聚氨酯複合角鐵形型材及成型系統的製作方法

2023-04-24 05:38:21

專利名稱：聚氨酯複合角鐵形型材及成型系統的製作方法
技術領域：
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複合角鐵形型材及成型系統，屬複合材料的型材製造和應用領域。
背景技術：
目前，市場上銷售的角鋼、工字型鋼、槽鋼、方鋼、H形鋼等，均採用金屬材料製作。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，易鏽蝕。

實用新型內容設計目的避免背景技術中的不足之處，設計一種高強度、低比重、絕緣、透微波、耐腐蝕且隔熱效果好的聚氨酯複合角鐵形型材及成型系統。·設計方案為了實現上述設計目的。I、採用聚氨酯樹脂作為型材的複合材料的選擇，是本實用新型的技術特徵之一。這樣做的目的在於⑴聚氨酯樹脂與其他樹脂相比，聚氨酯複合材料的優勢一是極高的縱向強度；二是增加了玻璃氈，提高了橫向性能；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複雜性；六是降低了壁厚；七是更強的斷面輪廓，能跨越更大的距離；八是優良的抗衝擊性能和優良的耐磨損性；九是高級精密製造和緊固，顯著提高螺釘拔出力度；十是優異的表面光潔度。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定性；四是具有更好的光穩定性，可有脂肪族光穩定樹脂。⑶更好的經濟性一是降低了成本；二是玻璃纖維含量高(同時也增加強度)；三是更強的產品能支撐更長的跨度；四是更高的生產效率一更快的拉擠速度，提高了流水線操作速度。⑷阻燃性優異，比聚酯或乙烯樹脂散發出少得多的煙。(5)綠色環保，環境友好。(6)無苯乙烯，無過氧化物產生。2、聚氨酯複合型材型材成型工藝的設計，是本實用新型的技術特徵之二。這樣做的目的在於與傳統的不飽和聚酯玻璃鋼異型材的拉擠工藝是基本相同的，所不同地方在於⑴樹脂注入的方式不同，不飽和聚酯樹脂是採用開放式的添加；聚氨酯樹脂是採用密閉注射的方式。⑵聚氨酯注射盒與製品模具之間，增加冷卻段；在不飽和聚酯玻璃鋼生產工藝中是沒有冷卻模或者冷卻段。3、玻璃纖維氈的採用，是本實用新型的技術特徵之三。這樣做的目的在於由於玻璃纖維氈是由縱橫交錯的玻璃纖維構成，所形成的氈不僅縱向起加強筋的作用，而且橫向起加強筋的作用，所形成的產品不僅抗彎性強，而且抗折性好。聚氨酯複合材料具有極好剛性和強度，物理與力學性能見附表。它完全部分替代鋁合金和鋼材，聚氨酯複合材料的導熱係數為0.219 W/m*k，鋁的導熱係數為237.00 W/m · k ,鍍鋅鋼的導熱係數為62.000 W/m · k,在相同的條件下,就材質而言,招材料的導熱能力是聚氨酯的1082倍，鍍鋅鋼的導熱能力是聚氨酯複合材料的283倍；與鋁和鍍鋅鋼相比聚氨酯複合材料是熱的不良導體；聚氨酯複合材料具有很好的剛性和強度，又有極好的可塑性，因此可以根據玻璃幕牆的技術要求，設計玻璃幕牆異型材型腔的結構，加工出各種形狀的型材材料。英制單位
性Il (單位) ■賦方法ASTMi或萁to聚.麵&樹脂
密度(磅..+立方契尺)131
彎ft靈ft (千翁平方莢寸) I) -0ISi萼_橫置(千奢平方英寸》 D^O禮5(1 5￥性形變(%) I)-PdM β鍵式抗衝由3度(千參+1F方米) Cko Γ9)
非缺Qft蘧梁衝擊 鍵(英尺-磅:英寸)D4SI2·-
短梁■切 M (千耪·平方英寸) D344-*>·熱變環&度 HI)T(r.W-264 藤.英寸) D 648245
公制#位
性能f顰位) 測試方法ASTMl.gl其恤>聚繁 11樹脂
彎曲(|IPa) D ~90-1250
穹曲橫.1 (<mi) D "PO49
彈性變形(%) I)'PO3.0
擺·式抗衝由強度(千修平方米) (ΚΟΓ9)+■)
非缺C*臂梁衝_鑛(莢尺-參英寸)D4S123佩》
S鐵Il切強度(MPa) D 23· tS3
熱變形feilHIJrfC%iS20 千 D64S24'技術方案I :一種聚氨酯複合角鐵形型材，由多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈構成角鐵形型材成型骨架，聚氨酯樹脂與角鐵形型材骨架內外面複合且構成聚氨酯角鐵形型材。技術方案2 :—種聚氨酯複合角鐵形型材成型系統，由角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模、冷卻模和熱定型模構成，角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模有二個進口，一是為聚氨酯進料口且位於角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模上部，一個為玻璃纖維束進口，角鐵型材聚氨酯樹脂注射成型模的進口進入多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈、出口與冷卻模進口連通，冷卻模的出口與熱定型模進口連通，熱定型模出口為角鐵形聚氨酯複合型材拉擠出口。本實用新型與背景技術相比，一是輕質高強，玻璃鋼型材的密度在2. I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，彎曲強度大於1200MPa、彎曲彈性模量48000MPa ;二是節能保溫、隔熱，聚氨酯複合材料導熱係數為O. 