CN113002077A - 一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块一和模块二，所述模块一由单向纤维一和基体树脂一制成，所述模块三由单向纤维二以及基体树脂二制成，所述模块二为缓冲层。本发明主要通过在连续纤维预浸带材表面热复合其他约束或缓冲层，达到利用连续纤维预浸带材单向强度高，避免成束性低及脆性高的目的。由于本发明产品表面为热塑性树脂，后续通过简单的热复合或超声波焊接等工艺制作成土工格栅网。本产品可以大幅提高土工格栅单向网带强度，提高产品耐酸碱及化学腐蚀性能，提高土工格栅使用寿命，降低使用量。

Description

一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带
技术领域
本发明涉及一种复合材料技术领域，具体涉及一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带。
背景技术
土工格栅适用于各种堤坝和路基补强、边坡防护、洞壁补强。大型机场、停车场、码头货场等永久性承载的地基补强。用于增大路(地)基的承载力，延长路(地)基的使用寿命。防止路(地)面塌陷或产生裂纹，保持地面美观整齐。施工方便，省时，省力，缩短工期，减少维修费用。防止涵洞产生裂纹。增强土坡，防止水土流失。减少垫层厚度，节约造价。支撑边坡植草网垫的稳定性绿化环境。土工格栅可有效隔阻地震力传递,并对增强路堤的地震刚度、强度、稳定性具有重要作用。土工格栅的成功应用,有望减少高烈度地震区常见的各种路堤病害,提高道路的抗震减灾能力。而现行公路、铁路抗震设计规范均未对土工格栅加固路堤的抗震性能作出相应规定。
一、传统钢塑土工格栅特点：
1.传统土工格栅钢丝与塑料树脂粘接性能性差，纵向强度低，往往通过铺设多层格栅才能达到设计施工要求。
2.钢塑土工格栅埋地后极易产生钢丝腐蚀，强度随腐蚀明显下降，存在安全隐患。
3.钢塑土工格栅韧性极好，可180°对折而不断裂，可有效应对施工现场的野蛮操作。
二、连续纤维增强热塑性单向带材(UD)特点：
1.每一股纤维通过强制展纱进入熔融有树脂的模具中，达到每一股纤维中的每一根纤维都被树脂完全浸润的目的，单向带材(UD)具有极高的纵向强度，如连续性玻璃纤维增强聚丙烯预浸带材纤维方向强度可达到1000MPa。其广泛应用于RTP缠绕管道等行业。
2.单向带材垂直纤维方向每根纤维完全独立，只有中间的树脂相连，所以其横向强度极低，纵向强度在1000MPa，其横向强度＜1MPa。
3.连续纤维增强热塑性单向带材(UD)具有极低的延伸率，较低的热膨胀系数，以及相比钢塑网带更好的耐酸碱腐蚀性能。
4.普通玻璃纤维增强聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)单向带材对折180°极易发生脆断，且断裂后几乎无强度。
可见，热塑性单向带材(UD)纵向强度极高，但横向几乎无强度，且具有一定脆性，对折易断的特点，其无法单独满足土工格栅对网带的成束性和韧性要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，使其具有更高强度，更低延伸率，更耐腐蚀的热塑性土工格栅用单向网带基材。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块一和模块三，所述模块一由单向纤维一和基体树脂一制成，所述模块三由单向纤维二以及基体树脂二制成，在所述模块一和模块三之间设置缓冲层。
优选地，所述缓冲层由纤维编织布、纤维毡、纤维束、及包覆树脂的纤维毡、纤维束、纤维毡及模块一或模块三的横向或成角度铺层或交叠，以及能与模块一，模块三熔融的热塑性树脂粘接的填充层中的至少一种组成，又或者是能与模块一模块三树脂热粘接的树脂层，其厚度在0.05mm-3mm。
优选地，所述模块一、模块三中单向纤维一、单向纤维二的材质是玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
优选地，所述模块一、模块三中基体树脂一和基体树脂二的材质是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性聚氨酯(TPU)或者是不同热塑树脂的混合物或塑料合金中的至少一种。
优选地，所述模块一和模块三中，按重量比，包含20％-60％的热塑性树脂，和40％-80％的连续纤维。
优选地，所述模块一和模块三的厚度是0.1-1.5mm。
优选地，所述缓冲层是浸润、流延或热复合有能与模块一、模块三热粘接的基体树脂的纤维毡、纤维布或纤维束。
优选地，所述缓冲层是玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、玄武岩纤维、棉纤维、麻纤维、竹木纤维、金属丝网的至少一种。
优选地，所述缓冲层是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙(PA)、热熔聚氨酯(PUR)、共聚酯胶膜(PES)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)以及能与模块一、模块三预浸带材热粘接的树脂中的至少一种。
优选地，该连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其铺层组合结构为至少包括有缓冲层的模块一、模块三的单独叠加或重复组合而成，且缓冲层不仅限于作为中间层，也可以作为外侧使用。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：与现有技术相比，本发明主要通过在连续纤维预浸带材表面热复合其他中间约束或缓冲层，达到利用连续纤维预浸带材单向强度高，避免成束性低及脆性高的目的。
