CN103448226B - 一种农用大棚骨架的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农用大棚骨架的制作方法，它是以金属材料为骨架内衬，将其送到共挤模具中，与骨架基料经塑料挤出机挤出的物料同步输送到定型模、牵引机上，通过共挤出、牵引、冷却定型、切割，即得；其中，金属材料为铁丝、钢丝、冷轧元钢或扁铁；基料由以下重量份的组分混匀后经造粒而得：塑料100、植物纤维粉30～50、热稳定剂3～5、增塑剂5～10、润滑剂1～3、改性剂ACR-401 5～10、相容剂0～3、偶联剂1～3、发泡剂0.5～3、发泡调节剂ZB-530 3～10、成核剂10～20、无机材料10～20；无机材料为氯化镁和氧化镁的组合。本发明所述方法简单易操作，成本低，制得的大棚骨架抗折弯、抗压好。

Description

一种农用大棚骨架的制作方法

技术领域

本发明涉及一种农用大棚骨架的制作方法，属于现代农业设施技术领域。

背景技术

现有农业大棚骨架主要有以下几种：(1)竹、木骨架，成本低，但其承载、抗风、抗压能力较差，易腐朽、虫蛀，且受自然资源的限制；(2)钢管、镀锌管骨架，坚固耐用，但拆装不便且成本造价高；(3)无机玻璃钢骨架，手工浇铸，工作量大，且烦琐，易吸潮返卤，致使强度降低，容易使棚骨断裂倒塌的缺点；(4)水泥混凝土骨架，紧固耐用，但其笨重、无法拆卸，而且易刮伤大棚上面所覆盖的薄膜；(5)菱镁骨架，坚固耐用，但制作工艺复杂，周期性长，且易潮。近些年来新出现的木塑大棚骨架，具有较好的防水、防火、防蛀、耐酸碱及耐磨性能，但现有木塑骨架的韧性较小，承重能力较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种农用大棚骨架的制作方法，由该方法制得的木塑大棚骨架韧性较好，抗折弯强度、抗压强度及承重能力均较佳。

本发明所述农用大棚骨架的制作方法，是以金属材料为骨架内衬，将其送到共挤模具中，与骨架基料经塑料挤出机挤出的物料同步输送到定型模、牵引机上，通过共挤出、牵引、冷却定型、切割，即得到所述的大棚骨架；

所述的骨架内衬为铁丝、钢丝、冷轧元钢或扁铁；

所述的基料按重量份计，由以下组分混合均匀后经塑料造粒机进行造粒而得：

塑料100份、植物纤维粉30～50份、热稳定剂3～5份、增塑剂5～10份、润滑剂1～3份、改性剂ACR-401 5～10份、相容剂0～3份、偶联剂1～3份、发泡剂0.5～3份、发泡调节剂ZB-530 3～10份、成核剂10～20份、无机材料10～20份；其中：

所述的无机材料为氯化镁和氧化镁的组合。

上述技术方案中：

所述的无机材料中，氯化镁和氧化镁之间的配比可以是任意配比。

所述基料中各组分的重量份优选如下：

塑料100份、植物纤维粉40～50份、热稳定剂3.5～4.5份、增塑剂8～10份、润滑剂2～3份、改性剂ACR-401 6～8份、相容剂2～3份、偶联剂2～3份、发泡剂1～2份、发泡调节剂ZB-530 5～8份、成核剂15～20份、无机材料12～18份。

在基料的组成中，所述的塑料可以是新料或回收料，具体可以是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，还可以是上述选择中的任意两种以上的组合，此时它们之间的配比可以是任意配比。上述各种塑料若是回收料，其粒度通常控制在20～100目。所述的改性剂ACR-401是丙稀酸脂类高分子共聚物，具体可以采用淄博华星助剂有限公司、淄博海化化工有限公司、上虞市临江化工有限公司等公司生产的。

在基料的组成中，所述的植物纤维粉为剑麻下脚料、木屑、果壳、麻杆、花生壳、板栗壳、甘蔗渣等进行粉碎、磨粉后得到的细颗粒；还可以是上述选择中的任意两种以上的组合，此时它们之间的配比可以是任意配比。所述植物纤维粉的粒度通常控制在80～200目。

