專(zhuān)利名稱(chēng)：熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路增強(qiáng)板，尤其是涉及一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
坦克等工程車(chē)輛在通過(guò)沙漠、沼澤、泥地等松軟地面時(shí)，因自重較大，經(jīng)常出現(xiàn)工程車(chē)輛履帶陷入松軟地面而影響其通行性能。因此需采用道路增強(qiáng)板來(lái)提高工程車(chē)輛的通行性能。道路增強(qiáng)板主要有鋼質(zhì)道路增強(qiáng)板、熱固性復(fù)合材料道路增強(qiáng)板等。鋼質(zhì)道路增強(qiáng)板增強(qiáng)效果好，但太重，不利于運(yùn)輸、搬運(yùn)、鋪放，影響工程車(chē)輛的快速作業(yè)。熱固性復(fù)合材料道路增強(qiáng)板重量輕，但可變形性小，在較小的形變下即發(fā)生斷裂。研制輕質(zhì)高強(qiáng)的道路增強(qiáng)板，對(duì)于提高我國(guó)軍隊(duì)坦克等工程車(chē)輛在松軟地面的作業(yè)能力，提高軍事實(shí)力，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以作為坦克等工程車(chē)輛通過(guò)沙漠、沼澤、泥地等松軟地面的道路增強(qiáng)板，顯著改善和減小坦克的接地壓力，有利于提高坦克等工程車(chē)輛的通行性能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟(a)單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶的制備將連續(xù)纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中浸漬熱塑性樹(shù)脂，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為15% 85% ；(b)道路增強(qiáng)板的制備將若干層步驟(1)制得的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，于樹(shù)脂熔融溫度下，一定時(shí)間熱壓成層壓道路增強(qiáng)板。所述的浸漬復(fù)合設(shè)備采用交錯(cuò)的雙擠出模頭及壓延輥對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸漬。所述的連續(xù)纖維為無(wú)機(jī)纖維，有機(jī)纖維或金屬纖維；所述的熱塑性樹(shù)脂為聚烯烴， 熱塑性聚酯，聚酰胺，聚碳酸酯PC，其他通用樹(shù)脂或高性能工程塑料。所述的無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、硼纖維或玄武巖纖維；所述的有機(jī)纖維包括芳香族聚酰胺纖維或超高分子量聚乙烯纖維，所述的金屬纖維包括不銹鋼纖維；所述的聚烯烴包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或聚乙烯，所述的熱塑性聚酯包括PET、PTT或PBT，所述的聚酰胺包括尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1212或尼龍612，所述的其他通用樹(shù)脂包括聚氯乙烯PVC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚苯乙烯PS或高抗沖聚苯乙烯HIPS， 所述的高性能工程塑料包括聚醚醚酮PEEK、聚苯硫醚PPS、改性聚苯醚MPPO或聚醚酰亞胺 PEI。
所述的熱塑性樹(shù)脂中還添加有添加劑，該添加劑選自抗氧劑、抗紫外光穩(wěn)定劑、阻燃劑、接枝改性劑、抗靜電劑等中的一種或幾種。所述的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上的層數(shù)在3 100層之間。所述的熱壓的溫度高于所采用樹(shù)脂熔點(diǎn)溫度5 60°C，熱壓時(shí)間為10 60min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)特殊的浸漬復(fù)合設(shè)備，使用熱塑性樹(shù)脂浸漬連續(xù)纖維，制備得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量不低于15%，不高于 85%。將若干層預(yù)浸帶按一定的順序和方式鋪層，于樹(shù)脂熔融溫度下，一定時(shí)間壓制成層壓道路增強(qiáng)板。將本發(fā)明增強(qiáng)板進(jìn)行通載試驗(yàn)路基為砂地上面鋪放連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料道路增強(qiáng)板，板面密度為13. lkg/m2，6塊道路增強(qiáng)板組成，長(zhǎng)2. 4m,寬4.細(xì)。重約40 噸的坦克以10碼的速度通過(guò)，通過(guò)次數(shù)超過(guò)100次，道路增強(qiáng)板無(wú)破壞痕跡。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.首次提出采用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料做道路增強(qiáng)板，為坦克等工程車(chē)輛在松軟地面提高同性性能的研究開(kāi)創(chuàng)了一條新思路，對(duì)提高我國(guó)軍隊(duì)坦克等工程車(chē)輛快速作業(yè)水平，降低成本具有重要意義；2.采用采用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料道路增強(qiáng)板，其提高坦克等工程車(chē)輛在松軟地面通行能力的水平優(yōu)于傳統(tǒng)的道路增強(qiáng)板；3.該道路增強(qiáng)板采用熱塑性加工工藝，工藝簡(jiǎn)單，可大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1使用聚丙烯(PP)浸漬連續(xù)玻璃纖維，制備得到單向連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP預(yù)浸帶， 其中，玻璃纖維的重量含量為50%。將32層單向預(yù)浸帶按正交方式疊放鋪層，放入2. 8米長(zhǎng)，1. 5米寬的熱壓機(jī)中，于185°C溫度下，熱壓30min，然后保壓冷卻壓制成2. 3米長(zhǎng)，1. 2 米寬的層壓道路增強(qiáng)板，厚度10. 2mm。實(shí)施例2
