CN109722015A

CN109722015A - 悬浇挂篮轻型材料和基于轻型材料的承重垫板

Info

Publication number: CN109722015A
Application number: CN201910032965.1A
Authority: CN
Inventors: 蒋水龙; 欧阳玉平; 曾凡荣; 周庆文; 孙晗; 任伟铭; 江志伟; 郑天禹; 黄渝菊
Original assignee: Jiangxi Jiyin Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jiyin Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明提供了一种悬浇挂篮轻型材料和基于轻型材料的承重垫板，所述的悬浇挂篮轻型材料包括以下组分：(a)PA6切片40％～70％；(b)增韧剂3％～20％；(c)玻璃纤维15％～45％；(d)抗老化剂2％～25％；(e)抗氧剂3％‑15％；(f)超微粉体3％‑15％；(g)偶联剂1％‑9％；以上百分比均按质量计算。所述的基于轻型材料的承重垫板由所述的悬浇挂篮轻型材料制成，能够承受超高的重量，可以应用于桥梁挂篮的支承。

Description

悬浇挂篮轻型材料和基于轻型材料的承重垫板

技术领域

本发明涉及功能材料，具体涉及高强度的轻型材料以及基于该轻型材料的承重垫板。

背景技术

桥梁建设是道路交通建设的重要一环，不论桥梁的外形或施工环境，挂篮是桥梁建设的关键设备之一。由于桥梁体积庞大，用于施工的挂篮也具有体积大、重量大的特征，挂篮的重量通常达到数百吨。另外，桥梁施工多数在悬空状态进行，相关的设施应当尽量减小重量。桥梁施工一般在户外进行，相关的设施最好具有防腐蚀、抗老化的特性。因此，对承受挂篮重量的承重设施要求较高，不仅要求承重设施在结构上设计严谨，而且要求承重设施的材料具有高强度、轻质、防腐蚀、抗老化的特性。

然而，现有的承重设施在结构上仍有改进空间，在材料上不能满足高强度、轻质、防腐蚀、抗老化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种悬浇挂篮轻型材料，本发明的另一目的在于提供一种基于轻型材料的承重垫板。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种悬浇挂篮轻型材料，包括以下组分：

(a)PA6切片40％～70％；

(b)增韧剂3％～20％；

(c)玻璃纤维15％～45％；

(d)抗老化剂2％～25％；

(e)抗氧剂3％-15％；

(f)超微粉体3％-15％；

(g)偶联剂1％-9％；

以上百分比均按质量计算。

优选地，增韧剂为SWR-3F尼龙增韧剂。

优选地，抗老化剂为2-羟基苯甲铜。

优选地，抗氧剂为亚磷酸酯或磷酸酯。

优选地，超微粉体为LEE粉。

优选地，偶联剂为KH550偶联剂。

上述悬浇挂篮轻型材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例将超微粉体、偶联剂和玻璃纤维混合均匀，烘干后研磨成粉状材料；

(2)向步骤(1)中的粉状材料内按比例加入增韧剂、抗老化剂、抗氧剂和PA6切片，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行造粒，得到悬浇挂篮轻型材料。

一种基于轻型材料的承重垫板，所述承重垫板一端设有凸部，凸部上设有第一孔；所述承重垫板另一端设有与凸部配合的凹部，凹部两侧分别设有与第一孔对应的第二孔和第三孔；所述轻型材料包括按质量百分比计算的以下组分：

(a)PA6切片40％～70％；

(b)增韧剂3％～20％；

(c)玻璃纤维15％～45％；

(d)抗老化剂2％～25％；

(e)抗氧剂3％-15％；

(f)超微粉体3％-15％；

(g)偶联剂1％-9％。

优选地，所述承重垫板上设有减重孔。

本发明的有益效果：本发明的悬浇挂篮轻型材料抗冲击性能强，能够承受较大的压力或剪切力，防腐蚀，抗老化；悬浇挂篮轻型材料的制备方法简单，原料容易获得，制造成本低；本发明的基于轻型材料的承重垫板能够承受超高的重量，能够满足挂篮运行要求。

附图说明

图1为本发明的基于轻型材料的承重垫板的结构示意图。

图2为本发明的基于轻型材料的承重垫板的水平方向截面示意图。

图3为本发明的基于轻型材料的承重垫板的竖直方向截面示意图。

图4为本发明的基于轻型材料的承重垫板的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明提供的一种悬浇挂篮轻型材料，其按质量百分比计算的组分构成为PA6切片50％、SWR-3F尼龙增韧剂3％、玻璃纤维22％、2-羟基苯甲铜2％、磷酸酯3％、LEE粉15％(苏州纳方工程材料有限公司生产的LEE粉)、KH550偶联剂5％，其按以下步骤制备而成：