在基料的组成中，所述的热稳定剂为钙锌稳定剂或铅盐复合稳定剂。

在基料的组成中，所述的增塑剂为选自氯代甲氧基脂肪酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和环氧大豆油中的一种或两种以上的组合；当增塑剂为上述任意两种以上的组合时，它们之间的配比可以是任意配比。

在基料的组成中，所述的润滑剂为选自硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或任意两种以上的组合；当润滑剂为上述任意两种以上的组合时，它们之间的配比可以是任意配比。

在基料的组成中，所述的相容剂为马来酸酐类接枝聚乙烯或马来酸酐类接枝聚丙烯，或者是它们二者任意比例的组合。

在基料的组成中，所述的偶联剂为选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或任意两种以上的组合。其中硅烷偶联剂可以是r-氨基丙基三乙氧硅烷(KH550)、r-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、三氟丙基三甲氧基硅烷(TF3)或十七氟癸基三甲氧基硅烷(TF17)；钛酸酯偶联剂可以是钛酸酯偶联剂NDZ-102、钛酸酯偶联剂NDZ-201、钛酸酯偶联剂NDZ-210、钛酸酯偶联剂NDZ-331或钛酸酯偶联剂NDZ-401；铝酸酯偶联剂可以是铝酸酯偶联剂DL-441-A、铝酸酯偶联剂DL-481或铝酸酯偶联剂DL-427。当偶联剂的选择为上述任意两种以上的组合时，它们之间的配比可以是任意配比。

在基料的组成中，所述的发泡剂为碳酸氢钠与偶氮二甲酰胺的组合，它们之间的配比可以是任意配比。

在基料的组成中，所述的成核剂为选自碳酸钙晶须和活性轻质碳酸钙，它们之间的配比可以是任意配比。

本发明所述的技术方案中，在用塑料造粒机进行造粒时的温度与现有常规技术相同，一般控制在140～160℃；采用塑料挤出机进行共挤成型时的温度根据基料中塑料的类型进行确定，当塑料为聚氯乙烯(PVC)时，挤出温度为140～180℃，当塑料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)时，挤出温度为160～220℃。在共挤时，作为骨架内衬的金属材料的数量及规格可根据木塑大棚骨架的设计要求，即所应承受的重量或承受的压力、风力，以及对制品断面的大小进行确定，通常的选择为1～6根。在所得的成品大棚骨架中，其骨架内衬必须被被骨架基料完全包裹。作为骨架内衬的金属材料的直径优选≥1mm,所述骨架内衬的排列方式具体如下所示：同心形(1根骨架内衬与产品的中轴线重合)、平行形(2或3根以上骨架内衬)、三角形(3根或3根以上骨架内衬)或四方形(4根或4根以上骨架内衬)排列等，具体可以是：跨度4～6米、拱高2～3米的木塑大棚骨架选用1根骨架内衬，放置时与大棚骨架的轴线重合；跨度7～12米、拱高4～8米的木塑大棚骨架选用2根骨架内衬，平行并排；跨度13～14米、拱高9～10米的木塑大棚骨架选用3根骨架内衬，呈三角形并排。各根骨架内衬在排列时相邻两根之间的距离可根据需要设置，但必须包裹在骨架基料内部。按上述方法可将木塑大棚骨架制作成实心产品，也可制作成中空产品，当最终得到的产品为实心产品时，整个产品的直径或口径≥10mm，当最终得到的产品为中空产品时，整个产品的壁厚应≥5mm。由上述方法制得的木塑大棚骨架的截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形、工字形或方形等几何形状。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用特殊的材料配比，并以金属材料内衬置于木塑大棚骨架本体内，采用木塑复合材料与金属材料，通过塑料挤出机一次性共挤成型而获得木塑大棚骨架，能增强大棚骨抗折弯、抗压的特点，其工艺简单易操作；

