。

在本实用新型的该实施例中:在纤维分散部中,纤维上料架11等纤维上料,悬挂式穿纱挂钩12等穿纱,立式双层或多层穿引排纱装置13等排沙和纤维分散格栅14等纤维分散可成接近直线水平连接设置。纤维分散部的工作后端连接熔融浸渍部。熔融浸渍部后端连接网格编制成型部,网格编制成型部的后端连接尺寸定型部,尺寸定型部的后端连接烘干干燥固化部。

在本实用新型的一些实施例中,连续纤维复合材料防护网的成型装置还包括树脂母粒制作装置,树脂母粒制作装置包括混料机、双螺杆挤出机、冷却烘干装置和切粒装置,以使热固性树脂、固化剂、环氧树脂增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂一次加入混料机中低速混合5min至10min,后将混合物料送入双螺杆挤出机中挤出,后经冷却烘干装置进行冷却和烘干,且后经切粒装置切粒,得到树脂母粒。

本实用新型实施例还提供了一种连续纤维复合材料防护网的成型工艺,其使用上述任一实施例的连续纤维复合材料防护网的成型装置。成型工艺可包括:

纤维分散步:将无机连续纤维进行上纱、穿纱和排纱后在纤维分散格栅14内进行分散展至具有预定面密度和预定宽度的纤维层,以使无机连续纤维分散平铺至浸渍槽21。

熔融浸渍步:在浸渍槽21内,由包括热固性树脂、固化剂、环氧树脂增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂的混合后物质制成的树脂母粒熔融后与无机连续纤维进行熔融浸渍。通过前道纤维分散将纤维分散平铺到浸渍槽21,可将纤维束充分浸渍。熔融浸渍步将各种添加剂混合后,高温熔融的树脂将纤维进行平铺浸渍。

网格编制成型步:在纤维束成型装置31中使熔融浸渍后的无机连续纤维形成纤维束;将纤维复合材料筋进行横向织网;将纤维束与横向织网后的纤维复合材料筋进行缠绕固定,以形成防护网;使防护网进入150℃至300℃、0.3MPa至1MPa的加热空间通道,以对防护网进行加热。

尺寸定型步:使高温加热后的防护网进入100℃至20℃、0.3MPa至1MPa的冷却空间通道,以对防护网进行冷却;将冷却后的防护网送往切割机43进行尺寸切割。

烘干干燥固化步:使切割后的防护网进入240℃至360℃的烘干房512h至8h,以对切割后的防护网进行干燥固化。即烘干干燥固化步为高温状态下对产品进行固化,确保产品性能。

也就是说,本实用新型的工作过程可为,将某种无机连续纤维放置于纤维上料架11上,通过穿纱、排纱、纤维分散将纤维进行熔融浸渍,浸渍后的纤维形成纤维束通过横向织网并进行纤维缠绕、通过高温加热将树脂凝固,通过冷却单元对产品进行冷却,通过牵引辊42形成拉力送料进行尺寸切割,最后对产品进行干燥固化。

在本实用新型的一些进一步的实施例中,连续纤维复合材料防护网的成型工艺还包括:利用牵引辊42带动冷却后的防护网移动,且牵引辊42的牵引速度为1m/min至10m/min。

优选地,无机连续纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的一种或多种。热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂和有机硅树脂中的一种或多种。固化剂为四氢邻苯二甲酸酐或二苯醚四酸二酐。环氧树脂增韧剂为羧基液体丁腈橡胶类、聚硫橡胶类或纳米碳酸钙类。抗氧剂为芳香胺类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂。紫外吸收剂为二羟基二苯甲酮类、羟基、二叔苯或氯化苯并三唑类。

在本实用新型的一些实施例中,横向织网可为正交双向、细编穿孔和三维编制中的一种或多种进行组合。进行加热的方式为电加热和红外加热中的一种或多种,优选采用电加热。进行冷却的方式为水冷和风冷中的一种或多种,优选采用风冷。进行尺寸切割的方式为横向切割,且根据纤维复合材料筋的直径和防护网的网格大小确定进行尺寸切割的切割速度。

在本实用新型的一些较优选的实施例中,加热空间通道的温度为160℃至220℃,压力位0.3MPa至0.5MPa。冷却空间通道的温度为50℃至20℃,压力位0.3MPa至1MPa。烘干房51的温度为280℃至320℃。牵引辊42的牵引速度为1m/min至4m/min;使切割后的防护网烘干房515h至7h。

在本实用新型的一些实施例中,特别地,连续纤维复合材料防护网的成型工艺还包括:将热固性树脂、固化剂、环氧树脂增韧剂、抗氧剂和紫外线吸收剂一次加入混料机中低速混合5min至10min,后将混合物料送入双螺杆挤出机中挤出,经冷却,烘干、切粒后得到树脂母粒。其中,热固性树脂为80至95份;环氧树脂增韧剂为2至10份;固化剂为1至3份;抗氧剂为1-4份;紫外线吸收剂为1-3份;树脂母粒的环氧当量0.55mml/100g至0.57mml/100g。

在本实用新型的一些更加具体的实施例中,将无机连续纤维放在纤维上料架11上;通过悬挂式穿纱挂钩12进行穿纱,挂钩间距为20mm,穿纱后经过立式双层或多层穿引排纱装置13进行排纱,排纱间距为20mm;排纱后进行纤维分散格栅14进行分离,间距为5mm;纤维分散后进行平铺浸渍,形成纤维束进入特定成型装置;纤维束与横向细编穿孔的纤维复合材料筋进行缠绕固定,进入电加热区高温加热;加热区温度为160℃-220℃,加热压力为0.3-0.5MPa;之后进入冷却单元,冷却单元采用风冷,冷却区温度设定为50℃-20℃,冷却压力范围为0.3MPa-1MPa;经过冷却后的产品进入到牵引辊42,引速度为1米-4米/分;通过牵引力将产品送往尺寸切割;切割后的产品进入到烘干房51进行干燥固化,干燥固化温度为300℃,固化时间为6小时/批次。在本实用新型的一些实施例中,形成的最终产品中,玻璃纤维可为50-60份;树脂例如环氧树脂可为40-50份。

在本实用新型的一些实施例中,纤维复合材料筋可包括本体,以及螺旋缠绕在本体上的两条筋,其中两条筋呈十字交叉螺旋缠绕于本体上。经过两条筋,十字的结构受力强度高,可增强纤维复合材料筋强度,以及增强与混凝土的吸附力。纤维复合材料筋可为玻璃纤维复合筋。

至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

再多了解一些
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