219W/m *k，只有金屬的1/100 1/1000，是優良的絕熱材料；三是健康、綠色環保、節能效果顯著；四是聚氨酯複合材料在生產中，不含苯乙烯，因而不會形成揮發性化合物V0C，所以更環保健康；五是聚氨酯複合材料經檢測結果符合GB6566— 2001《建築材料放射性核素限量》中建築主體材料的指標要求，檢驗結果O. 2，內照射指數O. 2，外照射指數O. 2 ;五是耐腐蝕、耐老化、壽命長，同盱聚氨酯複合材料是優良的耐腐蝕材料，對酸、鹼、鹽及大部分有機物，海水以及潮溼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於多雨、潮溼和沿海地區，以及有腐蝕性介質的場所；六是尺寸穩定性好，聚氨酯複合材料的線膨脹係數為5.6X10-6/°C，低於鋼和鋁合金，是塑料的1/15，因此玻穩定性好；七是耐侯性好，聚氨酯複合材料屬熱固性塑料，樹脂交聯後即形成三維網狀分子結構，變成不溶不熔體，即使受熱也不會熔化。聚氨酯複合材料熱變形溫度在200°C以上，不僅耐高溫性能好，而且耐低溫性能更佳；八是絕緣性能好，聚氨酯複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，因此聚氨酯複合材料型材對野外臨時建築物及通訊系統的建築物具有特殊的用途；九是減震性能好，聚氨酯複合材料的彈性模量為20900，用它製成的型材具有較高的減震頻率，聚氨酯複合材料中樹脂與纖維界面的結合，具有吸震和抗震能力，避免了結構件在工作狀態下共振引起的早期破壞；十是抗疲勞性，聚氨酯複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；十一是聚氨酯複合材料具有極好剛性和強度，物理與力學性能見附表。它完全部分替代鋁合金和鋼材，聚氨酯複合材料的導熱係數為0.219 ff/m-k ，鋁的導熱係數為237.00 ff/m · k ,鍍鋅鋼的導熱係數為62.000 ff/m · k，在相同的條件下，就材質而言，鋁材料的導熱能力是聚氨酯的1082倍，鍍鋅鋼的導熱能力是聚氨酯複合材料的283倍；與鋁和鍍鋅鋼相比聚氨酯複合材料是熱的不良導體，由於聚氨酯複合材料具有很好的剛性和強度，又有極好的可塑性，因此可以根據要求，設計型材型腔的結構，加工出各種形狀的型材。

圖I是聚氨酯複合角鐵形型材的骨架結構示意圖。圖2是聚氨酯複合角鐵形型材成型的結構示意圖。圖3是聚氨酯複合角鐵形型材生產系統的方框示意圖。
具體實施方式
實施例I :參照附圖I和2。一種聚氨酯複合角鐵形型材，由多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈101構成角鐵形型材成型骨架1，聚氨酯樹脂2與角鐵形型材骨架內外面複合且構成聚氨酯角鐵形型材；所述角鐵形型材成型骨架I中的纖維層包覆玻璃纖維氈101，或玻璃纖維氈101間置有纖維層，或纖維層和玻璃纖維氈101疊加構成。所述角鐵形型材骨架I內外面是指多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈101的面。也就是說，角鐵形型材成型骨架I由多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈101構成，聚氨酯樹脂2與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈101中的每根玻璃纖維面完全複合且複合有聚氨酯樹脂2的玻璃纖維之間相互粘接、固化構成所需的角鐵形型材，即所述角鐵形型材骨架內外面是指聚氨酯樹脂型材中每根玻璃纖維的面。所述聚氨酯型材中多束玻璃纖維及玻璃纖維氈為60%-90%、聚氨酯樹脂為10%-40%。實施例2 :參照附圖3。在實施例I的基礎上，聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，由角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模3、冷卻模5和熱定型模6構成，角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模3有二個進口，一是為聚氨酯進料口 4且位於型材聚氨酯樹脂注射成型模3上部，一個為玻璃纖維束進口，角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模的進口進入多束玻璃纖維及玻璃纖維氈、出口與冷卻模5進口連通，冷卻模的出口與熱定型模6進口連通，熱定型模出口為聚氨酯複合材料型材拉出口。所述熱定型模由2 3個加熱區構成且溫度由低到高，溫度設定範圍為90 C。 250 C。。所述冷卻模為水冷冷卻模，其冷卻水的溫度為OC。 25 C °。生產開始初期，要注意調整和觀察注射到注射盒內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；觀察製品固化的狀況，注意調整熱模的溫度，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I和2的基礎上，採用35%_40%聚氨酯樹脂和60%_75%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成玻璃纖維密布構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性較好。