專利名稱：聚氨酯復(fù)合h形型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高強度、低比重、絕緣、透微波、耐腐蝕且隔熱效果好的聚氨 酯復(fù)合H形型材，屬復(fù)合材料的型材制造和應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場上銷售的角鋼、工字型鋼、槽鋼、方鋼、H形鋼等，均采用金屬材料制作。 其不足之處一是比重大，比重；二是隔熱性能差；三是耐腐蝕性差，易銹蝕。

實用新型內(nèi)容設(shè)計目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計一種高強度、低比重、絕緣、透微波、 耐腐蝕且隔熱效果好的聚氨酯復(fù)合H形型材。設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。1、采用聚氨酯樹脂作為型材的復(fù)合材料的選 擇，是本實用新型的技術(shù)特征之一。這樣做的目的在于⑴聚氨酯樹脂與其他樹脂相比，聚 氨酯復(fù)合材料的優(yōu)勢一是提高了橫向性能；二是去掉了玻璃氈，降低成本；三是擁有最高 的纖維容量；四是更高的強度和硬度；五是增加了零部件的復(fù)雜性；六是降低了壁厚；七是 更強的斷面輪廓，能跨越更大的距離；八是優(yōu)良的抗沖擊性能和優(yōu)良的耐磨損性；九是高 級精密制造和緊固，顯著提高螺釘拔出力度；十是優(yōu)異的表面光潔度。⑵具有很好的耐候、 耐久性一是具有極好的耐腐蝕性；二是低的吸水率；三是具有更好的溫度穩(wěn)定性；四是具 有更好的光穩(wěn)定性，可有脂肪族光穩(wěn)定樹脂。⑶更好的經(jīng)濟(jì)性一是可以不用玻璃氈，降低 了成本；二是玻璃纖維含量高(同時也增加強度)；三是更強的產(chǎn)品能支撐更長的跨度；四是 更高的生產(chǎn)效率一更快的拉擠速度，提高了流水線操作速度。⑷阻燃性優(yōu)異，比聚酯或乙烯 樹脂散發(fā)出少得多的煙。ω綠色環(huán)保，環(huán)境友好。as) ιο%生物基樹脂標(biāo)準(zhǔn)，可用大豆基樹 脂。(7)無苯乙烯，無過氧化物產(chǎn)生。2、聚氨酯復(fù)合型材型材成型工藝的設(shè)計，是本實用新 型的技術(shù)特征之二。這樣做的目的在于與傳統(tǒng)的不飽和聚酯玻璃鋼異型材的拉擠工藝是 基本相同的，所不同地方在于⑴樹脂注入的方式不同，不飽和聚酯樹脂是采用開放式的添 加；聚氨酯樹脂是采用密閉注射的方式。⑵聚氨酯注射盒與制品模具之間，增加冷卻段；在 不飽和聚酯玻璃鋼生產(chǎn)工藝中是沒有冷卻?；蛘呃鋮s段。聚氨酯復(fù)合材料具有極好剛性和強度，物理與力學(xué)性能見附表。它完全部分替代 鋁合金和鋼材，聚氨酯復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.219W/m*k，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為237. OOW/ m-k,鍍鋅鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為62.000W/m*k，在相同的條件下，就材質(zhì)而言，鋁材料的導(dǎo)熱能 力是聚氨酯的1082倍，鍍鋅鋼的導(dǎo)熱能力是聚氨酯復(fù)合材料的283倍；與鋁和鍍鋅鋼相比 聚氨酯復(fù)合材料是熱的不良導(dǎo)體；聚氨酯復(fù)合材料具有很好的剛性和強度，又有極好的可 塑性，因此可以根據(jù)玻璃幕墻的技術(shù)要求，設(shè)計玻璃幕墻異型材型腔的結(jié)構(gòu)，加工出各種形 狀的型材材料。[0007]技術(shù)方案1 聚氨酯復(fù)合H形型材，它包括玻璃纖維，所述多束玻璃纖維密布構(gòu)成H 形型材骨架，聚氨酯樹脂與H形型材骨架內(nèi)外面復(fù)合且構(gòu)成聚氨酯H形型材。技術(shù)方案2 聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，由H形型材聚氨酯樹脂注射成型 模、冷卻模和熱定型模構(gòu)成，H形型材聚氨酯樹脂注射成型模有二個進(jìn)口，一是為聚氨酯進(jìn) 料口且位于H形型材聚氨酯樹脂注射成型模上部，一個為玻璃纖維束進(jìn)口，角鐵型材聚氨 酯樹脂注射成型模的進(jìn)口進(jìn)入多束玻璃纖維、出口與冷卻模進(jìn)口連通，冷卻模的出口與熱 定型模進(jìn)口連通，熱定型模出口為H形聚氨酯復(fù)合型材拉擠出口。本實用新型與背景技術(shù)相比，一是輕質(zhì)高強，玻璃鋼型材的密度在2. 1左右，它 比鋼輕3 4倍，而強度卻很大，其拉伸強度450 650MPa，與普通碳鋼接近，彎曲強度 大于1200MPa、彎曲彈性模量48000MPa ；二是節(jié)能保溫、隔熱，聚氨酯復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 219ff/m · k，只有金屬的1/100 1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料；三是健康、綠色環(huán)保、節(jié)能 效果顯著；四是聚氨酯復(fù)合材料在生產(chǎn)中，不含苯乙烯，因而不會形成揮發(fā)性化合物V0C， 所以更環(huán)保健康；五是聚氨酯復(fù)合材料經(jīng)檢測結(jié)果符合GB6566— 2001《建筑材料放射性核 素限量》中建筑主體材料的指標(biāo)要求，檢驗結(jié)果0. 2，內(nèi)照射指數(shù)0. 