CN107266854A - 一种普通型或重型酚醛塑料检查井及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种普通型或重型酚醛塑料检查井及其制备方法，该检查井通过注塑模具成型加工，由如下重量份组成：热塑性酚醛树脂50‑70份、玻纤20‑30份、外增韧剂5‑10份、固化剂5‑6份、固化促进剂1‑2份、润滑剂1‑2份、外增塑剂1‑2份；其制备方法，采用混炼、塑化、注塑、固化、后处理强化的工序过程。本发明以玻纤为主要填料，采用适量的外增韧剂、固化剂、固化促进剂、润滑剂、外增塑剂等辅助填料,以及采用注塑成型和后处理强化工序,其优点是：原料普通、廉价、绿色环保，节约塑料原材料，检查井机械强度高、不易变形，承载强度、抗压和抗冲击性能较好，易于成型加工，满足普通型或重型塑料检查井生产和使用。

Description

一种普通型或重型酚醛塑料检查井及其制备方法
技术领域
本发明涉及普通型或重型塑料检查井的技术领域，尤其是一种普通型或重型酚醛塑料检查井及其制备方法。
背景技术
随着市政给排水管网系统建设, 各类型塑料检查井的需求量也越来越大,塑料检查井按承载强度分为轻型、普通型和重型；轻型适用于禁止机动车辆进入的绿地、通道、自行车道或人行道；普通型适用于汽车10T级及其以下车辆通行的道路或停放场地；重型适用于10T级以上机动车辆通行的道路或停放场地。普通型和重型塑料检查井埋地深度大于6m、井径在700-1500mm或以上，必须具备较强的承载强度、抗压和抗冲击性能，为了提高承载强度、抗压和抗冲击性能，一般普通型和重型塑料检查井外表面设置数量较多的加强筋，或增加壁厚至15mm以上，或设计多层壁面结构,或组合式结构，因而，产品制造成本较高，注塑模具设计和制造难度大，注塑成型工艺难度大。
塑料检查井由井盖、井室和井座组成。目前所用材料通常是以PVC、PE、PP等为基体的热塑性塑料或热塑性复合塑料，注塑成型加工。热塑性塑料优点是注塑成型工艺性能良好，但缺点是材料价格较高、产品强度难以提高、表面硬度较低、易变形，特别是抗压和抗冲击性能较低，热塑性塑料已不能较好满足尺寸较大和强度要求较高的普通型和重型塑料检查井使用。
酚醛塑料又称电木，是由酚醛树脂、填料、增塑剂、润滑剂和固化剂等以一定配比组合，并经过加热固化成为酚醛塑料,酚醛塑料以加工方式分为两大类：注塑成型加工的热塑性酚醛树脂塑料和压模成型加工的热固性酚醛树脂塑料(塑料模具技术手册,机械工业出版社，1997.6,ISBN 7-111-05348-6)。酚醛塑料以酚醛树脂为基体，填料则是重要组成部分，填料既可改善材料性能又可降低材料成本；通过添加适量的增塑剂、增韧剂、润滑剂，可以改变酚醛树脂物理化学性能、成型加工性能和机械性能，其中，增塑剂分为外增塑剂和内增塑剂，增韧剂也分为外增韧剂和内增韧剂。
传统酚醛塑料以木粉为主要填料，辅以一定量的无机填料制备而成，但其制品承载强度、抗压和抗冲击强度较低， 仅适合轻型塑料检查井使用，难以满足有较高强度要求的普通型或重型塑料检查井需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种改进的普通型或重型酚醛塑料检查井及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种普通型或重型酚醛塑料检查井，通过注塑模具成型加工，由如下重量份组成：
热塑性酚醛树脂50-70份、玻纤20-30份、外增韧剂5-10份、固化剂5-6份、固化促进剂1-2份、润滑剂1-2份、外增塑剂1-2份。
所述的热塑性酚醛树脂由甲醛和苯酚或甲醛和工业酚按摩尔比例1:0.5-1配制合成为注塑级酚醛树脂。
热塑性酚醛树脂又称线型酚醛树脂，具有可熔可溶性质，经固化反应后不熔不溶，由热塑性酚醛树脂生产的检查井机械强度高、表面硬度高。
所述的玻纤是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温1600℃熔制、拉丝等工艺形成玻纤单丝。
玻纤即玻璃纤维，成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙等，是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺形成，玻纤质地坚韧，相比木粉或木棉纤维等填料，抗压和抗冲击性能较好；玻纤单丝的直径从几个微米到数十微米，长度为数毫米至数十毫米，相比片状玻纤(片状宽度数毫米,长度为数毫米至数百毫米)，注塑时的流动性好，对模具流道和型腔磨损小，适合注塑用填料。
所述的外增韧剂采用丁腈橡胶或天然橡胶的工业品颗粒。
