专利名称：纵向增强高分子型材的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子型材领域，尤其是一种纵向增强高分子型材。
背景技术：
在高速公路护栏、公路及公园护栏、输送带托辊及支架、灯杆等主体材料结构中，最大应力沿结构纵向或长度方向。目前这些结构所用材料多为金属型材、管材或板材，虽偶有应用塑料等高分子材料，但由于其弹性差、强度低，不能达到预期目的。金属材料虽然强度高，但存在自然环境中容易锈蚀，受到冲击载荷变形后很难恢复原来形状，价格偏高(尤其是不锈钢材料)等缺点。
目前已有的高分子型材，如各种纤维增强塑料板壳材料和管材、铝塑复合管、纤维或钢丝缠绕或编织增强高压高分子材料管等，主要是通过各类纤维材料、网状材料、薄板材料、钢丝、格珊材料等对塑料等高分子材料进行编织、缠绕、随机混合增强，即二维甚至是三维方向增强。它们的力学和机械性能，如抗弯或抗拉压强度、抗变形能力等没能突出诸如高速公路、公路、城市街道及公园护栏、输送带托辊及支架、灯杆等对结构纵向拉压或弯曲载荷承载能力着重要求的特点，勉强使用会造成材料性能不足、增强材料浪费和加工工艺复杂等。
发明内容
本发明的目的是针对最大应力沿其纵向或长度方向分布的结构的特点和需要，发明一种适应结构最大应力纵向分布，抗弯或抗拉压强度高、抗变形能力强、耐候耐用、色泽美观大方、抗老化性能和装饰性能良好，制造加工简单、施工安装方便和便于维护的纵向增强高分子型材。
本发明的基本构思是在高分子型材基体内，纵向置入钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维或纤维绳等线型强化材料，加工制造各类不同截面形状的纵向增强高分子型材。
置入线型强化材料的工艺为挤出工艺、注射工艺、模压工艺、浇注工艺、压延工艺等。
纵向置入的线型强化材料表面，在置入前要进行除油、除锈、活化处理，以提高线型增强材料与基体材料的亲和力，使基体材料与置入的线型强化材料融为一体，以取得良好的强化效果。
应用效果1、纵向增强高分子型材结构依靠纵向增强材料为主承担结构中纵向分布着的最大应力，依靠基体材料承担结构中其它方向的应力，充分发挥了材料的承载潜力。
2、纵向增强高分子型材的基体材料可选用诸如橡胶、塑料弹性体等材料，使型材结构既具有足够的强度，又富有弹性，尤其是基体材料的弹性性能可以充分补偿基体材料与增强材料之间热膨胀之间的差异，保证增强材料与基体材料之间的结合强度。
3、纵向增强高分子型材纵向方向的高强度和其它方向的高弹性，可以充分保证纵向应力系最大应力的型材结构的强度和其它方向的弹性及变形恢复能力，抗变形能力强；并具有很好的耐候性、抗老化性能。
4、纵向增强高分子型材在加工过程中可添加各种颜料，使型材色泽丰富美观、在具备良好的力学性能和机械性能的同时，具备良好的装饰性能。
5、该型材加工工艺简单，生产品种多，应用范围广，安装简单、便于维护。
四
图1为纵向增强高分子型材结构示意图的纵向剖视图；图2为图1的横向剖视图；图3～图14为纵向增强高分子型材典型的横截面形状结构示意图。
附图标记1、为纵向增强高分子型材基体 2、为纵向增强线型材料 1-1、为圆管形 1-2、为半圆管形 1-3、为方管形 1-4、为三角管形 1-5、为三角形 1-6、为工字形、1-7、为W形 1-8、为槽形 1-9、为六角管形 1-10、为椭圆管形 1-11、为哑铃管形 1-12、为间隔圆管形五具体实施方式
(一)挤出成型工艺纵向增强高分子型材的基体材料1，采用挤出型聚氨酯(TPU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等以及它们之间或与橡胶、塑料弹性体之间的共混改性材料，与表面经除油、除锈、活化等工艺处理过的钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等线型增强材料2，经挤出成型复合加强加工而成。挤出模具的成型截面根据需要开制成图3所示的各种截面形状或其它形状，挤出模具模口设有增强材料2定位导出孔，在挤出基体材料1的同时，增强材料2同步复合挤出。增强材料的导出方向为型材的成型方向，与基体材料1的挤出方向成一定角度(一般为90度)，纵向增强高分子型材挤出成型后，根据需要长度切割成段。此工艺一般适合较长型材的加工。