2，外照射指數(shù)0. 2 ；六 是耐腐蝕、耐老化、壽命長，同盱聚氨酯復(fù)合材料是優(yōu)良的耐腐蝕材料，對酸、堿、鹽及大部 分有機物，海水以及潮濕都有較好的抵抗能力，對微生物的作用也有抵抗性能，其具有的這 種特性尤其適合使用于多雨、潮濕和沿海地區(qū)，以及有腐蝕性介質(zhì)的場所；七是尺寸穩(wěn)定性好，聚氨酯復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)為5. 6 X 10-6/°C，低于鋼和鋁合金，是塑料的1/15，因此 玻穩(wěn)定性好；八是耐侯性好，聚氨酯復(fù)合材料屬熱固性塑料，樹脂交聯(lián)后即形成三維網(wǎng)狀分 子結(jié)構(gòu)，變成不溶不熔體，即使受熱也不會熔化。聚氨酯復(fù)合材料熱變形溫度在20(TC以上， 不僅耐高溫性能好，而且耐低溫性能更佳；九是絕緣性能好，聚氨酯復(fù)合材料是良好的絕緣 材料，它不受電磁波影響，不反射無線電波，透微波性好，能夠承受高電壓而不損壞，因此聚 氨酯復(fù)合材料型材對野外臨時建筑物及通訊系統(tǒng)的建筑物具有特殊的用途；十是減震性能 好，聚氨酯復(fù)合材料的彈性模量為20900，用它制成的型材具有較高的減震頻率，聚氨酯復(fù) 合材料中樹脂與纖維界面的結(jié)合，具有吸震和抗震能力，避免了結(jié)構(gòu)件在工作狀態(tài)下共振 引起的早期破壞；十一是抗疲勞性，聚氨酯復(fù)合材料的抗疲勞性很高，從而保證材料使用的 安全性與可靠性；十二是聚氨酯復(fù)合材料具有極好剛性和強度，物理與力學(xué)性能見附表。它 完全部分替代鋁合金和鋼材，聚氨酯復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0. 219ff/m.k,鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為 237. 00ff/m · k,鍍鋅鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為62. 000ff/m · k，在相同的條件下，就材質(zhì)而言，鋁材料 的導(dǎo)熱能力是聚氨酯的1082倍，鍍鋅鋼的導(dǎo)熱能力是聚氨酯復(fù)合材料的283倍；與鋁和鍍 鋅鋼相比聚氨酯復(fù)合材料是熱的不良導(dǎo)體，由于聚氨酯復(fù)合材料具有很好的剛性和強度， 又有極好的可塑性，因此可以根據(jù)要求，設(shè)計型材型腔的結(jié)構(gòu)，加工出各種形狀的型材。

圖1是聚氨酯復(fù)合H形型材的骨架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是聚氨酯復(fù)合H形型材的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是聚氨酯復(fù)合H形型材生產(chǎn)系統(tǒng)的方框示意圖。
具體實施方式
實施例1 參照附圖1和2。一種聚氨酯復(fù)合H形型材，它包括玻璃纖維，所述多束 玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，聚氨酯樹脂2與H形型材骨架內(nèi)外面復(fù)合且構(gòu)成聚氨酯 H形型材。也就是說，H形型材的成型骨架1由多束玻璃纖維密布構(gòu)成，聚氨酯樹脂2與多 束玻璃纖維構(gòu)成中的每根玻璃纖維面完全復(fù)合且復(fù)合有聚氨酯樹脂2的玻璃纖維之間相 互粘接、固化構(gòu)成所需的H形型材，即所述H形型材骨架內(nèi)外面是指聚氨酯樹脂型材中每根 玻璃纖維的面。所述聚氨酯型材中玻璃纖維為60%-90%、聚氨酯樹脂為10%-40%。實施例2 參照附圖3。在實施例1的基礎(chǔ)上，聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)， 由H形型材聚氨酯樹脂注射成型模3、冷卻模5和熱定型模6構(gòu)成，H形型材聚氨酯樹脂注 射成型模3有二個進(jìn)口，一是為聚氨酯進(jìn)料口 4且位于型材聚氨酯樹脂注射成型模3上 部，一個為玻璃纖維束進(jìn)口，H形型材聚氨酯樹脂注射成型模的進(jìn)口進(jìn)入多束玻璃纖維、出 口與冷卻模5進(jìn)口連通，冷卻模的出口與熱定型模6進(jìn)口連通，熱定型模出口為聚氨酯復(fù)合 材料型材拉出口。所述熱定型模由2 3個加熱區(qū)構(gòu)成且溫度由低到高，溫度設(shè)定范圍為 150°C 25(TC。所述冷卻模為水冷冷卻模，其冷卻水的溫度為0°C 25°C。生產(chǎn)開始初期，要 注意調(diào)整和觀察注射到注射盒內(nèi)的聚氨酯樹脂的流量，使玻纖能夠充分地浸潤，注意聚氨 酯樹脂不要溢出注射盒；觀察制品固化的狀況，注意調(diào)整熱模的溫度，以及牽引機的速度， 使角鐵成型與拉擠速度相匹配。實施例1-1 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用35%_40%聚氨酯樹脂和60%_75%玻纖
