CN104250330B - 双环戊二烯和碳纤维布复合井盖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双环戊二烯（DCPD）和碳纤维布复合井盖及其制造方法，制造方法中，采用A、B组分，按照重量比为1：1的比例，通过注射机混合头混合后注入到预先放置好并固定有经过表面处理的碳纤维布的井盖模具内，在井盖模具内进行聚合反应和成型的过程，得到聚双环戊二烯和碳纤维布复合井盖；其中，A组分为双环戊二烯和主催化剂；B组分为双环戊二烯和活化剂。本发明采用反应注射成型加工方法，加工过程一次成型，大大缩短了加工流程，提高了加工速度；采用双环戊二烯和碳纤维布为材料，明显提高了井盖的强度和刚度、耐磨擦、耐腐蚀具有优异的刚性和抗冲击强度，适用温度范围广，耐热性好，使用寿命得到了延长。

Description

双环戊二烯和碳纤维布复合井盖及其制造方法

技术领域

本发明涉及复合材料井盖及其制造方法，特别是涉及一种双环戊二烯和碳纤维布复合井盖及其制造方法。

背景技术

现有地下管网（包括供水管网、通讯设施等）的观察井井盖多为铸铁材质、球墨铸铁或聚合物基复合材料制造而成，在长期的使用过程中，特别是有车辆通过时，经常会发生变形、开裂及碎裂等现象发生，虽然有些井盖在设计时，添加了加强筋，但没有从根本上解决问题。导致这种情况的主要原因是井盖的强度满足不了长期使用的要求，耐环境应力开裂性、耐热性、耐腐蚀性能、耐老化性能较差，进而影响了使用寿命，更换频繁。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种加工方便、强度大、刚度好、不易变形、耐磨损和耐腐蚀、寿命长的复合井盖，以克服现有技术的不足。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双环戊二烯（DCPD）和碳纤维布复合井盖的制造方法，采用A、B组分，按照重量比为1：1的比例，通过注射机混合头混合后注入到预先放置好并固定有经过表面处理的碳纤维布的井盖模具内，在井盖模具内进行聚合反应和成型的过程，得到聚双环戊二烯和碳纤维布复合井盖；其中，A组分为双环戊二烯和主催化剂；B组分为双环戊二烯和活化剂。

其中，所述碳纤维布由24K碳纤维编织而成。

其中，所述碳纤维布预先用50℃无离子水在水槽中清洗5min，然后放置在120℃热风烘箱中干燥24h，去除其表面的上浆剂，然后用硅烷偶联剂KH-570进行表面处理。

其中，所述主催化剂为六氯化钨/四氯化钛含酚甲苯溶液；所述活化剂为一氯二乙基铝/二乙基锌复合化合物。

其中，A组分中，双环戊二烯和主催化剂的重量比为1000：0.5～1000：1；B组分中，双环戊二烯和活化剂的重量比为：1000：0.5～1000：1。

其中，A、B组分混合物注入到井盖模具内时，注射压力为0.2～0.4MPa，模具温度为70℃～75℃，合模力0.3～0.5MPa，注射速度为2.0～4.0Kg/s。

其中，A、B组分混合物注入到井盖模具内时，注射压力为0.3MPa，模具温度为73℃，合模力0.4MPa，注射速度为3.0Kg/s。

其中，井盖在模具内定型时间为2～8分钟。

其中，井盖在模具内定型时间为5分钟。

本发明还提供了一种双环戊二烯和碳纤维布复合井盖，其由上述任一项所述的制造方法制得。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的双环戊二烯和碳纤维布复合井盖及其制造方法，采用反应注射成型加工方法，加工过程一次成型，大大缩短了加工流程，提高了加工速度；采用双环戊二烯和碳纤维布为材料，得到的聚双环戊二烯复合材料是一种热固性复合材料，明显提高了井盖的强度和刚度、耐磨擦、耐腐蚀具有优异的刚性和抗冲击强度，适用温度范围广，耐热性好，使用寿命得到了延长。

附图说明

图1是本发明实施例中井盖的结构示意图。

其中，1：盖体；2：防滑花纹；3：通透孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

反应注射成型聚双环戊二烯(简称PDCPD—RIM)，是利用石油裂解产物C5馏份中提取的双环戊二烯(简称DCPD)为原料，在催化剂和活化剂的作用下，采用反应注射成型工艺而制备的一种新型工程材料。反应注射成型(RIM)工艺是一种将低粘度单体或低聚物快速制成复杂形状塑料制品的成型方法。它将高分子聚合反应和塑料成型一步化，具有成型快、周期短、耗能少、产品质量好等优点。

