CN100365233C - 复合材料扶手及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种由复合材料制成的扶手及其制造方法，该扶手由具有空心玻璃钢型材或金属型材骨架，外部是高分子仿石层的浇注成形件大立柱(A)、上扶手(B)和小立柱(C)通过螺栓(4)固定而成，其中高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60%，高分子纤维1-10%，填料30-65%，促进剂0.14-1.2%，固化剂0.14-1.2%，消泡剂1-5%。该扶手由于材料中含有高分子纤维和夜光粉，并采用真空搅拌和浇注后抽真空的制造工艺，解决了以往扶手材料内含气孔和强度、韧性不好的问题，而且在夜间能给人指出一条明道。

Description

复合材料扶手及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种扶手，特别涉及一种由复合材料制成的扶手及其制造方法。

背景技术

现有的由合成树脂制成的仿石扶手主要有两种，一种是由合成树脂浇注的无骨架的实心体或空心体拼装而成，如申请号为02251343.4的中国实用新型专利说明书所公开的晶莹楼梯扶手，这种扶手材料中具有气孔而且不含纤维；一种是用木材或高分子为内骨架，面层浇注人造玛瑙或人造大理石的复合材料扶手，如申请号为97110152.3的中国发明专利申请公开说明书所公开的一种复合材料楼梯扶手，这种扶手由于有骨架，所以刚性比无骨架的要好，但材料中仍含有气孔，面层材料中不含纤维，若骨架采用木质材料则不具有防火、防水性能。上述两种扶手材料中不含纤维，所以韧性不好，扶手易碎裂变形，经不起冲撞。另外，由于材料内气孔的存在降低了材料的密度，所以影响了材料的强度。如何提高复合材料扶手的机械强度和韧性，而且在扶手整体具有防火防水性能的同时能在夜间或停电时，尤其是在黑暗的紧急情况下能给人指出一条明道是人们希望解决的问题。

发明内容

为克服上述现有技术中复合材料扶手所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有高机械强度和韧性的复合材料扶手及其制造方法，该复合材料扶手整体具有防火防水性能，材料内无气孔。

本发明的另一个目的是提供一种在夜间或停电时，尤其是在黑暗的紧急情况下能给人指出一条明道的扶手

为实现本发明的目的，本发明的复合材料扶手由通过螺栓与地面固定的大立柱、低部通过螺栓与大立柱相连的上扶手、上部与上扶手相连，下部通过螺栓和装饰底座与台阶固定的小立柱和台阶上的高分子仿石踏板线构成。其中的大立柱、上扶手、小立柱是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架、外部是高分子仿石层的浇注成形件构成。该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。

本发明的复合材料扶手还可以由通过螺栓与地面固定的大立柱、低部通过螺栓与大立柱相连的上扶手、上部与上扶手相连，下部通过螺栓和装饰底座与台阶固定的小立柱、台阶上的高分子仿石踏板线及镶嵌在小立柱凹槽中的玻璃构成，其中的大立柱、上扶手、小立柱是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架、外部是高分子仿石层的浇注成形件构成，该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。在该方案中所述的小立柱被造成具有凹槽的形式，以将玻璃镶嵌在其上。

本发明的复合材料扶手还可以由通过螺栓与地面固定的大立柱、低部通过螺栓与大立柱相连的上扶手、上部与上扶手相连，下部通过螺栓和装饰底座与台阶固定的空心玻璃钢型材、位于空心玻璃钢型材之间的金属花格和台阶上的高分子仿石踏板线构成，其中的大立柱、上扶手是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架、外部是高分子仿石层的浇注成形件构成，该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。在该方案中所述的小立柱直接用玻璃钢型材代替，然后在两个高分子型材之间配制上金属花格，以形成不同外观风格的扶手。

材料组分中还包括0.1-2％的色浆和2-20％的颗粒，以增加装饰效果。

材料组分中还包括0.3-5％的闪金粉和0.5-5％的夜光粉。

材料组分中还包括2-20％的颗粒和0.5-5％的夜光粉。

加入的闪金粉可以形成闪闪发亮的不同纹理的花纹，夜光粉能在夜间发出自然的荧光，给人指出一条明道。

本发明扶手的制造方法主要包括下述步骤：

a、配备高分子仿石原料：按所述重量百分比配方制备原料；

b、真空搅拌：将配好的原料放入真空搅拌机内充分搅拌；

c、浇注：将搅拌后的混合原料倒入装有空心骨架的模具内；

d、抽真空：将模具沿轨道送入真空箱进行抽真空；

e、加温固化：在放气阀慢慢将真空放掉后将模具沿轨道送入烤箱，在60-85℃的温度下持续10-15分钟进行加温固化；

f、脱模；

g、温度处理；将脱模后的成形件在85℃的温度下持续2.5小时进行温度处理；

h、整修拼装：将成形件进行整修，然后用螺钉拼装成整体扶手。

上述的浇注步骤中将原料倒入模具时包括边倒料边振荡的步骤。

上述的抽真空步骤中，真空度达到真空表中的-0.1兆帕，抽真空的时间为15分钟。

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明的材料组分中含有高分子纤维，所以与人造石扶手相比材料韧性好，经得起冲撞，不易碎裂变形。

