專利名稱：公路護欄用拉擠復合材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，采用拉擠成型技術制備適合于公路護欄的高強度的纖維增強樹脂基復合材料。本發(fā)明屬聚合物加工技術領域和公路圍護設施技術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的高速公路護欄的主要類型有鋼板護欄和混凝土護欄。其中鋼板護欄的特點是造型美觀，視線誘導效果好，但制作耗能大，重量重，安裝費事，造價高，不便于維修，養(yǎng)護費用高，表面為了防腐刷上防銹漆，尤其是在沿海地區(qū)，鋼制護欄易受海洋氣候的侵蝕，使用壽命大大縮短，易出交通事故?；炷磷o欄的特點是造價與養(yǎng)護費用低，外觀較差，重量重，而且最大的缺點是防護安全較差， 一般存在兩大安全隱患， 一是在一定的碰撞條件下，失控車輛會爬上、超過或外側(cè)傾翻過護欄，二是當車速較高、車體中心較低時，失控車輛會在護欄內(nèi)側(cè)翻車，而且混凝土難于回收利用，造成混凝土污染。因此，我國高質(zhì)量的高速公路通常采用鋼板護欄。而樹脂基纖維復合材料制作高速公路護欄與鋼相比具有如下優(yōu)點強度高、剛性小、比重輕、可大幅度改善防撞性能，減少乘員和車輛的撞擊損傷；復合材料護欄具有耐腐蝕的特性，長期使用不用維護，可節(jié)省大量的維修費用，壽命是鋼的兩倍長，綜合投資費低于鋼護欄；工藝特性好，可隨意改變其截面，而鋼護欄無法做到這一點；可根據(jù)安裝地段的不同，選用不同的色澤和造型，達到制品性能和裝飾美觀的一致性；因其極強的裝飾和美化功能和終身不用維修的特點，近年來引起人們的廣泛關注。歐美等發(fā)達國家已有樹脂基纖維復合材料代替鋼材和混凝土的護欄(P6149134US和P98107US等)，國內(nèi)也有少量涉及(CN1113984A， CN1654745A， CN2282003Y和CN2312955Y等)，但由于有些復合材料需要加鋼筋，而只能采用模壓方法，非連續(xù)生產(chǎn)方法而使成本高，難于大規(guī)模使用，有些復合材料采用拉擠成型可
連續(xù)化生產(chǎn)，但耐沖擊性能還不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，制備的復合材料具有高強度、耐沖擊、易于連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點，可作為高質(zhì)量公路護欄板。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明提出采用復配熱固性樹脂使之能成為互穿網(wǎng)絡結構而進一步增加樹脂基的性能，加入既能與不飽和聚酯又能與增強纖維有良好相互作用而同時又有優(yōu)良韌性的復合增韌改性劑，并在復合材料的設計中加入緩沖劑來加強吸收由于車輛撞擊而產(chǎn)生的沖擊能，還采用復合纖維即用玻璃纖維和其他高性能纖維復配以提高可撞擊性，同時加入交聯(lián)劑、固化劑、填料、脫模劑和穩(wěn)定劑，將其混合均勻再與復合纖維在拉擠成型設備中進行復合固化，得到高質(zhì)量公路護欄板。
本發(fā)明的方法具體為將原料分為樹脂基原料(A料)和纖維組合原料(B
料)。按重量計，樹脂基原料組分為復配熱固性樹脂60—80份、交聯(lián)劑10-30份、可反應增韌劑0.3-12份、固化劑O. l-7份、填料1-30份、脫模劑0.02-4份和穩(wěn)定劑0.01-3份，各組分之和為100份，先將上述原料混合均勻，做為A料。纖維組合原料為玻璃纖維60-80份，輔配纖維10-25份，緩沖劑為10-15份，各原料組分之和為100份，作為B料。然后將A料與B料按照重量比為1:1-1:5混合，在拉擠成型設備中進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。
本發(fā)明所述的復配熱固性樹脂為不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、異腈酸樹脂、氰酸酯樹脂和雙馬來酰亞胺中的兩種或兩種以上混合物。
本發(fā)明所述的交聯(lián)劑為氯化苯乙烯、乙烯基甲苯、苯乙烯、(X-甲基苯乙烯、2， 5-二溴苯乙烯或丁二烯，或它們的混合物。
本發(fā)明所述的可反應增韌劑為單羧基封端尼龍、胺基封端尼龍、甲氧基封端聚乙二醇、馬來酸酐接枝聚醋酸乙烯酯、馬來酸酑接枝低分子量聚乙烯或羥基封端聚二甲基硅氧垸，或它們的混合物。本發(fā)明所述的固化劑為過氧化環(huán)己酮、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、偶氮二異丁腈、過氧化甲乙酮、偶氮二異丁酸二甲酯、2,2-偶氮雙(2-甲基丙脒)鹽酸鹽、
過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二酰、二乙胺基丙胺、三甲基六亞甲基二胺、過氧化二烷烴、過氧化二異丙苯、過氧乙酸叔丁酯、馬來酸酐、三聚氰胺、過氧化苯甲酰，取其中兩種或兩種以上的混合物。
本發(fā)明所述的填料為碳酸鈣、玻璃微珠、二氧化硅、云母、晶須、二氧化鈦、硅灰石、三氧化二鋁、木粉、高嶺土、氧化鎂、硫酸鋇、氧化鋅或炭黑，或是它們的混合物。