(二)注射成型工艺纵向增强高分子型材的基体材料1，采用注射型聚氨酯(TPU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等以及它们之间或与橡胶、塑料弹性体之间的共混改性材料，与表面经除油、除锈、活化等工艺处理过的钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等增强材料2，经注射成型复合加强加工而成。注射成型模具的成型截面根据需要开制成图3所示的各种截面形状或其它形状，模具阴模采用可开启的双剖分结构，并且阴模两端设有增强材料2的定位孔或拉紧孔，便于复合加强钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等的定位；注射完毕后抽出芯模(阳模)打开阴模即可成形。此工艺适合形状较复杂，长度较短型材的加工。
(三)模压成型工艺纵向增强高分子型材的基体材料1，采用橡胶、粉末树脂等高分子材料，与表面经除油、除锈、活化等工艺处理过的钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等增强材料2，经模压成型复合加强加工而成。模压成型模具的成型截面根据需要开制成图3所示的各种截面形状或其它形状，模具阴模采用可开启的双剖分结构，并且阴模两端设有增强材料2的定位孔或拉紧孔，便于复合加强钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等的定位；模压成型完毕后抽出芯模(阳模)打开阴模即可成形。此工艺同样适合形状较复杂，长度较短型材的加工。
(四)浇注成型工艺纵向增强高分子型材的基体材料1，采用浇注型聚氨酯(CPU)、液体树脂等高分子材料，与表面经除油、除锈、活化等工艺处理过的钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳等增强材料2，经浇注成型复合加强加工而成。用聚氨酯等材料浇注成形时，浇注前首先按图3所示的各种截面形状或其它形状加工浇注模具，模具阴模采用可开启的双剖分结构，并且阴模两端设有增强材料2的定位孔或拉紧孔，便于增强材料的定位；浇注完毕后抽出芯模(阳模)打开阴模即可成形。此工艺同样适合形状较复杂，长度较短型材的加工。
(五)压延成型工艺纵向增强高分子型材的基体材料1，采用各类高分子材料通过压延成型工艺制成薄板，然后两张或多张高分子材料薄板之间夹持表面经除油、除锈、活化等工艺处理过的钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维和纤维绳增强材料等2，通过压延成型复合加强加工而成。相夹的线型材料通过薄板两端设置的增强材料2的定位孔或拉紧孔，便于增强材料的定位。
权利要求
1.纵向增强高分子型材，截面形状为三角形、工字形、丁字形、管形、异形，其特征为在高分子型材基体内，纵向置入钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维或纤维绳线型强化材料。
2.根据权利要求1所述的纵向增强高分子型材，其特征为所述的置入线型强化材料的工艺为挤出工艺、注射工艺、模压工艺、浇注工艺、压延工艺。
3.根据权利要求1或2所述的纵向增强高分子型材，其特征为所述的纵向置入的线型强化材料表面，在置入前要进行除油、除锈、活化处理。
全文摘要
本发明涉及高分子型材领域，尤其是一种纵向增强高分子型材。是在高分子型材基体内，纵向置入钢丝、钢绞线、钢丝绳、纤维或纤维绳等线型强化材料，加工制造各类不同截面形状的纵向增强高分子型材。置入线型强化材料的工艺为挤出工艺、注射工艺、模压工艺、浇注工艺、压合工艺。该型材适应结构最大应力纵向分布的特点，抗拉压或抗弯强度高、抗变形能力强，耐候耐用、抗老化性能好，色泽美观大方、装饰性能优良，加工工艺简单。适用于高速公路护栏、公路及公园护栏、输送带托辊及支架、灯杆等场合，施工安装简单、便于维护。
文档编号B29C70/06GK1718422SQ20041002449
公开日2006年1月11日 申请日期2004年7月9日 优先权日2004年7月9日
发明者王威强, 李象国, 陈中合 申请人:济南三达信科技有限公司