(1)按比例将LEE粉、KH550偶联剂和玻璃纤维混合均匀，经8～16小时烘干后，研磨成粉状材料；

(2)向步骤(1)中的粉状材料内按比例加入SWR-3F尼龙增韧剂、2-羟基苯甲铜、磷酸酯和PA6切片，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行造粒，得到悬浇挂篮轻型材料。

本实施例的悬浇挂篮轻型材料标记为轻型材料A。对轻型材料A的性能进行测试，得到以下性能测试报告(表一)。

表一性能测试报告

序号	检测项目	测试方法	单位	检测结果
					1	拉伸强度	ISO527	MPa	115
2	断裂伸长率	ISO527	％	6
					3	弯曲强度	ISO178	MPa	160.5
4	弯曲模量	ISO178	MPa	8050
					5	冲击强度	ISO180	Kj/m<sup>3</sup>	12
6	密度	ISO1183	g/cm<sup>3</sup>	1.44
					7	熔融指数	ISO1133	g/10min	36
8	燃烧残余		％	35
					9	邵氏硬度	ISO868	度	95

实施例2

本发明提供的一种悬浇挂篮轻型材料，其按质量百分比计算的组分构成为PA6切片57％、SWR-3F尼龙增韧剂3％、玻璃纤维15％、2-羟基苯甲铜2％、磷酸酯3％、LEE粉15％(苏州纳方工程材料有限公司生产的LEE粉)、KH550偶联剂5％，其制备步骤与实施例1相同(仅改变用量)。

本实施例的悬浇挂篮轻型材料标记为轻型材料B。

实施例3

本发明提供的一种悬浇挂篮轻型材料，其按质量百分比计算的组分构成为PA6切片57％、SWR-3F尼龙增韧剂3％、玻璃纤维20％、2-羟基苯甲铜2％、磷酸酯3％、LEE粉10％(苏州纳方工程材料有限公司生产的LEE粉)、KH550偶联剂5％，其制备步骤与实施例1相同(仅改变用量)。

本实施例的悬浇挂篮轻型材料标记为轻型材料C。

对比例1

一种现有的材料，其按质量百分比计算的组分构成为PA6切片57％、PA12切片20％、SWR-3F尼龙增韧剂3％、玻璃纤维15％、KH550偶联剂5％，其按以下步骤制备而成：

(1)按比例将KH550偶联剂和玻璃纤维混合均匀，经8～16小时烘干后，研磨成粉状材料；

(2)向步骤(1)中的粉状材料内按比例加入SWR-3F尼龙增韧剂、PA6切片和PA12切片，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行造粒，得到材料。

本实施例的材料标记为现有材料1。

对比例2

一种现有的材料，其按质量百分比计算的组分构成为PA6切片50％、PA12切片20％、SWR-3F尼龙增韧剂3％、玻璃纤维22％、KH550偶联剂5％，其制备步骤与对比例1相同(仅改变用量)。

本实施例的材料标记为现有材料2。

分别对上述轻型材料A～C、现有材料1～2进行拉伸强度测试、抗冲击性能测试和抗老化测试，得出表二的实验数据。

表二性能对照表

材料	拉伸强度	抗冲击性能	色泽
				轻型材料A	115MPa	12KJ/m<sup>3</sup>	无明显变化
轻型材料B	107MPa	14KJ/m<sup>3</sup>	无明显变化
				轻型材料C	112MPa	14KJ/m<sup>3</sup>	无明显变化
现有材料1	60MPa	7KJ/m<sup>3</sup>	表面微微发黄
				现有材料2	67MPa	9KJ/m<sup>3</sup>	表面微微发黄

由表二可以看出，现有材料拉伸强度在60MPa左右；本发明通过加入偶联剂处理后的玻璃纤维和超微粉体，将材料拉伸强度由60MPa提高到115MPa。现有材料的抗冲击性能一般在7～9KJ/m³；本发明通过加入SWR-3F增韧剂后冲击性能提高到12～14KJ/m³。