使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)浸漬連續(xù)Kevlar纖維，制備得到單向連續(xù) Kevlar纖維增強(qiáng)PET預(yù)浸帶，其中，Kevlar纖維的重量含量為40%。將25層單向預(yù)浸帶按正交方式疊放鋪層，放入2米長(zhǎng)，1. 5米寬的熱壓機(jī)中，于^(TC溫度下，熱壓25min，然后保壓冷卻壓制成1. 6米長(zhǎng)，1. 2米寬的層壓道路增強(qiáng)板，厚度8. 1mm。實(shí)施例3使用尼龍6 (PA6)浸漬連續(xù)不銹鋼纖維，制備得到單向連續(xù)不繡鋼纖維增強(qiáng)PA6預(yù)浸帶，其中，不銹鋼纖維的重量含量為80%。將12層單向預(yù)浸帶按正交方式疊放鋪層，放入2. 0米長(zhǎng)，1. 5米寬的熱壓機(jī)中，于240°C溫度下，熱壓15min，然后保壓冷卻壓制成1. 6米長(zhǎng)，1. 2米寬的層壓道路增強(qiáng)板，厚度4. 1mm。實(shí)施例4使用聚氯乙烯(PVC)浸漬連續(xù)超高分子量聚乙烯纖維，制備得到單向連續(xù)超高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng)PVC預(yù)浸帶，其中，超高分子量聚乙烯纖維的重量含量為30%。將88層單向預(yù)浸帶按正交方式疊放鋪層，放入2. 8米長(zhǎng)，1. 5米寬的熱壓機(jī)中，于185°C溫度下， 熱壓50min，然后保壓冷卻壓制成2. 3米長(zhǎng)，1. 2米寬的層壓道路增強(qiáng)板，厚度20. 6mm。實(shí)施例5熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，包括以下步驟(a)單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶的制備將碳纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中，采用交錯(cuò)的雙擠出模頭及壓延輥對(duì)連續(xù)纖維帶預(yù)浸漬熱塑性樹(shù)脂均聚聚丙烯，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為 15% ；熱塑性樹(shù)脂均聚聚丙烯中含有0. 的抗氧劑1010 ；(b)道路增強(qiáng)板的制備將3層步驟(1)制得的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，在比上述熱塑性樹(shù)脂熔點(diǎn)溫度高5°C下，熱壓60min成層壓道路增強(qiáng)板。實(shí)施例6熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，包括以下步驟(a)單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶的制備將芳香族聚酰胺纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中，采用交錯(cuò)的雙擠出模頭及壓延輥對(duì)連續(xù)纖維帶預(yù)浸漬熱塑性樹(shù)脂改性聚苯醚ΜΡΡ0，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為85% ；熱塑性樹(shù)脂均聚聚丙烯中含有的抗氧劑168，和市售抗紫外光穩(wěn)定劑；(b)道路增強(qiáng)板的制備將100層步驟(1)制得的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，在比上述熱塑性樹(shù)脂熔點(diǎn)溫度高60°C下，熱壓IOmin成層壓道路增強(qiáng)板。
權(quán)利要求
1.熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟(a)單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶的制備將連續(xù)纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中浸漬熱塑性樹(shù)脂，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為15% 85% ；(b)道路增強(qiáng)板的制備將若干層步驟(1)制得的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，于樹(shù)脂熔融溫度下，一定時(shí)間熱壓成層壓道路增強(qiáng)板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的浸漬復(fù)合設(shè)備采用交錯(cuò)的雙擠出模頭及壓延輥對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸漬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的連續(xù)纖維為無(wú)機(jī)纖維，有機(jī)纖維或金屬纖維；所述的熱塑性樹(shù)脂為聚烯烴，熱塑性聚酯，聚酰胺，聚碳酸酯PC，其他通用樹(shù)脂或高性能工程塑料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、硼纖維或玄武巖纖維；所述的有機(jī)纖維包括芳香族聚酰胺纖維或超高分子量聚乙烯纖維，所述的金屬纖維包括不銹鋼纖維；所述的聚烯烴包括均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或聚乙烯，所述的熱塑性聚酯包括PET、PTT或PBT，所述的聚酰胺包括尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1212或尼龍612，所述的其他通用樹(shù)脂包括聚氯乙烯PVC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚苯乙烯PS或高抗沖聚苯乙烯HIPS，所述的高性能工程塑料包括聚醚醚酮PEEK、聚苯硫醚PPS、改性聚苯醚MPPO或聚醚酰亞胺PEI。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的熱塑性樹(shù)脂中還添加有添加劑，該添加劑選自抗氧劑、抗紫外光穩(wěn)定劑、阻燃劑、 接枝改性劑、抗靜電劑等中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上的層數(shù)在3 100層之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，其特征在于，所述的熱壓的溫度高于所采用樹(shù)脂熔點(diǎn)溫度5 60°C，熱壓時(shí)間為10 60min。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料在制備道路增強(qiáng)板中的應(yīng)用，包括以下步驟將連續(xù)纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中浸漬熱塑性樹(shù)脂，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為15％～85％；將若干層單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，于樹(shù)脂熔融溫度下，一定時(shí)間熱壓成層壓道路增強(qiáng)板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明作為坦克等工程車(chē)輛通過(guò)沙漠、沼澤、泥地等松軟地面的道路增強(qiáng)板，減小坦克的接地壓力，有利于提高坦克等工程車(chē)輛的通行性能。
文檔編號(hào)C08L77/02GK102312404SQ20101021932
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者張冠, 解廷秀 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司