外增韧剂：丁腈橡胶或天然橡胶为外增韧剂，在低于固化温度与酚醛树脂机械物理共混改性，橡胶弹性可以提高酚醛塑料的耐冲击性，添加量一般是5-10%。
所述的固化剂采用六亚甲基四胺工业品级。
固化剂：六亚甲基四胺固化催化剂，添加量一般是2～6%；在热塑性酚醛树脂温度达到170-200℃时，与热塑性酚醛树脂中苯酚基的邻对位进行反应，产生交联固化，形成不熔不溶的固态酚醛树脂。
所述的固化促进剂采用MgO、ZnO或Ca(OH)2工业品级。
固化促进剂：品种有MgO、ZnO、Ca(OH)2等，其作用是促进酚醛树脂的固化反应速度，缩短较大体积和重量的热塑性酚醛树脂交联固化时间，提高制品的生产加工效率及其耐热性和机械强度，添加量一般是0.5～4%。
所述的润滑剂采用硬脂酸镁或硬脂酸锌工业品级。
润滑剂采用硬脂酸镁、硬脂酸锌等润滑剂，改善酚醛树脂注塑成型加工流动性和粘模性，提高热稳定性。
所述的外增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等工业品级。
外增塑剂：邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为外增塑剂, 增加酚醛树脂注塑成型过程中的可塑性, 利于制品及其加强筋脱模,与内增塑剂区别在于，通常外增塑剂不与酚醛树脂起化学反应，主要是在升高温度时的溶胀作用。
一种普通型或重型酚醛塑料检查井的制备方法，通过以下步骤制备而成：
（1）、混炼，将制备的各料按上述比例混合拌匀，用混炼机制成颗粒配料，颗粒配料直径2-3mm、高3-5mm；
（2）、塑化，将颗粒配料装入注塑机料筒, 塑化筒进行剪切塑化，塑化筒温度分布：进料端50-70 ℃、中间段70-90 ℃、储料段90-100℃；
（3）、注塑，将上述塑化筒内熔融塑化的混合配料注入具有加热和温度控制功能的普通型或重型塑料检查井注塑模具；
（4）、固化，在混合配料熔体填满模具型腔后，模具保压固化，固化压力：120-150 MPa，固化时间与普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值成正比，比值范围：0.2-0.5min/mm；普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值单位为mm，普通型或重型酚醛塑料检查井固化成型后，开模取件；
（5）、后处理强化，将模具保压固化后的普通型或重型酚醛塑料检查井采用烘箱加热：温度200-210℃,加热时间与普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值成正比，比值范围：1.5-2.0 min/mm，后处理强化后的普通型或重型酚醛塑料检查井即为成品。
注塑成型工艺参数：
模具温度：180-190℃；
注塑机注射端口温度：90-100℃；
注射速率：30000-80000cm3/min；
注射压力：80-90MPa；
合模压力：80-100MPa；
注射时间：30-60s。
后处理强化：酚醛塑料检查井注塑成型和固化后，通过烘箱加热，进一步在固化温度的高温区间下充分“热固化”反应，增强酚醛塑料检查井机械强度。
普通型或重型酚醛塑料检查井，埋地深度大于6m，井径在700mm以上，壁厚10-15mm，外壁面设置加强筋，单壁结构。
普通型或重型酚醛塑料检查井制备方法，采用具有加热和温度控制功能的普通型或重型塑料检查井注塑模具成型加工。
本发明的有益效果是，本发明以玻纤为主要填料，采用适量的外增韧剂、固化剂、固化促进剂、润滑剂、外增塑剂等辅助填料, 以及采用注塑成型和后处理强化工序, 其优点是：原料普通、廉价、绿色环保，节约塑料原材料，检查井机械强度高、不易变形，承载强度、抗压和抗冲击性能较好，易于成型加工，满足普通型或重型塑料检查井生产和使用。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：一种普通型酚醛塑料检查井：
（一）、原料：热塑性酚醛树脂50份、玻纤30份、外增韧剂10份、固化剂6份、固化促进剂2份、润滑剂2份、外增塑剂2份；
热塑性酚醛树脂，由甲醛和苯酚按摩尔比例1:0.8配制合成为注塑级J871酚醛树脂；
玻纤，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温1600℃熔制、拉丝等工艺形成玻纤单丝，直径为5μm,长度为10mm；
外增韧剂，采用丁腈橡胶工业品颗粒，颗粒外径2mm、长度3mm；
固化剂，采用六亚甲基四胺工业品级；
固化促进剂，采用MgO工业品级；
润滑剂，采用硬脂酸镁工业品级；