2、由本发明所述方法制得的木塑大棚骨架，经实验统计发现，在具有较好的防水、耐老化、防蛀、耐酸碱及耐磨等性能的同时，还具备以下较好的性能，如下述表2所示；

3、成本低：

跨度5～6米的大棚,每亩成本约2000元；

跨度7～8米的大棚,每亩成本约3000元；

跨度9～10米的大棚，每亩成本约3600元；

跨度11～12米的大棚，每亩成本约4200元；

4、大棚骨架表面光滑，棚膜不易损伤，延长了棚膜的使用寿命；

5、安装简单，拆卸方便；

6、大棚骨架可回收再利用，可收回投资的三分之一。

申请人对采用本发明所述方法制得的大棚骨架进行各项技术指标进行测试，具体如下述表1～3所示：

表1：木塑大棚骨架实物现场试验指标

项目名称	试验结果
		跨度	4～12m
单拱单点重承	搭好的大棚悬挂25kg重物，不变形、不断裂。
		多拱多点承重	搭好的温室大棚悬挂100kg重物，不变形、不断裂。
抗冲击性	100kg钢球从一米高处落下冲击骨架，骨架无开裂。
		耐水性	骨架可长期浸泡水中，与原品一样，表面不脱落，无掉块。

表2：木塑大棚骨架的理化性能参数

项目	单位	指标	试验结果
				使用年限	年限	≥10	10～20
风荷载：wk	KN/㎡	≥0.6	0.62～2.33
				雪荷载：sk	KN/㎡	≥0.9	1.01～1.31
模拟实际受力范围	KN/㎡	5.8～6.8	5.8～6.49
				抗折弯强度	KN/㎡	3.3	3.33～3.98
抗压强度	KN/㎡	≥20	21～36
				弯曲强度	Mpa	≥20	22.2～43.3
拉伸强度	Mpa	≥12	12.4～33.2
				弯曲弹性模量	Mpa	≥1800	2109～3251
断裂伸长率	％	≥2	2.1～3.6
				简支梁冲击强度	KJ/㎡	≥7	13～23
单拱单点承重：Tk	kg/㎡	≥25	32～100
				吸水率	％	≤3	0.7～2.63

表3：截面为圆形的木塑大棚骨架几何尺寸及骨架内衬铁丝的有关技术参数表

表4：截面为圆形的日光温室木塑大棚骨架几何尺寸及骨架内衬冷轧元钢有关技术参数表

附图说明

图1为按本发明所述方法制得的木塑大棚骨架的一种实施方式的结构示意图；

图2为按本发明所述方法制得的木塑大棚骨架的另一种实施方式的结构示意图；

图3为按本发明所述方法制得的木塑大棚骨架的又一种实施方式的结构示意图；

图4为按本发明所述方法制得的木塑大棚骨架的再一种实施方式的结构示意图。

图中标号为：

1骨架内衬；2基料层。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

以下各实施例中用到的发泡调节剂ZB-530购自山东华星塑料助剂有限公司，ACR-401购自淄博华星助剂有限公司，氯代甲氧基脂肪酸酯(合成植物脂)购自苏州伊格特化工有限公司。

实施例1

1)按表5称取各组分，备用；

2)先将植物纤维填料、塑料置于高速混合机中，高速混合(475～950r/min)搅拌3min，然后再加入热稳定剂、增塑剂、润滑剂、改性剂、相容剂(如果有的话)、偶联剂、发泡剂、发泡助剂、成核剂和无机材料混合搅拌，当物料温度达到100℃时，打开高速混合机上的料斗盖，让植物纤维填料中所含的水份散发；继续搅拌，待物料温度降至120℃时，从高速混合机下料至冷混机，进行低速混合(100r/min)搅拌，待物料温度降至40℃时，出料，所得混合料置于塑料造粒机进行造粒(造粒温度为130～160℃)，得到基料；