实施例4

利用实施例1的轻型材料A来制造承重垫板，步骤如下：制作好承重垫板的模具，将实施例1的轻型材料A通过注塑机注塑，得到基于轻型材料的承重垫板。

如图1～3所示，本实施例得到的基于轻型材料的承重垫板100，其一端设有凸部101，凸部101上设有第一孔102；其另一端设有与凸部101配合的凹部103，凹部103两侧分别设有与第一孔102对应的第二孔104和第三孔105。其中，该承重垫板上设有四个左右贯穿的减重孔106；该承重垫板上侧、下侧还设有在不降低承重垫板承重能力的前提下能起到减轻承重垫板重量的沉槽107，沉槽107内设有四个上下贯穿的安装孔108，安装孔108的端面设有保证配合高度的凸垫109，凸垫109的高度等于沉槽107的深度。

如图4所示，在使用时，多个基于轻型材料的承重垫板100联合使用，第一个基于轻型材料的承重垫板的凸部101***到第二个基于轻型材料的承重垫板的凹部103内，使得第一个基于轻型材料的承重垫板的凸部101上的第一孔102对齐第二个基于轻型材料的承重垫板的凹部103两侧的第二孔104和第三孔105，用螺栓200穿入到第一孔102、第二孔104和第三孔105中完成连接；第二个基于轻型材料的承重垫板的凸部101***到第三个基于轻型材料的承重垫板的凹部103内，使得第二个基于轻型材料的承重垫板的凸部101上的第一孔102对齐第三个基于轻型材料的承重垫板的凹部103两侧的第二孔104和第三孔105，用螺栓200穿入到第一孔102、第二孔104和第三孔105中完成连接；以此类推，可以连接多个基于轻型材料的承重垫板，从而连成承重垫板链(又称为承重链板)。在需要时，也可以将承重垫板链并排放置，使并排的承重垫板链的安装孔108对齐，在安装孔108中***螺栓完成连接，从而增加承重垫板链的承重面积。在图4中，共有四条承重垫板链，中间两条承重垫板链之间的空隙用于避开桥面精轧钢，便于移动。

承重垫板链的承重力要达到数百吨，不仅需要较高的压缩强度，而且在挂篮运行过程中因施工工作边不平整，同时承受较大的剪切力，且受力方向存在许多不确定因素。另外，承重垫板链应用环境是野外工作环境，长期在紫外线照射之下，要求抗老化，避免热降解。由于本发明的基于轻型材料的承重垫板采用本发明的轻型材料制成，增韧剂提高材料的抗冲击性能；2-羟基苯甲铜抗老化剂(也称紫外线吸收剂或紫外线保护剂)减小光氧化作用，能基本上抑制、吸收以及分散紫外线，所以它不会转为热能；亚磷酸酯或磷酸酯抗氧剂，可避免热降解；亚纳级或微米级的超微粉体填充材料，一方面提高链板力学性能，同时有效降制造成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种悬浇挂篮轻型材料，包括以下组分：

(a)PA6切片40％～70％；

(b)增韧剂3％～20％；

(c)玻璃纤维15％～45％；

(d)抗老化剂2％～25％；

(e)抗氧剂3％-15％；

(f)超微粉体3％-15％；

(g)偶联剂1％-9％；

以上百分比均按质量计算。

2.根据权利要求1所述的悬浇挂篮轻型材料，其特征在于：增韧剂为SWR-3F尼龙增韧剂。

3.根据权利要求1所述的悬浇挂篮轻型材料，其特征在于：抗老化剂为2-羟基苯甲铜。

4.根据权利要求1所述的悬浇挂篮轻型材料，其特征在于：抗氧剂为亚磷酸酯或磷酸酯。

5.根据权利要求1所述的悬浇挂篮轻型材料，其特征在于：超微粉体为LEE粉。

6.根据权利要求1所述的悬浇挂篮轻型材料，其特征在于：偶联剂为KH550偶联剂。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的悬浇挂篮轻型材料的制备方法，包括以下步骤：

8.一种基于轻型材料的承重垫板，所述承重垫板一端设有凸部，凸部上设有第一孔；所述承重垫板另一端设有与凸部配合的凹部，凹部两侧分别设有与第一孔对应的第二孔和第三孔；所述轻型材料包括按质量百分比计算的以下组分：

(a)PA6切片40％～70％；

(b)增韧剂3％～20％；

(c)玻璃纤维15％～45％；

(d)抗老化剂2％～25％；

(e)抗氧剂3％-15％；

(f)超微粉体3％-15％；

(g)偶联剂1％-9％。

9.根据权利要求8所述的基于轻型材料的承重垫板，其特征在于：所述承重垫板上设有减重孔。