由于本发明产品表面为热塑性树脂，后续通过简单的热复合或超声波焊接等工艺制作成土工格栅网。
本发明可以大幅提高土工格栅单向网带强度，提高产品耐酸碱及化学腐蚀性能，提高土工格栅使用寿命，降低使用量。
附图说明
图1是本发明截面示意图。
具体实施方式
下面结合实例和实验例对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。
实施例1
一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块一1和模块三3，所述模块一1由单向纤维一1-1和基体树脂一1-2制成，所述模块三3由单向纤维二3-1以及基体树脂二3-2制成，在所述模块一1和模块三3之间设置缓冲层2。
所述缓冲层2由纤维编织布制成，其厚度在0.05mm；所述模块一1、模块三3中单向纤维一1-1、单向纤维二3-1的材质是玻璃纤维制成；所述模块一1、模块三3中基体树脂一1-2和基体树脂二3-2的材质是聚丙烯(PP)材质，模块一和模块三中，按重量比，包含40％的热塑性树脂，和60％的连续纤维，所述模块一和模块三的厚度是0.1mm。
实施例2
一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块一1和缓冲层2，所述模块一1由单向纤维一1-1和基体树脂一1-2制成，所述缓冲层2由纤维编织布制成。
实施例3
一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块三3和缓冲层2，基于上述记载，模块三3和缓冲层2的材质和成分不再赘述。
实施例4
一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，包括模块一1、缓冲层2、模块三3、缓冲层2、模块一1组成，基于上述记载，模块一、模块三和缓冲层的材质和成分不再赘述。
实施例5
一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，结构为缓冲层2—模块一—缓冲层2，所述模块一1由单向纤维一1-1和基体树脂一1-2制成，所述缓冲层2由能与基体树脂1-2粘接的树脂层制成。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案的优选实施例，而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：包括模块一(1)和模块三(3)，所述模块一(1)由单向纤维一(1-1)和基体树脂一(1-2)制成，所述模块三(3)由单向纤维二(3-1)以及基体树脂二(3-2)制成，在所述模块一(1)和模块三(3)之间设置缓冲层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述缓冲层(2)由纤维编织布、纤维毡、纤维束、模块一或模块三的横向或成角度铺层或交叠，以及能与模块一、模块三热塑性树脂熔融粘接的填充层中的至少一种制成，也可以是能同模块一、模块三热塑性树脂粘接的同性质或不同性质树脂层，其厚度在0.05mm-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述模块一(1)、模块三(3)中单向纤维一(1-1)、单向纤维二(3-1)的材质是玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述模块一(1)、模块三(3)中基体树脂一(1-2)和基体树脂二(3-2)的材质是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性聚氨酯(TPU)或者是不同热塑树脂的混合物或塑料合金中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述模块一(1)和模块三(3)中，按重量比，包含10％-70％的热塑性树脂，和30％-90％的连续纤维。
6.根据权利要求1所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述模块一(1)和模块三(3)的厚度是0.1-1.5mm。
7.根据权利要求2所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述缓冲层(2)可以是浸润、流延、热复合有能与模块一(1)、模块三(3)热粘接的基体树脂的纤维毡、纤维布或纤维束，或者是不做处理的纤维毡、纤维布、纤维束，又或者是能与模块一、模块三粘接的树脂层。
8.根据权利要求2所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述缓冲层(2)是玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、玄武岩纤维、棉纤维、麻纤维、竹木纤维、金属丝网的至少一种。
9.根据权利要求2所述的一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于：所述缓冲层(2)粘接树脂可以是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙(PA)、热熔聚氨酯(PUR)、共聚酯胶膜(PES)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)以及能与模块一、模块三预浸带材热粘接的树脂中的至少一种。
10.一种连续性纤维增强热塑性土工格栅网带，其特征在于，其铺层组合结构为至少包括有缓冲层(2)的模块一(1)或模块三(3)的单独叠加或重复组合而成，且缓冲层(2)不仅限于作为中间层，也可以作为外侧使用。
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