3)以2根铁丝(铁丝直径为5mm)作为大棚骨架(圆柱型，直径为40mm)的的骨架内衬，将步骤1)所得的骨架基料送入塑料挤出机的料斗中，设置挤出温度为150～170℃，当到温度达到设定的值时，其机身保温30～60分钟开机挤出物料，当等到骨架物料挤出到共挤模时，然后通过在人工外力的作用下，把骨架内衬送到共挤模具中，使其骨架内衬与挤出机所挤出的物料同步输送到定型模和牵引机上，此时一定要求牵引机牵引速度精确和牵引力均匀，并与挤出机挤出的物料同步速度相匹配，使得骨架基料与骨架内衬同步被牵引机均匀地牵引，当骨架内衬被骨架基料完全包覆且有着良好的结合时，盖上定型模盖板，打开冷却水进行冷却定型，使得周而复始地往复连续生产即：加料→挤出→牵引→定型→切割→成品，从而实现工业自动化生产得到所述的骨架基料与金属材料一次性共挤成型的实心圆型木塑大棚骨架，如图1所示。

在图1中，木塑大棚骨架由骨架内衬1和基料层2构成，其中骨架内衬1为2根铁丝(两根铁丝的距离可根据需要设置，但必须包裹在骨架基材内部，本实施例中，两根铁丝的间距为15mm)，呈直线排列，实心圆柱型木塑大棚骨架的直径为40mm。

实施例2

1)按表5称取各组分，备用；

2)同实施例1；

3)同实施例1，不同的是，设置挤出温度为160～200℃，以3根铁丝(呈等边三角形排列，三角形的等边长为15mm)作为骨架内衬，所得的产品如图2所示。

实施例3

1)按表5称取各组分，备用；

2)同实施例1；

3)同实施例1，不同的是，设置挤出温度为160～200℃，以4根铁丝(呈正方形排列，正方形的边长为20mm)作为骨架内衬，所得的产品如图3所示。

实施例4

1)按表5称取各组分，备用；

2)同实施例1；

3)同实施例1，不同的是，设置挤出温度为160～190℃，以1根铁丝(以铁丝作为最终产品的中心轴线)作为骨架内衬，所得的产品如图4所示。

表5

对上述4个实施例制得的最终产品的性能进行测定，结果如下述表6所示：

表6

Claims (10)

1.一种农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：是以金属材料为骨架内衬，将其送到共挤模具中，与骨架基料经塑料挤出机挤出的物料同步输送到定型模、牵引机上，通过共挤出、牵引、冷却定型、切割，即得到所述的大棚骨架；

所述的金属材料为铁丝、钢丝、冷轧元钢或扁铁；

所述的基料按重量份计，由以下组分混合均匀后经塑料造粒机进行造粒而得：

塑料100份、植物纤维粉30～50份、热稳定剂3～5份、增塑剂5～10份、润滑剂1～3份、改性剂ACR-4015～10份、相容剂0～3份、偶联剂1～3份、发泡剂0.5～3份、发泡调节剂ZB-5303～10份、成核剂10～20份、无机材料10～20份；其中：

所述的无机材料为氯化镁和氧化镁的组合。

2.根据权利要求1所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：所述基料中各组分的重量份如下：

塑料100份、植物纤维粉40～50份、热稳定剂3.5～4.5份、增塑剂8～10份、润滑剂2～3份、改性剂ACR-4016～8份、相容剂2～3份、偶联剂2～3份、发泡剂1～2份、发泡调节剂ZB-5305～8份、成核剂15～20份、无机材料12～18份。

3.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的塑料为选自聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的热稳定剂为钙锌稳定剂或铅盐复合稳定剂。

5.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的增塑剂为选自氯代甲氧基脂肪酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和环氧大豆油中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的润滑剂为选自硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡中的一种或任意两种以上的组合。

7.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的相容剂为马来酸酐类接枝聚乙烯或马来酸酐类接枝聚丙烯，或者是它们二者任意比例的组合。

8.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的偶联剂为选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或任意两种以上的组合。

9.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的发泡剂为碳酸氢钠与偶氮二甲酰胺的组合。

10.根据权利要求1或2所述的农用大棚骨架的制作方法，其特征在于：在基料的组成中，所述的成核剂为选自碳酸钙晶须和活性轻质碳酸钙。