[发明专利]一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料

说明书

本申请公开了一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料，热塑模塑格栅由纵向肋、横向肋组成，所述纵向肋和横向肋相互垂直交接形成若干格栅孔，所述格栅肋包含10‑80％体积百分比的增强纤维和20‑90％体积百分比的热塑性树脂，热塑模塑格栅的制备过程包含一维线形中间体材料制备，将中间体材料填入到格栅成型模具凹槽中，加热模具使中间体材料熔融，合模，加压，排气泡，冷却定型，脱模，修整，最后得成品；本申请制备的新型热塑模塑格栅具有生产环境友好、材料可回收、绿色环保、成型效率高、可自动化生产、产品质量稳定、人工成本低、纤维含量高、格栅性能高、纤维分布方式可设计性强、形状复杂多样、树脂可选范围广的优点。

技术领域

本发明涉及格栅技术领域，尤其涉及一种热塑模塑格栅、制备方法、应用及其中间体材料。

背景技术

格栅是一种土工合成材料，常用作路基、路面、涵洞、土坡等结构的筋材，起到延长路基的使用寿命、防止路面塌陷或产生裂纹、保持地面美观整齐、防止水土流失等作用。模塑格栅，目前特指玻璃钢(简称FRP)格栅，又名玻璃钢格板，是一种用玻璃纤维作增强材料，不饱和聚酯树脂为基体，通过特殊的玻璃纤维交错编织和树脂浇注整体模压制备而成的带有许多规则分布的矩形、方形空格的板状材料，具有双向同性的力学特征。可广泛应用于石油、化工电子、电力、纸业、印染、电镀、海洋勘探、污水处理等行业的工作平台、设备平台、钻井平台、走道、地沟盖板等，是腐蚀环境中的理想产品，同时也适用于民用建筑设施上。

模塑格栅起源与上世纪六十年代的美国，我国自上世纪九十年初开始引进模塑格栅产品及相关技术。几十年来，虽国内在格栅形貌、材料配方、成型工艺及设备等方面也努力进行过多项改进尝试，但均未取得较有突破性的技术成果。

例如，在传统仅由横、纵肋壁组成的模塑格栅形状结构的基础上，专利CN205777074 U公布了一种添加横纵加强肋的改型玻璃钢模塑格栅；专利CN 205975255 U公布了一种上表面设置有凸起肋、下表面设置有排水凹槽的汽车服务店用的玻璃钢模塑格栅；专利CN 107629476 A公布了一种高性能彩色抗静电玻璃纤维增强模塑。可以看出，关于格栅产品本身的专利申请只是在外形、颜色和功能上进行了简单改进。

在生产设备上，专利CN 205009616 U公布了一种玻璃钢模塑格栅生产设备，改善了传统液压缸活塞杆易出现扭断问题，其他设备结构无明显改变；专利CN 105773992 A公布了一种玻璃钢模塑格栅自动压实装置，通过机械活动压板和振动代替人工压实排泡过程，意图解决因人为因素影响而造成的玻璃钢模塑格栅质量合格率低，同时降低工人的劳动强度，提高工作效率的问题；专利CN 106956444 A提出一种纤维格栅模塑成型一体机，通过在传统模塑格栅模具上方设置自动排纱装置、两侧面添加树脂灌注装置、后侧添加排气装置，实现了纤维格栅编织、注塑、压紧排气、加热、冷却、脱模全工艺流程的一体化生产；专利CN 201721044 U设计了一种异形角度的模塑格栅一次成型设备，解决传统模塑格栅角度斜面排纱困难、浇注树脂溢流和异形角度模塑格栅脱模这三大难题。

虽有上述相关专利申请，但目前国内的实际生产情况是：模具、生产工艺、材料体系等仍就保持着几十年前从国外引进时的状态——手动对纤维进行逐层缠绕铺覆、对液态树脂进行逐层瓢浇、人工挤压排气泡，如此重复多次后升温模具，再使热固性树脂缓慢发生固化，最后冷却脱模修整。整个生产过程存在以下几个亟待解决的重大问题：

(1)生产环境恶劣、气味重，对工人健康伤害大、对环境不友好；

(2)格栅制备周期长达一小时或更长，效率低、人工劳动强度大；

(3)自动化水平差、人工成本高；

(4)过度依赖工人技术水平，产品质量不稳定；

(5)人工铺放纤维导致纤维含量很难高于30％，格栅性能有限；

(6)树脂易流动，导致可成型格栅形状单一；