本發(fā)明所述的脫模劑為硬脂酸、硅酯、硅油、硅酮、N' ， N-乙撐雙油酸酰胺、N' ， N-亞乙基雙油酸酰胺、乙撐雙脂肪酰胺、季銨鹽、芥酸酰胺、卵磷脂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鋇、十二烷基苯磺酸鈉或脂肪酸山梨坦，或是它們的混合物。
本發(fā)明所述的穩(wěn)定劑可以是4， 4'-(e ， e'-二羥基二丙氧苯基)-2， 2-丙垸、硫代二丙酸二月桂酯、季戊四醇雙亞磷酸二(2, 4-二特丁基苯基)酯、N，N'-雙[3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼、雙(2，2,6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2， 2'-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[(3-(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2， 4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯或2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，或是它們的混合物。
本發(fā)明所述的玻璃纖維為長玻璃纖維、玻璃布或玻璃氈，或是它們的混合物。
本發(fā)明所述的輔配纖維為棉纖維、蔴纖維、碳纖維、鋼纖維、銅纖維、芳綸纖維、尼龍纖維、滌綸纖維或是由它們制成的布或氈或網(wǎng)，或是它們的混合物。
本發(fā)明所述的緩沖劑為橡膠墊或泡沫塑料墊。
本發(fā)明方法簡單，所制得的公路護欄用拉擠復合材料具有高強度、高韌性、耐腐蝕、比重輕、易于連續(xù)化生產(chǎn)和外觀漂亮等特性，可替代金屬或混凝土的公路護欄，有重要的實際意義。
具體實施例方式
以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。 實施例1
原料組分如下樹脂基原料A料按重量計為不飽和聚酯樹脂50份、環(huán)氧
樹脂10份、苯乙烯15份、馬來酸酐接枝聚醋酸乙烯酯5份、過氧化環(huán)己酮2 份、二乙胺基丙胺l份、玻璃微珠10份、二氧化鈦3份、乙撐雙脂肪酰胺2份 和季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯2份，將上述原料混合均勻；纖維 組合原料B料按重量計為長玻璃纖維50份、玻璃布15份、碳纖維10份、芳 綸纖維布15份和橡膠墊10份。將A料和B料按照重量比為1:1混合，在拉擠 成型設備中進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。
對上述所得復合材料進行性能測試，得到的結果為密度為1.6，只是鋼 材密度的不到四分之一，抗張強度達到180MPa，彎曲強度達到230MPa，缺口沖 擊強度為120 kg.cm/cm2是鋼材的兩倍。 實施例2
原料組成如下A料按重量計為不飽和聚酯樹脂60份、酚醛樹脂20份、
氯化苯乙烯10份、胺基封端尼龍l份、過氧化苯甲酰1.5份、三甲基六亞甲基 二胺0.5份、碳酸鈣3份、高嶺土2份、季銨鹽1份和4， 4'-(e， |3'-二羥基二 丙氧苯基)-2， 2-丙烷0.5份和三(2， 4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.5份，將上述 原料混合均勻；B料按重量計為長玻璃纖維30份、玻璃布45份、滌綸纖維布 10份和橡膠墊15份。將A料和B料按照重量比為l:5混合，在拉擠成型設備中 進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。
對上述所得復合材料進行性能測試，得到的結果為密度為2.0，只是鋼 材密度的不到三分之一，抗張強度達到280MPa，彎曲強度達到300MPa，缺口沖 擊強度為200 kg. cm/cm2是鋼材的4倍。 實施例3
原料組分如下A料按重量計為不飽和聚酯樹脂70份、丁二烯15份、甲
氧基封端聚乙二醇9份、過氧化二異丙苯1份、偶氮二異丁腈0. 5份、二氧化 硅1.5份和木粉0.7份、硅油2份、2， 2'-甲撐雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.2份和四[P -(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 1份混合均勻；B料 按重量計為長玻璃纖維50份、玻璃纖維氈25份、滌綸纖維5份、鋼絲纖維 網(wǎng)10份和泡沫塑料墊10份。將A料和B料按照重量比為1:3混合，在拉擠成 型設備中進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。
對上述所得復合材料進行性能測試，得到的結果為密度為1.95，只是鋼 材密度的四分之一，抗張強度達到260MPa，彎曲強度達到270MPa，缺口沖擊強 度為220 kg. cm/cm2是鋼材的4. 4倍。
從實施例的結果可以看出，本發(fā)明得到的公路護欄用復合材料具有很好的綜 合性能，可以替代鋼材作為公路護欄使用，而且可連續(xù)化生產(chǎn)，安全耐用，有 著廣闊的應用及工業(yè)化前景。
權利要求