5通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性較好。實施例1-2 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用30%_35%聚氨酯樹脂和65%_70%玻纖 通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性良好。實施例1-3 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用25%_30%聚氨酯樹脂和70%_75%玻纖 通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性能是更好。實施例1-4 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用20%_25%聚氨酯樹脂和75%_80%玻纖 通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性能最好。實施例1-5 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用15%_20%聚氨酯樹脂和80%_85%玻纖 通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性能良好。實施例1-6 在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用10%_15%聚氨酯樹脂和85%_90%玻纖 通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1，又 可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材，其物理機械 和力學(xué)性能相對較好。實施例1-7 在實施例1的基礎(chǔ)上，在實施例1和2的基礎(chǔ)上，采用10%聚氨酯樹脂 和90%玻纖通過聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，既可以拉擠成玻璃纖維密布構(gòu)成H形型 材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架1構(gòu)成聚氨酯H形型材， 其物理機械和力學(xué)性能滿足設(shè)計要求。按上述比例所生產(chǎn)的聚氨酯異型材的物理機械和力學(xué)性能，是有所差異的，其相 應(yīng)的成本也是不一樣的，聚氨酯復(fù)合材料的物理機械和力學(xué)性能最好，同時又比較經(jīng)濟(jì)的， 聚氨酯樹脂占20%，玻纖占80%時，所拉擠成型的聚氨酯H形型材。需要理解到的是上述實施例雖然對本實用新型的設(shè)計思路作了比較詳細(xì)的文字 描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設(shè)計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新 型設(shè)計思路的限制，任何不超出本實用新型設(shè)計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新 型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種聚氨酯復(fù)合H形型材，它包括玻璃纖維，其特征是所述多束玻璃纖維密布構(gòu)成 H形型材骨架，聚氨酯樹脂與H形型材骨架內(nèi)外面復(fù)合且構(gòu)成聚氨酯H形型材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯復(fù)合H形型材，其特征是所述H形型材骨架內(nèi)外面 是指聚氨酯樹脂型材中每根玻璃纖維的面。
3.—種聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，其特征是由H形型材聚氨酯樹脂注射成型模、 冷卻模和熱定型模構(gòu)成，H形型材聚氨酯樹脂注射成型模有二個進(jìn)口，一是為聚氨酯進(jìn)料 口且位于H形型材聚氨酯樹脂注射成型模上部，一個為玻璃纖維束進(jìn)口，角鐵型材聚氨酯 樹脂注射成型模的進(jìn)口進(jìn)入多束玻璃纖維、出口與冷卻模進(jìn)口連通，冷卻模的出口與熱定 型模進(jìn)口連通，熱定型模出口為H形聚氨酯復(fù)合型材拉擠出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，其特征是所述熱定型模 由2 3個加熱區(qū)構(gòu)成且溫度由低到高，溫度設(shè)定范圍為150°C 250°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚氨酯復(fù)合H形型材的成型系統(tǒng)，其特征是所述冷卻模為 水冷冷卻模，其冷卻水的溫度為0°C 25V。
專利摘要本實用新型涉及一種高強度、低比重、絕緣、透微波、耐腐蝕且隔熱效果好的聚氨酯復(fù)合H形型材，它包括玻璃纖維，所述多束玻璃纖維密布構(gòu)成H形型材骨架，聚氨酯樹脂與H形型材骨架內(nèi)外面復(fù)合且構(gòu)成聚氨酯H形型材。優(yōu)點一是輕質(zhì)高強；二是節(jié)能保溫、隔熱；三是健康、綠色環(huán)保、節(jié)能效果顯著；四是耐腐蝕、耐老化、壽命長；五是尺寸穩(wěn)定性好；六是耐侯性好，不僅耐高溫性能好，而且耐低溫性能更佳；七是絕緣性能好；八是減震性能好；九是色彩豐富，聚氨酯復(fù)合材料硬度高,可涂裝各種涂料，制成各種顏色的型材,以適應(yīng)不同風(fēng)格及檔次的用途；十是抗疲勞性，聚氨酯復(fù)合材料的抗疲勞性很高,從而保證材料使用的安全性與可靠性。
文檔編號E04B2/88GK201915530SQ201020679500
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月25日
發(fā)明者聶雷, 胡慶華 申請人:歐創(chuàng)塑料建材(浙江)有限公司