實施例1-2 :在實施例I和2的基礎上，採用30%_35%聚氨酯樹脂和65%_70%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性良好。實施例1-3 :在實施例I和2的基礎上，採用25%_30%聚氨酯樹脂和70%_75%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性能是更好；實施例1-4 :在實施例I和2的基礎上，採用20%_25%聚氨酯樹脂和75%_80%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性能最好。實施例1-5 :在實施例I和2的基礎上，採用15%_20%聚氨酯樹脂和80%_85%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與玻璃纖維密布構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性能良好。實施例1-6 :在實施例I和2的基礎上，採用10%_15%聚氨酯樹脂和85%_90%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性能相對較好。[0021]實施例1-7 :在實施例I的基礎上，在實施例I和2的基礎上，採用10%聚氨酯樹脂和90%多束玻璃纖維及玻璃纖維氈通過聚氨酯複合角鐵形型材的成型系統，既可以拉擠成多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架1，又可以將聚氨酯樹脂與多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架I構成聚氨酯角鐵形型材，其物理機械和力學性能滿足設計要求。按上述比例所生產的聚氨酯異型材的物理機械和力學性能，是有所差異的，其相應的成本也是不一樣的，聚氨酯複合材料的物理機械和力學性能最好，同時又比較經濟的，聚氨酯樹脂佔20%，多束玻璃纖維及玻璃纖維氈佔80%時，所拉擠成型的聚氨酯角鐵形型材。本文中的聚氨酯樹脂簡稱聚氨酯。上述玻纖是指玻璃纖維或玻璃纖維和玻璃纖維氈，或碳纖維，或紡綸纖維，或滌綸纖維等增強纖維，或金屬性增強絲；上述玻氈是指玻璃纖維氈玻璃纖維網格布，或玻璃纖維布、或滌綸布、或芳綸布等織物。·需要理解到的是上述實施例雖然對本實用新型的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設計思路的限制，任何不超出本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種聚氨酯複合角鐵形型材，其特徵是由多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈構成角鐵形型材成型骨架，聚氨酯樹脂與角鐵形型材骨架內外面複合且構成聚氨酯角鐵形型材；所述角鐵形型材成型骨架中的纖維層包覆玻璃纖維氈，或玻璃纖維氈間置有纖維層，或纖維層和玻璃纖維氈疊加構成。
2.根據權利要求I所述的聚氨酯複合角鐵形型材，其特徵是所述角鐵形型材骨架內外面是指多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈的面。
3.如權利要求I所述的聚氨酯複合角鐵形型材成型系統，其特徵是由角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模、冷卻模和熱定型模構成，角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模有二個進口，一是為聚氨酯進料口且位於角鐵形型材聚氨酯樹脂注射成型模上部，一個為玻璃纖維束進口，角鐵型材聚氨酯樹脂注射成型模的進口進入多束玻璃纖維密布層和玻璃纖維氈、出口與冷卻模進口連通，冷卻模的出口與熱定型模進口連通，熱定型模出口為角鐵形聚氨酯複合型材拉擠出口。·
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複合角鐵形型材及成型系統，多束玻璃纖維及玻璃纖維氈構成角鐵形型材骨架，聚氨酯樹脂與角鐵形型材骨架內外面複合且構成聚氨酯角鐵形型材。優點一是輕質高強；二是節能保溫、隔熱；三是健康、綠色環保、節能效果顯著；四是耐腐蝕、耐老化、壽命長；五是尺寸穩定性好；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，聚氨酯複合材料硬度高，可塗裝各種塗料，製成各種顏色的型材，以適應不同風格及檔次的用途；十是抗疲勞性，聚氨酯複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F16S3/00GK202702753SQ20112052948
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月17日 優先權日2011年12月17日
發明者聶雷, 胡慶華 申請人:歐創塑料建材(浙江)有限公司