多用途鋼塑複合材料支架的製作方法
2023-05-05 11:21:46
專利名稱：多用途鋼塑複合材料支架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多用途鋼塑複合材料支架，可用於蔬菜種植、水產畜牧養殖、育苗養花果樹栽培以及蒙古包、旅行活動房等的支架，屬結構材料技術領域。
隨著人們生活水平的提高，蔬菜已是人們日常生活中必不可少的食品，特別是在北方的冬季，蔬菜的種植尤為重要。因此近年來利用塑料大棚種植蔬菜等農作物的技術發展很快。目前，塑料大棚的骨架大都採用竹子製成，竹材經夏日暴曬後在一年左右就會漲裂而失去承受能力，因而使用壽命短，2～3年就要更換。而且組裝拆卸費時費工，竹材要從南方運輸，增加成本。另外還可以用鋼筋作為大棚骨架，這種用鋼筋製作的大棚支架雖然強度好，但是造價高，每畝成本在萬元以上，農民難以接受。而且金屬骨架無法拆卸，易鏽蝕，給土地的合理利用造成一定困難。為此，本發明人曾發明過一種複合支架材料，專利申請號為95107473.3。這種支架代替已有的金屬或竹子支架，具有成本低、強度高、使用壽命長等優點。但是該複合支架為實心件，支架本身自重大，而且生產工藝複雜，養護期長，長途運輸不方便。
本發明的目的是設計一種多用途鋼塑複合材料支架，利用廢塑料再生後，加入添加劑，在薄壁金屬管外一次擠壓成鋼塑複合材料支架。這種內鋼外塑的支架材料，不僅具有足夠的強度，而且節約原材料，變廢為寶。
本發明設計的多用途鋼塑複合材料支架為雙層管材，裡層為金屬薄壁管，外層為再生塑料管，再生塑料管的配比為再生塑料 80～95％增塑劑0.5～1.5％光穩定劑 0.1～0.8％熱穩定劑 0.1～0.8％抗氧化劑 0.1～0.8％阻燃劑1～15％潤滑劑0.1～0.8％。
雙層管材的製備工藝為(1)將廢塑料母料再生加工，烘乾；(2)將烘乾後的母料加入注塑機中，同時按上述比例加入上述各種添加劑；(3)簿壁鋼管從套塑機的擠壓套筒一端進入，再生塑料母粒從進料口加入擠壓套筒，隨著鋼管向前推進，塑料母粒填充在鋼管周圍，並被擠壓套筒外層的發熱元件加熱至120～260℃下溶化，到達模具出口處被擠壓成雙層管材，伸出模具的管材經冷卻後即成為複合材料支架。也可以用其他多種常規的擠壓方法成型。
本發明設計的複合材料支架，以廢舊塑料為原料，與薄壁金屬管一起擠壓形成內鋼外塑的支架，變廢為寶，為廣大農民提供了一種經濟實惠的生產資料。這種支架組合拆卸方便，不易腐蝕，強度高，使用壽命在十年左右，便於保管，價格便宜，每畝成本在4000元左右，因而具有十分可觀的社會效益和經濟效益。
本發明的複合材料支架，其中所用的再生塑料，可以是熱塑性塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等。也可以是熱塑性工程塑料，如聚醯胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。其中所用的添加劑，都是已有技術中各種常用的已經商品化的添加劑，如增塑劑可以是鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸二(2-乙基酯)(DOP)等，光穩定劑可以是2-羥基-，4-甲氧基二苯甲酮、2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯並三唑等，熱穩定劑可以是亞磷酸4，4-二異丙叉雙酚(10-16)碳烷基酯或硬脂醯苯甲醯甲烷等，抗氧化劑可以是1，1，3-三(乙-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷或四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯等，阻燃劑可以是溴化聚苯乙烯(BPS)等，潤滑劑可以是脂肪族多元酸與多元醇的齊聚酯(產品名稱為LC-2)或脂肪酸皇和一元醇為主體的複合滑劑(產品名稱為LC-1)等。