2、本发明在制造过程中采取了多项消除材料中气孔的措施如：采用真空搅拌机搅拌原料；原料倒入模具时边倒料边振荡；将模具送入真空室进行抽真空，以进一步除去材料中的气孔，所以本发明的材料密度高，不含气孔，机械强度高。

3、由于本发明是由玻璃钢或金属型材的骨架与高分子仿石面层复合而成，故整体具有防火、防水性能，另外在配方中还加入了夜光粉，所以在黑暗中能发出自然的荧光，故本发明扶手能在失火、停电等危及情况下给人指出一条明道。

4、本发明材料中可有色浆、颗粒、闪金粉等、也可采用金属花格、玻璃等结构部件，故本发明扶手品种多样，华丽高贵，装饰效果好。

5、本发明使用空心型材做骨架大大减轻了重量，节约了材料，降低了成本。

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面参照附图和具体实施例详细描述本发明。

附图说明

图1是本发明扶手的拼装结构简图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明扶手的另一实施例；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明扶手的又一实施例

图6是本发明扶手的制造工艺流程图。

本发明中的附图标记所代表的名称如下：

1高分子仿石层，2骨架，3装饰底座，4螺栓，5、高分子仿石踏板线，6玻璃，7金属花格，8凹槽，A大立柱，B上扶手，C小立柱。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，其中不同附图中的相似结构采用相同的附图标记进行说明。应当指出，下述详细说明仅仅是示例性的，不应当理解为对权利要求书中所要求保护的保护范围的一种严格的限制。

图1和图2示出了本发明扶手的结构简图，该扶手由通过螺栓(4)与地面固定的大立柱(A)、低部通过螺栓(4)与大立柱相连的上扶手(B)、上部与上扶手相连，下部通过螺栓(4)和装饰底座(3)与台阶固定的小立柱(C)和台阶上的高分子仿石踏板线(5)构成，其中的大立柱、上扶手、小立柱是由空心玻璃钢型材或金属型材作为骨架(2)、骨架外部是高分子仿石层(1)的浇注成形件构成。大立柱的骨架是空心圆柱体，上扶手的骨架是空心椭圆体，小立柱的骨架也是空心圆柱体。标号3是装饰底座。

图3和图4示出了本发明另一种形式的扶手，与图1不同的是小立柱(C)上带有镶嵌玻璃6用的凹槽8，骨架(2)由空心长方体的玻璃钢型材做成，外包着高分子仿石层1。

图5示出了本发明的又一种形式扶手，与图3不同的是小立柱直接由空心玻璃钢型材做成，金属花格7被固定在两个玻璃钢型材之间。

上述的空心玻璃钢型材或金属型材属外购件，它们也可由具有同样性能的防火防水型材代替。

图6是本发明的制造工艺流程图，主要包括配备高分子仿石原料、真空搅拌、浇注至内有骨架的模具、抽真空、加温固化、脱模、温度处理和整修拼装8个主要制造步骤。首先根据设计要求按重量百分比配好所需的原料，例如要配备80公斤原料制作有色带颗粒的扶手，配料可选择不饱和聚酯树脂32公斤、高分子纤维4公斤、颗粒8公斤、色浆0.24公斤、氢氧化铝粉34.16公斤、促进剂0.4公斤、固化剂0.4公斤、消泡剂0.8公斤；然后将配好的原料放入真空搅拌机内充分搅拌；将搅拌后的混合原料倒入有骨架的大立柱、上扶手、小立柱模具，边倒料、边振荡；将倒好原料的模具沿轨道送入真空箱进行抽真空，真空度达到真空表中的-0.1兆帕，抽真空时间需15分种左右；在放气阀慢慢将真空放掉后将模具沿轨道送入烤箱进行加温，温度应保持在60-85℃，时间应持续在10-15分种左右，固化后脱模；将脱模后的浇注件送入烤箱以利于充分固化，此时的处理温度为85℃，持续时间为2.5小时；然后进行整修，如锣线条、打磨等，最后用螺栓和玻璃6、金属花格7、高分子型材等分别拼装成图1-图3的扶手，上述的固化温度和时间取决于固化材料量和气候等因素。

若配备80公斤原料制作带颗粒有夜光的扶手，配料可选择不饱和聚酯树脂32公斤、高分子纤维4公斤、颗粒8公斤、夜光粉1.2公斤、氢氧化铝粉33.2公斤、促进剂0.4公斤、固化剂0.4公斤、消泡剂0.8公斤。