1、一種公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于1)配制樹脂基原料和纖維組合原料；所述樹脂基原料組分按重量計為復配熱固性樹脂60—80份、交聯(lián)劑10-30份、可反應增韌劑0.3-12份、固化劑0.1-7份、填料1-30份、脫模劑0.02-4份和穩(wěn)定劑0.01-3份，各組分之和為100份，混合均勻；所述纖維組合原料按重量計為玻璃纖維60-80份，輔配纖維10-25份，緩沖劑為10-15份，各原料組分之和為100份；2)將樹脂基原料和纖維組合原料按照重量比為1∶1-1∶5混合，在拉擠成型設備中進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。
2、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的復配熱固性樹脂為不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、異腈酸樹脂、氰酸酯樹脂和雙馬來酰亞胺中的兩種或兩種以上混合物。
3、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的交聯(lián)劑為氯化苯乙烯、乙烯基甲苯、苯乙烯、oc-甲基苯乙烯、2， 5-二溴苯乙烯或丁二烯，或它們的混合物。
4、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的可反應增韌劑為單羧基封端尼龍、胺基封端尼龍、甲氧基封端聚乙二醇、馬來酸酐接枝聚醋酸乙烯酯、馬來酸酐接枝低分子量聚乙烯或羥基封端聚二甲基硅氧垸，或它們的混合物。
5、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的固化劑為過氧化環(huán)己酮、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、偶氮二異丁腈、過氧化甲乙酮、偶氮二異丁酸二甲酯、2,2~偶氮雙(2-甲基丙脒)鹽酸鹽、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二酰、二乙胺基丙胺、三甲基六亞甲基二胺、過氧化二垸烴、過氧化二異丙苯、過氧乙酸叔丁酯、馬來酸酐、三聚氰胺、過氧化苯甲酰，取其中兩種或兩種以上的混合物。
6、 根據(jù)權利要求l的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的填料為碳酸鈣、玻璃微珠、二氧化硅、云母、晶須、二氧化鈦、硅灰石、三氧化二鋁、木粉、高嶺土、氧化鎂、硫酸鋇、氧化鋅或炭黑，或是它們的混合物。
7、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的脫模劑為硬脂酸、硅酯、硅油、硅酮、N'， N-乙撐雙油酸酰胺、N'， N-亞乙基雙油酸酰胺、乙撐雙脂肪酰胺、季銨鹽、芥酸酰胺、卵磷脂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鋇、十二垸基苯磺酸鈉或脂肪酸山梨坦，或是它們的混合物。
8、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的穩(wěn)定劑是4， 4'-(P， e'-二羥基二丙氧苯基)-2， 2-丙烷、硫代二丙酸二月桂酯、季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯、N，N'-雙[3-(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2， 2'-甲撐雙(4_甲基-6-叔丁基苯酚)、四[p-(3， 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯或2， 6-二叔丁基-4-甲基苯酚，或是它們的混合物。
9、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的玻璃纖維為長玻璃纖維、玻璃布或玻璃氈，或是它們的混合物；所述的輔配纖維為棉纖維、蔴纖維、碳纖維、鋼纖維、銅纖維、芳綸纖維、尼龍纖維、滌綸纖維或由上述纖維制成的布或氈或網(wǎng)，或是它們的混合物。
10、 根據(jù)權利要求1的公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，其特征在于所述的緩沖劑為橡膠墊或泡沫塑料墊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種公路護欄用拉擠復合材料的制備方法，采用的樹脂基原料包括復配熱固性樹脂、交聯(lián)劑、可反應增韌劑、固化劑、填料、脫模劑和穩(wěn)定劑，混合均勻后在拉擠成型設備中與纖維組合原料進行復合固化，得到公路護欄用拉擠復合材料。本發(fā)明采用復配熱固性樹脂使之能成為互穿網(wǎng)絡結構而增加樹脂基的性能，加入既能與不飽和聚酯又能與增強纖維有良好相互作用而同時又有優(yōu)良韌性的復合增韌改性劑，加入緩沖劑來加強吸收由于車輛撞擊而產(chǎn)生的沖擊能，采用玻璃纖維和其他高性能纖維復配以提高可撞擊性，制備所得的復合材料性能優(yōu)異，可以替代鋼材作為公路護欄使用，有著廣闊的應用及工業(yè)化前景。
文檔編號C08K7/00GK101544839SQ20091004986
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權日2009年4月23日
發(fā)明者戚嶸嶸, 王新國, 王新靈 申請人:上海交通大學