[发明专利]一种涂装导电相材料的传感型经编涤纶土工格栅制备方法

说明书

技术领域

本发明提出了一种涂装导电相材料的传感型经编涤纶土工格栅的制备方法，属与土木工程领域。

背景技术

近年来，由高分子聚合物合成的土工材料因其强度高、耐腐蚀、柔性大、易于施工等优点，在道路、水利工程中得到了广泛应用。其中经编涤纶土工格栅作为高强土工格栅的新一代产品，其单位面积强度相较普通塑料格栅有了跨越性的提升。然而，目前的格栅产品只是单一的加筋结构，无法对加固体的变形信息进行检测，如若检测则需另采用其他设备，增加了检测的难度和成本。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，基于机敏导电层的拉敏效应，提出一种传感型经编土工格栅的导电材料涂装施工工艺，为该项土工合成材料的智能化监测理论依据与技术支持。

本发明采用的技术方案如下：

一种涂装导电相材料的传感型经编涤纶土工格栅制备方法，包括以下步骤：

步骤1根据施工条件及市场成本选用导电相溶剂、添加剂和导电相材料，选择渗滤区域相对显著的配比作为原料进行经编涤纶土工格栅的制备。

步骤2制备导电纤维涂覆液；

步骤(2-1)制备增塑溶胶；

步骤(2-2)制备导电相材料粉末；

步骤(2-3)将导电相材料粉末散溶于增塑溶胶之中；

步骤(2-4)研磨分散；

步骤(2-5)添加良好的粘合剂使涂覆材料与土工合成材料有效粘合；

步骤(2-6)研磨均匀；

步骤3将经编涤纶土工格栅的坯布浸渍到涂层胶槽中，对其进行浸胶涂覆，控制涂覆层厚度在0.8～2mm,。涂覆后进入烘箱进行烘干、定型，烘箱温度控制在100℃～160℃。出烘箱后吹冷风进行快速冷却固化，经牵引成卷制得传感型经编涤纶土工格栅成品。生产线运行速度控制在2～5m/min。

步骤4标定格栅变形与电阻变化间的关系。

所述步骤(2-1)增塑溶胶的制备过程如下：

以聚氯乙烯树脂为主体，在所述的聚氯乙烯树脂中加入有增塑剂、热稳定剂；然后将上述溶剂与聚氯乙烯树脂混合均匀；其中：聚氯乙烯树脂，其含量为56～80％；增塑剂其含量为15～35％；热稳定剂，其含量为1～3％。

在所述的增塑溶胶中还可以加入润湿分散剂、展色剂，其含量不得超过2％。

所述步骤(2-2)导电材料制备过程：以PVC(聚氯乙烯)为基体，以炭黑为导电相材料，经过机械搅动熔融混炼而成，其中炭黑的含量为3～7％。

所述步骤(4)的标定方法如下：

在室内进行格栅原料拉伸试验，测定格栅变形与电阻变化间的关系，可以得到如下公式：其中叫做归一化电阻，可以被视为标准电阻率，ε为应变值，a、b、c为系数，当使用不同填料时，系数随填料种类发生改变；同时确定出格栅的容许拉应变ε_a，若高于该值，则可对其所在环境下的受力变形情况进行智能判别，如受力变形处有破坏的风险趋势。

本发明产生的有益效果如下：

本发明则提出了一种基于经编涤纶土工格栅现有制备方法下的新型施工工序，对成型的涤纶土工格栅涂装以PVC为基体熔融炭黑而形成的导电涂层材料，利用覆于成品扁平表面的导电层的拉敏特性，反映出工程应用中所需得到的变形等信息，无需在材料内部埋入传感器，避免了因为外部传感器的植入而引起的筋材强度和性能下降等现象，因此，将传感型经编涤纶格栅应用于工程中，不仅可以加固土工结构，而且为后期工程结构的质量检测提供了便利，节约了工程的检测和维护成本。

附图说明

图1导电渗滤现象示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种涂装导电相材料的传感型经编涤纶土工格栅制备方法，包括以下步骤：

步骤1根据施工条件及市场成本选用导电相溶剂、添加剂和导电相材料，选择渗滤区域相对显著的配比作为原料进行经编涤纶土工格栅的制备。

步骤2制备导电纤维涂覆液；

步骤(2-1)制备增塑溶胶；

步骤(2-2)制备导电相材料粉末；

步骤(2-3)将导电相材料粉末散溶于增塑溶胶之中；

步骤(2-4)研磨分散；

步骤(2-5)添加良好的粘合剂使涂覆材料与土工合成材料有效粘合；

步骤(2-6)研磨均匀；

所述步骤(2-1)增塑溶胶的制备过程如下：