複合材料支架的截面可以是圓形、橢圓形、方形或矩形。外層再生塑料層與內層金屬層的厚度比例為2～10∶1。當支架截面為圓形時，截面直徑為20～200mm。
圖1是本發明設計的複合材料支架的結構示意圖，圖中，1是金屬層，2是再生塑料層。
圖2是擠壓成型所用的擠壓套筒結構示意圖。圖2中，3是複合材料支架，4是模具，5是母料進口，6是加熱套筒，7是簿壁鋼管，8是發熱元件，9是再生塑料層，10是冷卻水，鋼管沿圖示箭頭方向運動。
下面是
具體實施例方式實施例1將90％的聚氯乙烯廢塑料再生加工後，加入增塑劑1％、光穩定劑0.5％、熱穩定劑0.5％、抗氧化劑0.5％、阻燃劑7％和潤滑劑0.5％，一起拌勻後，加入套塑機中，在150℃下經擠壓套筒與壁厚為0.5mm的金屬管一次擠壓，形成的雙層管材的外徑為35mm，管材的抗壓強度為50MPa，抗彎強度為45MPa，抗拉強度為35MPa。
實施例2將85％的聚乙烯廢塑料再生加工後，加入增塑劑1.5％、光穩定劑0.7％、熱穩定劑0.6％、抗氧化劑0.7％、阻燃劑10.5％和潤滑劑0.5％，一起拌勻後，加入套塑機中，在180℃下經擠壓套筒與壁厚為1mm的金屬管一次擠壓，形成的雙層管材的外徑為35mm，管材的抗壓強度為50MPa，抗彎強度為45MPa，抗拉強度為35MPa。
實施例3將85％的聚醯胺廢塑料再生加工後，加入增塑劑1.5％、光穩定劑0.7％、熱穩定劑0.6％、抗氧化劑0.7％、阻燃劑10.5％和潤滑劑0.5％，一起拌勻後，加入套塑機中，在200℃下經擠壓套筒與壁厚為1mm的金屬管一次擠壓，形成的雙層管材的外徑為35mm，管材的抗壓強度為55MPa，抗彎強度為40MPa，抗拉強度為36MPa。
權利要求
1.一種多用途鋼塑複合材料支架，其特徵在於該支架為雙層管材，內層為金屬薄壁管，外層為再生塑料管；所述的再生塑料層的配比為再生塑料 80～95％增塑劑0.5～1.5％光穩定劑 0.1～0.8％熱穩定劑 0.1～0.8％抗氧化劑 0.1～0.8％阻燃劑1～15％潤滑劑0.1～0.8％；所述的雙層管材的製備工藝為(1)將廢舊塑料母料再生加工，烘乾；(2)將烘乾後的母料加入套塑機中，同時按上述比例加入上述各種添加劑；(3)簿壁鋼管從套塑機的擠壓套筒一端進入，再生塑料母粒從進料口加入擠壓套筒，隨著鋼管向前推進，塑料母粒填充在鋼管周圍，並被擠壓套筒外層的發熱元件加熱至120～260℃下溶化，到達模具出口處被擠壓成雙層管材，伸出模具的管材經冷卻後即成為複合材料支架。
2.如權利要求1所述的複合支架材料，其特徵在於其中所述的雙層管材的截面為圓形、橢圓形、方形或矩形。
3.如權利要求1所述的複合支架材料，其特徵在於其中所述的外層再生塑料層與內層金屬層的厚度比例為2～10∶1。
4.如權利要求1所述的複合支架材料，其特徵在於其中所述的再生塑料為聚氯乙烯或聚乙烯。
5.如權利要求1所述的複合支架材料，其特徵在於其中所述的雙層管材的管徑為20～200mm。
全文摘要
本發明涉及一種多用途鋼塑複合材料支架，該支架為內鋼外塑的雙層管材，內層為金屬薄壁管，外層為再生塑料管。再生塑料管由廢舊塑料再添加增塑劑、光穩定劑、熱穩定劑、抗氧化劑、阻燃劑及潤滑劑等組成，將再生塑料與添加劑一起在鋼管外一次熱擠壓成型。本發明研製的複合材料支架，具有足夠的強韌性，組合拆卸方便，不易腐蝕，使用壽命長，成本低廉，可用於蔬菜種植、水產畜牧養殖、育苗養花果樹栽培以及蒙古包、旅行活動房等的支架。
文檔編號F16L58/10GK1157385SQ9611417
公開日1997年8月20日 申請日期1996年12月30日 優先權日1996年12月30日
發明者張志孝 申請人:張志孝