一种连续纤维增强热塑性复合材料及由其制成的公路护栏技术领域
本发明涉及高速公路护栏技术领域，具体涉及一种连续纤维增强热塑性复合材料及由其制成的护栏。
背景技术
国内目前大部分高速公路护栏为二波形或三波形的钢制护栏，钢制护栏存在的主要问题是在外部环境的长期使用后易腐蚀，特别是冬天下雪后需要撒盐的高速公路，其路侧及路中央的钢制护栏更易被腐蚀，因此，防护栏必须适时更换，维修费用高。另外，钢制护栏的使用占用了大量的钢材，钢材加工能耗高，污染严重，不利于环保。
以往的技术还包括用金属和复合材料并用的护栏以及完全用复合材料替代钢制的护栏，如公开号为CN103726462A的专利中公开了一种高强度的防护栏，此防护栏外层为金属，内层为连续纤维增强塑料复合材料，这种结构的护栏无法解决护栏易腐蚀的问题。公开号为CN201339168Y的专利中公开了一种高速公路护栏，其梁板形状为波形，波形梁板龙骨层由若干股连续纤维束和横竖交叉的网状层组成。这种护栏的主要问题是纤维束与树脂未能完全浸润，难以发挥纤维在强度方面的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现上述现有技术存在的不足，提供一种高强度、耐腐蚀、重量轻的连续纤维增强热塑性复合材料。
本发明的在一目的在于提供上述连续纤维增强热塑性复合材料用作公路护栏的用途。
本发明的另一目的在于提供一种公路护栏。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种连续纤维增强热塑性复合材料，由热塑性树脂27-65wt%、连续纤维30-70%和添加剂3-5wt%通过完全浸渍后压制成片材，将≥10层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型制得，其中所述护栏板内的连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂。
为使本发明的热塑性树脂和连续纤维达到完全浸渍，连续纤维外均包覆热塑性树脂，浸渍的工艺可参考中国专利CN201410044256.2,即通过预分散、预热、双面浸润、辊压、再分散等步骤。
本发明通过将10多层连续纤维呈不同方向的片材压合在一起，压合的工艺可通过裁切、预热、层压等步骤，其中预热的温度范围控制在100-250℃，层压的温度控制在120-260℃，可根据不同树脂和纤维进行适当调整。
所述热塑性树脂为聚丙稀、聚乙烯、聚酰胺、ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维。
所述每层片材的厚度为0.20-0.60mm。
本发明所述的复合材料的密度为1.1g/cm3-1.65g/cm3；拉伸强度为300-980MPa。
本发明提供了上述的连续纤维增强热塑性复合材料用作公路护栏的用途。
本发明又提供了一种公路护栏，包括护栏板和立柱，护栏板和立柱之间设有防阻块，立柱和防阻块通过连接件与护栏板连接，所述护栏板由连续纤维增强热塑性复合材料制成，所述连续纤维增强热塑性复合材料是由热塑性树脂27-65wt%、连续纤维30-70%和添加剂3-5wt%通过完全浸渍后压制成片材，将≥10层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型制得，其中所述连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂。
所述热塑性树脂为聚丙稀、聚乙烯、聚酰胺、ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯二甲酰对苯二胺纤维，优选玻璃纤维和碳纤维。
所述护栏板的外形为平板状、双波形、三波形、C形、矩形、工字形或方槽形，优选为平板状，宽度为100-600毫米，壁厚为3-10毫米，最小长度为2米。
所述连续纤维沿护栏板的纵向方向的角度为0-90°。
所述每一护栏单元中护栏板的数量最低为1块。
两组单元的护栏之间首尾通过紧固件固定连接，中间部分通过螺栓固定。
所述护栏板上设有标识层，可以附加颜色鲜明、方便识别的颜色、警示色等，其可通过喷涂或压制带有颜色的片材或利用免喷涂技术实现。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明通过对连续纤维的分布状态及成型工艺的限定制备得到的连续纤维增强
热塑性复合材料具有高强度、耐腐蚀、重量轻等优点，可完全替代钢制护栏；
2、本发明的公路护栏结构简单，安装便捷，解决了现有公路护栏中护栏板易生锈腐
