CN112282292A - 一种可循环使用的高性能柔性路面 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可循环使用的高性能柔性路面，从上至下依次设置有高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层，结构简单，抗压能力强，可承受大型作业车辆或货车行驶的压力，并有效分解瞬时应力，生产方法容易操作，可以规模化推广使用。

Description

一种可循环使用的高性能柔性路面
技术领域
本发明涉及道路设备技术领域，尤其涉及一种可循环使用的高性能柔性路面。
背景技术
我国是基建大国，道路建设是基建中的一项重点工程，而临时道路建设是基建中的必不可缺的项目之一。
临时道路可以协助应急救援，尤其在灾害环境中能为救援车辆提供安全道路，及时拯救生命和财产；还能在严苛的地域中提供安全可靠的临时通道，为常规道路的建设提供保障等等。临时道路可以采用土木加固、拆装式路面连接、机械化铺设等，可这几种铺设方式成本高、短期使用容易造成资源和资金的浪费。
可见，本领域技术人员应该设计一种可循环使用的、性能高的柔性路面。
发明内容
本发明公开了一种可循环使用的高性能柔性路面，结构简单，抗压能力强，可承受大型作业车辆或货车行驶的压力，并有效分解瞬时应力，生产方法容易操作，可以规模化推广使用。
本发明提供的一种可承载的柔性材料，从上至下依次设置有高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层。
优选地，所述高耐候阻燃耐磨层的组份及其质量份数为：聚脲或环氧树脂100份、改性石墨烯3-5份、改性高岭土8-10份、氢氧化镁5-10份。
优选地，所述改性膨胀石墨的制备工艺：(1)将膨胀石墨与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的二甲基甲酰胺DMF中，得到混合体系，并放置于60℃的油浴体系中，充分搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性膨胀石墨。
优选地，所述改性高岭土的制备工艺：
(1)将高岭土与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的乙酰胺中，将该混合体系放置于60℃的油浴体系中，高速搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性高岭土。
优选地，所述TPU夹网增强层和所述TPU夹网基础层均设置TPU夹网材料，所述TPU夹网材料的制作方法包括以下步骤：
(1)以涤纶平织布4500D*15*15一圆一扁为织物层，经过在50-60℃的加热辊下预热1-2min，并消除静电，祛除表面附着的杂质，然后发送至涂布机中，在PU涂层的溶液中浸渍后，经过轧辊挤压，再送入刮刀装置中，经刮刀控制上层量为100-300g/m2，然后送入烘箱，干燥、塑化，烘干温度为170-190，时间为1-2min，得到上胶处理后的织物层；
(2)将TPU原料经过除湿、烘干、行星挤出，送入压延辊中压延成型，得到厚度为0.8-1.0mm的TPU膜层；
(3)将织物层发送至贴合机中，在100-120℃的预热辊上将织物层预热；再将上述TPU膜层也发送至贴合机中，在160-180℃的预热辊上预热，将TPU膜层与上胶织物层热压成型，热压复合压力为50-65Kgf，得到所述的厚度为2.0-2.5mm的TPU夹网材料。
优选地，所述刮刀控制上层量为220g/m2。
优选地，所述TPU夹网增强层包括两层所述TPU夹网材料，两层所述TPU夹网材料经100KW功率高频热合成一体。
优选地，所述TPU夹网基础层包括两层TPU夹网材料、及在其中间设置的由TPU包覆处理的高强支撑杆。
优选地，所述TPU夹网基础层的制备工艺：
(1)制备高强支撑杆：取轻质玻纤管或碳纤维管，表面涂覆0.1mm-0.2mm厚度的TPU热融胶层；
(2)制备TPU夹网基础层：按照6-8cm的间隔依次在两层所述TPU夹网材料之间排列所述高强支撑杆，经100KW大功率高频热合，得到一体成型的TPU夹网基础层。