本实施例复合井盖采用双环戊二烯（DCPD）和碳纤维布为材料，通过反应注射成型法制成。具体有如下步骤：

步骤1：将经过硅烷偶联剂表面处理的碳纤维布放置于井盖模具内并加以固定；

步骤2：将分别由双环戊二烯（DCPD）混合形成的A、B两组分通过注射机混合头混合，用反应注射成型机注入到模具型腔中发生聚合反应；

步骤3：井盖定型后，用脱芯装置将型芯从模腔中脱出。

在上述步骤1中，在将双环戊二烯（DCPD）组分注入到模具的型腔之前，将模具和型芯组合成整个模架升起，倾斜45度。升架的目的是为了使双环戊二烯（DCPD）混合材料进入型腔后的材料尽量有规律的分布，并避免产生气泡。所述碳纤维布预先用50℃无离子水在水槽中清洗5min，然后放置在120℃热风烘箱中干燥24h，去除其表面的上浆剂，然后用硅烷偶联剂KH-570进行表面处理。

上述井盖的制备方法中，A组分为双环戊二烯和主催化剂；B组分为双环戊二烯和活化剂，所述A、B双组分的重量比为1：1。其中，主催化剂为六氯化钨/四氯化钛（WCI₆/TiCI₄）含酚甲苯溶液，起提高反应速度，降低反应时间的作用，活化剂为一氯二乙基铝/二乙基锌（Et₂AICI/Et₂Zn），起提高反应的聚合度和耐热性，使反应较充分，得到性能优异的热固性交联结构聚合物。如果不使用主催化剂和活化剂，反应不能充分进行，得不到性能优异的聚合产物。

组分A中双环戊二烯和主催化剂的重量比为1000：0.5～1000：1；组分B中双环戊二烯和活化剂的重量比为：1000：0.5～1000：1。

在上述方法的步骤1中；注射压力为0.2～0.4MPa，模具温度为70℃～75℃，合模力0.3～0.5MPa，注射速度为2.0～4.0Kg/s。优选地，A、B组分混合物注入到井盖模具内时，注射压力为0.3MPa，模具温度为73℃，合模力0.4MPa，注射速度为3.0Kg/s，在此工艺条件下，得到表1性能井盖产品：

表1

在上述方法步骤3中；井盖定型时间为2～8分钟，优选5分钟，能够实现碳纤维布增强DCPD井盖在有效的时间内达到有效的强度。

本实施例提供了一种由上述方法制得的复合井盖，参照图1所示，复合井盖包括圆形盖体1，在盖体1的周边有止口与井口处固定在地面上的座圈相配合，在盖体1上设有防滑花纹2和多个有规则的通透孔3。

由以上实施例可以看出，本发明通过采用反应注射成型加工方法，加工过程一次成型，大大缩短了加工流程，提高了加工速度；采用双环戊二烯和碳纤维布为材料，得到的聚双环戊二烯复合材料是一种热固性复合材料，明显提高了井盖的强度和刚度、耐磨擦、耐腐蚀具有优异的刚性和抗冲击强度，适用温度范围广，耐热性好，使用寿命得到了延长。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双环戊二烯和碳纤维布复合井盖的制造方法，其特征在于，采用A、B组分，按照重量比为1：1的比例，通过注射机混合头混合后注入到预先放置好并固定有经过表面处理的碳纤维布的井盖模具内，在井盖模具内进行聚合反应和成型的过程，得到聚双环戊二烯和碳纤维布复合井盖；其中，A组分为双环戊二烯和主催化剂；B组分为双环戊二烯和活化剂；

所述主催化剂为六氯化钨/四氯化钛含酚甲苯溶液；所述活化剂为一氯二乙基铝/二乙基锌复合化合物；

A、B组分混合物注入到井盖模具内时，注射压力为0.2～0.4MPa，模具温度为70℃～75℃，合模力0.3～0.5MPa，注射速度为2.0～4.0Kg/s；井盖在模具内定型时间为2～8分钟。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述碳纤维布由24K碳纤维编织而成。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述碳纤维布预先用50℃无离子水在水槽中清洗5min，然后放置在120℃热风烘箱中干燥24h，去除其表面的上浆剂，然后用硅烷偶联剂KH-570进行表面处理。

4.根据权利要求1-3任一所述的制造方法，其特征在于，A组分中，双环戊二烯和主催化剂的重量比为1000：0.5～1000：1；B组分中，双环戊二烯和活化剂的重量比为：1000：0.5～1000：1。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，A、B组分混合物注入到井盖模具内时，注射压力为0.3MPa，模具温度为73℃，合模力0.4MPa，注射速度为3.0Kg/s。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的制造方法，其特征在于，井盖在模具内定型时间为5分钟。

7.一种双环戊二烯和碳纤维布复合井盖，其特征在于，由权利要求1-6中任一项所述的制造方法制得。