蚀的问题，其护栏板的强度高于现有波形护栏的强度，减少了维护费用。
附图说明
图1为本发明的公路护栏的结构示意图。
其中1为护栏板、2为立柱、3为防阻块、4为连接件、5为紧固件。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
实施例1：
如图1所示，一种公路护栏，包括护栏板1和立柱2，护栏板1和立柱2之间设有防阻块3，立柱2和防阻块3通过连接件4与护栏板1连接，所述护栏板1由连续纤维增强热塑性复合材料制成，所述连续纤维增强热塑性复合材料由聚丙烯37wt%、玻璃纤维60wt%和添加剂3wt%通过完全浸渍后压制成片材，每层片材的厚度为0.50mm，将18层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型，层压时的温度为180℃。其中所述护栏板内的连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂；连续纤维沿护栏板纵向方向的角度为0-90°；护栏板的外形为平板状，宽度为300毫米，厚度为9毫米，长度为2米；本实施例中每一护栏单元中护栏板的数量为4块，两组单元的护栏之间首尾通过紧固件5固定连接，中间部分通过螺栓固定。其性能测试结果如表1所述。
实施例2：
如图1所示，一种公路护栏，包括护栏板1和立柱2，护栏板1和立柱2之间设有防阻块3，立柱2和防阻块3通过连接件4与护栏板1连接，所述护栏板1由连续纤维增强热塑性复合材料制成，所述连续纤维增强热塑性复合材料由聚乙烯55wt%、碳纤维40wt%和添加剂5wt%通过完全浸渍后压制成片材，每层片材的厚度为0.4mm，将10层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型，层压时的温度为120℃。其中所述护栏板内的连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂；连续纤维沿护栏板纵向方向的角度为0-90°；护栏板的外形为平板状，宽度为400毫米，厚度为4毫米，长度为2米；本实施例中每一护栏单元中护栏板的数量为4块，两组单元的护栏之间首尾通过紧固件5固定连接，中间部分通过螺栓固定。其性能测试结果如表1所述。
实施例3：
如图1所示，一种公路护栏，包括护栏板1和立柱2，护栏板1和立柱2之间设有防阻块3，立柱2和防阻块3通过连接件4与护栏板1连接，所述护栏板1由连续纤维增强热塑性复合材料制成，所述连续纤维增强热塑性复合材料由聚酰胺52wt%、芳纶纤维45wt%和添加剂3wt%通过完全浸渍后压制成片材，每层片材的厚度为0.30mm，将10层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型，层压时的温度为240℃。其中所述护栏板内的连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂；连续纤维沿护栏板纵向方向的角度为0-90°；护栏板的外形为平板状，宽度为500毫米，厚度为3毫米，长度为2米；本实施例中每一护栏单元中护栏板的数量为4块，两组单元的护栏之间首尾通过紧固件5固定连接，中间部分通过螺栓固定。其性能测试结果如表1所述。
实施例4：
如图1所示，一种公路护栏，包括护栏板1和立柱2，护栏板1和立柱2之间设有防阻块3，立柱2和防阻块3通过连接件4与护栏板1连接，所述护栏板1由连续纤维增强热塑性复合材料制成，所述连续纤维增强热塑性复合材料由ABS57wt%、玄武岩纤维40wt%和添加剂3wt%通过完全浸渍后压制成片材，每层片材的厚度为0.4mm，将10层的连续纤维呈不同方向的片材压制成型，层压时的温度为190℃。其中所述护栏板内的连续纤维呈分散状，连续纤维外包覆热塑性树脂；连续纤维沿护栏板纵向方向的角度为0-90°；护栏板的外形为平板状，宽度为400毫米，厚度为4毫米，长度为2米；本实施例中每一护栏单元中护栏板的数量为4块，两组单元的护栏之间首尾通过紧固件5固定连接，中间部分通过螺栓固定。其性能测试结果如表1所述。
对比例1：
一种现有钢制公路护栏，包括护栏板和立柱，所述护栏板由金属材料制成，其屈服强度为235MPa，弹性模量为196-216GPa，密度为7.8g/cm3。
表1为各实施例性能测试结果
拉伸强度/MPa拉伸模量/GPa密度g/cm3
测试标准GB/T 1040-2008GB/T 1040-2008ISO 1183
实施例1340191.49
实施例2720451.17
实施例3960601.32
实施例4700551.38