若配备80公斤原料制作带闪闪发亮花纹有夜光的扶手，配料可选择不饱和聚酯树脂32公斤、高分子纤维4公斤、闪金粉0.4公斤、夜光粉1.2公斤、氢氧化铝粉40.8公斤、促进剂0.4公斤、固化剂0.4公斤、消泡剂0.8公斤。

不饱和聚酯树脂可以是邻苯型树脂、间苯-新戊二醇型树脂、甲基丙烯酸甲酯。高分子纤维可以是聚酯纤维、聚酰胺纤维、碳纤维。固化剂可以是过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基。促进剂可以是环烷酸钴、辛酸钴、二甲基苯胺。填料可以是氢氧化铝粉、碳酸钙、滑石粉、云母粉。闪金粉可以是金粉、银粉、珠光颜料。

颗粒的制造方法是将原料不饱和聚酯树脂、高分子纤维、填料、促进剂、固化剂、消泡剂和色浆同样经过抽真空、在烤箱中加温固化的工艺过程制成薄板，然后用破碎机将薄板破碎，再用筛网筛出所需要的颗粒。

若将按上述方法制成的夜光高分子仿石板材切成条，则可制成踏板线(5)或做成墙壁腰线。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以组成其它形式的配方或拼装成其它结构形式的扶手，这里无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本发明精神所引伸出的显而易见的变化仍应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合材料扶手，其特征在于由通过螺栓(4)与地面固定的大立柱(A)、低部通过螺栓(4)与大立柱相连的上扶手(B)、上部与上扶手相连，下部通过螺栓(4)和装饰底座(3)与台阶固定的小立柱(C)和台阶上的高分子仿石踏板线(5)构成，其中的大立柱、上扶手、小立柱是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架(2)、外部是高分子仿石层(1)的浇注成形件构成，该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。

2.一种复合材料扶手，其特征在于由通过螺栓(4)与地面固定的大立柱(A)、低部通过螺栓(4)与大立柱相连的上扶手(B)、上部与上扶手相连，下部通过螺栓(4)和装饰底座(3)与台阶固定的小立柱(C)、台阶上的高分子仿石踏板线(5)及镶嵌在小立柱凹槽(8)中的玻璃(6)构成，其中的大立柱、上扶手、小立柱是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架(2)、外部是高分子仿石层(1)的浇注成形件构成，该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。

3.一种复合材料扶手，其特征在于由通过螺栓(4)与地面固定的大立柱(A)、低部通过螺栓(4)与大立柱相连的上扶手(B)、上部与上扶手相连，下部通过螺栓(4)和装饰底座(3)与台阶固定的空心玻璃钢型材、位于空心玻璃钢型材之间的金属花格(7)和台阶上的高分子仿石踏板线(5)构成，其中的大立柱、上扶手是由具有空心玻璃钢型材或金属型材的骨架(2)、外部是高分子仿石层(1)的浇注成形件构成，该高分子仿石层的材料组分及重量百分比含量为：不饱和聚酯树脂28-60％，高分子纤维1-10％，填料30-65％，促进剂0.14-1.2％，固化剂0.14-1.2％，消泡剂1-5％。

4.根据权利要求1至3之一所述的复合材料扶手，其特征在于材料组分中还包括0.1-2％的色浆和2-20％的颗粒。

5.根据权利要求1至3之一所述的复合材料扶手，其特征在于材料组分中还包括0.3-5％的闪金粉和0.5-5％的夜光粉，所述的高分子仿石踏板线(5)由夜光高分子仿石材料构成。

6.根据权利要求1至3之一所述的复合材料扶手，其特征在于材料组分

中还包括2-20％的颗粒和0.5-5％的夜光粉，所述的高分子仿石踏板线(5)由夜光高分子仿石材料构成。

7.根据权利要求1至3之一所述的复合材料扶手的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

a、配备高分子仿石原料：按所述材料组分的重量百分比制备原料；

b、真空搅拌：将配好的原料放入真空搅拌机内充分搅拌；

c、浇注：将搅拌后的混合原料倒入装有空心骨架的模具内；

d、抽真空：将模具沿轨道送入真空箱进行抽真空；

e、加温固化：在放气阀慢慢将真空放掉后将模具沿轨道送入烤箱，在60-85℃的温度下持续10-15分钟进行加温固化；

f、脱模；

g、温度处理：将脱模后的成形件在85℃的温度下持续2.5小时进行温度处理；

h、整修拼装：将成形件进行整修，然后用螺钉拼装成整体扶手。

8.根据权利要求7所述的复合材料扶手的制造方法，其特征在于所述的浇注步骤中将原料倒入模具时包括边倒料边振荡的步骤。

9.根据权利要求8所述的复合材料扶手的制造方法，其特征在于在所述的抽真空步骤中，真空度达到真空表中的-0.1兆帕，抽真空的时间为15分钟。

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