本发明还公开一种可循环使用的高性能柔性路面，由上述任意一项所述的可承载的柔性材料制成的无限延伸的路面。可见，本发明的可循环使用的高性能柔性路面由高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层组成的可承载的柔性材料组成，本柔性路面具有阻燃、耐磨、防水等性能，还具有形变能力强，在受到汽车行驶的压力时，产生微量形变，保护柔性路面的本身，在去除压力后又再恢复。在松软、泥泞、湿地、农田、沙滩等低承载力的地域中，能抵抗汽车甚至载货货车对其产生的压力，还能防止各种情况下土地受重力的影响，有效分散压力。
具体实施方式
本发明公开了一种可循环使用的高性能柔性路面，结构简单，抗压能力强，可承受大型作业车辆或货车行驶的压力，并有效分解瞬时应力，生产方法容易操作，可以规模化推广使用。
下面结合上下文对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种可循环使用的高性能柔性路面，由可承载的柔性材料制成的无限延伸的路面。该路面可重复使用，可盘卷，路面实际长度可根据实际要求进行设置，在此不进行限定。
可承载的柔性材料实际为一种结构。
该可承载的柔性材料具体参数及制备工艺如下：
本发明公开了一种可承载的柔性材料，从上至下依次设置有高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层。
本发明在不使用的时候可以卷曲收纳，可运输，在不同的场景中均可使用，即便是承载力弱的地域中也可以使用，有效保证汽车在行驶过程中不受原地域的影响，提高安全性和效率。
所述高耐候阻燃耐磨层的组份及其质量份数为：聚脲或环氧树脂100份、改性石墨烯3-5份、改性高岭土8-10份、氢氧化镁5-10份。
高耐候阻燃耐磨层可以通过聚脲或环氧树脂与改性石墨烯、改性高岭土、氢氧化镁按照100:3-5:8-10:5-10的比例进行混合熔融得到，比例优选为100：5:10:8。
优选地，所述改性膨胀石墨的制备工艺：(1)将膨胀石墨与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的二甲基甲酰胺DMF中，得到混合体系，并放置于60℃的油浴体系中，充分搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性膨胀石墨。
优选地，所述改性高岭土的制备工艺：(1)将高岭土与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的乙酰胺中，将该混合体系放置于60℃的油浴体系中，高速搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性高岭土。
高耐候阻燃耐磨层在临时道路铺设时朝上放置，在聚脲或环氧树脂的基础上，具有高强度、高韧性、高可塑性、防水、耐磨、抗老化的特性，在外力作用下能变形，去除外力后能保持形变，并且能够阻燃，有效保证在本发明柔性路面的寿命，在汽车行驶的过程中，本柔性路面能随汽车的重量和地面性质发生微量形变，保护汽车行走的安全性，并能有效保护TPU夹网增强层和TPU夹网基础层。
本发明的可承载的柔性材料，所述TPU夹网增强层和TPU夹网基础层均设置有TPU夹网材料，所述TPU夹网材料的制作方法包括以下步骤：
(1)以涤纶平织布4500D*15*15一圆一扁为织物层，经过在50-60℃的加热辊下预热1-2min，并消除静电，祛除表面附着的杂质，然后发送至涂布机中，在PU涂层的溶液中浸渍后，经过轧辊挤压，再送入刮刀装置中，经刮刀控制上层量为100-300g/m2，优选为220g/m2，然后送入烘箱，干燥、塑化，烘干温度为170-190，时间为1-2min，得到上胶处理后的织物层；
(2)将TPU原料经过除湿、烘干、行星挤出，送入压延辊中压延成型，得到厚度为0.8-1.0mm的TPU膜层；
(3)将织物层发送至贴合机中，在100-120℃的预热辊上将织物层预热；再将上述TPU膜层也发送至贴合机中，在160-180℃的预热辊上预热，将TPU膜层与上胶织物层热压成型，热压复合压力为50-65Kgf，得到所述的厚度为2.0-2.5mm的TPU夹网材料。
涤纶平织布选用圆织布和扁织布作为基础，按照常规织布方式将涤纶平织布织成网状结构，纱支为4500D，纱线织数为15*15。
上述涤纶平织布的先经过加热、去除静电、去杂质，至涂布机中浸渍，轧辊挤压，控制上层量为100-300g/m2，烘烤干燥塑化，得到织物层。
TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)除湿、烘干、行星机挤出、成型，厚度保持在0.8-1.0mm作为TPU膜层。
将织物层和TPU膜层分别预热，成型，得到厚度为2.0-2.5mm的TPU夹网材料。
TPU夹网材料的2.0-2.5mm厚度是能保证产品性能，又可以对后续高频热合工艺不会造成加工难度。
本TPU夹网材料克服了现有技术中不能成承受100KW大功率高频热合的工艺。
TPU夹网增强层：将至少2层TPU夹网材料经100KW大功率高频热合机热合得到。
TPU夹网基础层：以两层TPU夹网材料组成，两层TPU夹网材料中间设置PU包覆处理的高强支撑杆，该PU包覆处理的高强支撑杆按照间隔6-8cm均匀分布，高强支撑杆为轻质玻纤管或碳纤维管，高度可以选择0.5-3cm
所述TPU夹网基础层层的制备工艺：
(1)制备高强支撑杆：取轻质玻纤管或碳纤维管，表面涂覆0.1mm-0.2mm厚度的TPU热融胶层；
(2)制备TPU夹网基础层：按照6-8cm的间隔依次在两层所述TPU夹网材料之间排列所述高强支撑杆，经100KW大功率高频热合，得到一体成型的TPU夹网基础层。
由于传统工艺均采用先制备TPU夹网，再将普通支撑杆穿插入TPU夹网内实现，这会导致支撑杆位置容易变化，也会使得TPU夹网孔洞结构不一致，受力效果弱。
当将轻质玻纤管或碳纤维管表面涂抹TPU热融胶，再置于TPU夹网材料之间，通过100KW大功率高频热合，焊接缝一体成型，无拼接缝。制得的TPU夹网基础层承受力强、结构紧密、高韧性。
并且本TPU夹网材料克服了现有技术中不能成承受100KW大功率高频热合的工艺。
经过本发明制作方法制得的TPU夹网材料，具有抗高频热合的能力，因此适合在100KW大功率下热合制备，TPU夹网材料不容易着火、烧焦，本发明的TPU夹网材料工艺与高频热合实现了互补。
本TPU夹网基础层，将处理后的涤纶平织布和TPU加热贴合成型，具有高强韧性、抗皱能力、有效保持形状结构，在本柔性路面中作为中间一层，对上面的高耐候阻燃耐磨层起到支撑作用，并分担高耐候阻燃耐磨层受到的汽车行驶过程中产生的压力，分解部分压力，保持良好的结构稳固性，并同时分担地面对TPU夹网基础层产生的压力。
下面通过实施例对本发明进行详细描述：
实施例1
本发明的可循环使用的高性能柔性路面，由可承载的柔性材料制成，可承载的柔性材料的长度和宽度为10米*2米。
可循环使用的高性能柔性路面包括以下制备方法：
(1)制备高耐候阻燃耐磨层：取聚脲10Kg、改性石墨烯0.3Kg、改性高岭土0.8Kg、氢氧化镁0.5Kg，混合熔融，压制成厚度为25cm的高耐候阻燃耐磨层。
(2)制备TPU夹网材料，备用：
a、以涤纶平织布4500D*15*15一圆一扁为织物层，经过在60℃的加热辊下预热2min，并消除静电，祛除表面附着的杂质，然后发送至涂布机中，在PU涂层的溶液中浸渍后，经过轧辊挤压，再送入刮刀装置中，经刮刀控制上层量为220g/m2，然后送入烘箱，干燥、塑化，烘干温度为170-190，时间为2min，得到上胶处理后的织物层；
b、将TPU原料经过除湿、烘干、行星挤出，送入压延辊中压延成型，得到厚度为1.0mm的TPU膜层；
c、将织物层发送至贴合机中，在100-120℃的预热辊上将织物层预热；再将上述TPU膜层也发送至贴合机中，在160-180℃的预热辊上预热，将TPU膜层与上胶织物层热压成型，热压复合压力为55Kgf，得到所述的厚度为2.3-2.5mm的TPU夹网材料。
(3)制备TPU夹网增强层：包括两层所述TPU夹网材料，两层所述TPU夹网材料经100KW功率高频热合成一体。
(4)制备TPU夹网基础层：
(a)制备高强支撑杆：取轻质玻纤管或碳纤维管，表面涂覆0.1mm-0.2mm厚度的TPU热融胶层；
(b)制备TPU夹网基础层：按照6-8cm的间隔依次在两层所述TPU夹网材料之间排列所述高强支撑杆，经100KW大功率高频热合，得到一体成型的TPU夹网基础层。
(5)将高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层从上至下依次焊接，得到可循环使用的高性能柔性路面。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同的是：聚脲10Kg、改性石墨烯0.4Kg、改性高岭土0.9Kg、氢氧化镁0.8Kg
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同的是：聚脲10Kg、改性石墨烯0.5Kg、改性高岭土1.0Kg、氢氧化镁1.0Kg
将上述实施例1-3进行测试，测试结果为：
Figure BDA0002771200910000081
以上对本发明进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可承载的柔性材料，其特征在于，从上至下依次设置有高耐候阻燃耐磨层、TPU夹网增强层、TPU夹网基础层。
2.根据权利要求1所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述高耐候阻燃耐磨层的组份及其质量份数为：聚脲或环氧树脂100份、改性膨胀石墨3-5份、改性高岭土8-10份、氢氧化镁5-10份。
3.根据权利要求2所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述改性膨胀石墨的制备工艺：
(1)将膨胀石墨与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的二甲基甲酰胺DMF中，得到混合体系，并放置于60℃的油浴体系中，充分搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性膨胀石墨。
4.根据权利要求2所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述改性高岭土的制备工艺：
(1)将高岭土与二苯甲烷二异氰酸酯MDI按质量分数的比例10:1放置于足量的乙酰胺中，将该混合体系放置于60℃的油浴体系中，高速搅拌48小时，再将搅拌后的混合物超声共混1小时；
(2)干燥后得到改性高岭土。
5.根据权利要求1所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述TPU夹网增强层和所述TPU夹网基础层均设置TPU夹网材料，所述TPU夹网材料的制作方法包括以下步骤：
(1)以涤纶平织布4500D*15*15一圆一扁为织物层，经过在50-60℃的加热辊下预热1-2min，并消除静电，祛除表面附着的杂质，然后发送至涂布机中，在PU涂层的溶液中浸渍后，经过轧辊挤压，再刮刀控制上层量为100-300g/m2，然后送入烘箱，干燥、塑化，烘干温度为170-190℃，时间为1-2min，得到上胶处理后的织物层；
(2)将TPU原料经过除湿、烘干、行星挤出，送入压延辊中压延成型，得到厚度为0.8-1.0mm的TPU膜层；
(3)将织物层在100-120℃的预热辊上预热；再将上述TPU膜层在160-180℃的预热辊上预热，将TPU膜层与上胶织物层热压成型，热压复合压力为50-65Kgf，得到所述的厚度为2.0-2.5mm的TPU夹网材料。
6.根据权利要求5所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述刮刀控制上层量为220g/m2。
7.根据权利要求5所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述TPU夹网增强层包括两层所述TPU夹网材料，两层所述TPU夹网材料经100KW功率高频热合成一体。
8.根据权利要求5所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述TPU夹网基础层包括两层TPU夹网材料、及在其中间设置的由TPU包覆处理的高强支撑杆。
9.根据权利要求8所述的可承载的柔性材料，其特征在于，所述TPU夹网基础层的制备工艺：
(1)制备高强支撑杆：取轻质玻纤管或碳纤维管，表面涂覆0.1mm-0.2mm厚度的TPU热融胶层；
(2)制备TPU夹网基础层：按照6-8cm的间隔依次在两层所述TPU夹网材料之间排列所述高强支撑杆，经100KW功率高频热合，得到一体成型的TPU夹网基础层。
10.一种可循环使用的高性能柔性路面，其特征在于，由权利要求1-9中任意一项所述的可承载的柔性材料制成的无限延伸的路面。
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