外增塑剂制备, 采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)工业品级。
（二）、一种普通型酚醛塑料检查井，通过以下步骤制备而成：
（1）、混炼，将制备的各料按上述比例混合拌匀，用混炼机制成颗粒配料，颗粒配料直径2mm、高5mm；
（2）、塑化，将颗粒配料装入注塑机料筒, 塑化筒进行剪切塑化，塑化筒温度分布：进料端50℃、中间段90℃、储料段100℃；
（3）、注塑，将上述塑化筒内熔融塑化的混合配料注入具有加热和温度控制功能的普通型塑料检查井注塑模具，注塑成型工艺参数：
模具温度：180℃；
注塑机注射端口温度：90℃；
注射速率：30000cm3/min；
注射压力：80MPa；
合模压力：80MPa；
注射时间：30s；
（4）、固化，在混合配料熔体填满模具型腔后，模具保压固化，固化压力：120MPa，普通型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值为10mm，固化时间：2 min；普通型酚醛塑料检查井固化成型后，开模取件；
（5）、后处理强化，将模具保压固化后的普通型酚醛塑料检查井采用烘箱加热：温度200℃、时间5min，后处理强化后的普通型酚醛塑料检查井即为成品。
普通型酚醛塑料检查井，埋地深度6m，井径1000mm，壁厚10mm，外壁面设置加强筋，单壁结构。
普通型酚醛塑料检查井制备方法，采用具有加热和温度控制功能的普通型塑料检查井注塑模具成型加工。
实施例二：一种普通型酚醛塑料检查井：
（一）、原料：热塑性酚醛树脂60份、玻纤25份、外增韧剂8份、固化剂5.5份、固化促进剂1.4份、润滑剂1.6份、外增塑剂1.5份；
热塑性酚醛树脂，由甲醛和苯酚按摩尔比例1:0.9配制合成为注塑级J871酚醛树脂；
玻纤，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温1600℃熔制、拉丝等工艺形成玻纤单丝,直径为8μm，长度为12mm；
外增韧剂，采用丁腈橡胶工业品颗粒，颗粒外径1mm、长度2mm；
固化剂，采用六亚甲基四胺工业品级；
固化促进剂，采用ZnO工业品级；
润滑剂，采用硬脂酸镁工业品级；
外增塑剂制备, 采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)工业品级。
（二）、一种普通型酚醛塑料检查井，通过以下步骤制备而成：
（1）、混炼，将制备的各料按上述比例混合拌匀，用混炼机制成颗粒配料，颗粒配料直径2mm、高4mm；
（2）、塑化，将颗粒配料装入注塑机料筒, 塑化筒进行剪切塑化，塑化筒温度分布：进料端60℃、中间段95℃、储料段96℃；
（3）、注塑，将上述塑化筒内熔融塑化的混合配料注入具有加热和温度控制功能的普通型塑料检查井注塑模具，注塑成型工艺参数：
模具温度：186℃；
注塑机注射端口温度：95℃；
注射速率：50000cm3/min；
注射压力：88MPa；
合模压力：90MPa；
注射时间：40s；
（4）、固化，在混合配料熔体填满模具型腔后，模具保压固化，固化压力：130MPa，普通型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值为13mm，固化时间：4 min；普通型酚醛塑料检查井固化成型后，开模取件；
（5）、后处理强化，将模具保压固化后的普通型酚醛塑料检查井采用烘箱加热：温度205℃、时间7min，后处理强化后的普通型酚醛塑料检查井即为成品。
普通型酚醛塑料检查井，埋地深度8m，井径1100mm，壁厚13mm，外壁面设置加强筋，单壁结构。
普通型酚醛塑料检查井制备方法，采用具有加热和温度控制功能的普通型塑料检查井注塑模具成型加工。
实施例三：一种重型酚醛塑料检查井：
（一）、原料：热塑性酚醛树脂70份、玻纤20份、外增韧剂5份、固化剂5份、固化促进剂1.5份、润滑剂1份、外增塑剂1份；
热塑性酚醛树脂，由甲醛和工业酚按摩尔比例1:1配制合成为注塑级J892
酚醛树脂；
玻纤，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温1600℃熔制、拉丝等工艺形成玻纤
单丝,直径为10微米,长度为10毫米；
外增韧剂，采用天然橡胶工业品颗粒，颗粒外径3mm、长度3mm；
固化剂，采用六亚甲基四胺工业品级；
固化促进剂制备，Ca(OH)2工业品级；
润滑剂制备，采用硬脂酸锌工业品级；
外增塑剂制备，采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)工业品级。
一种重型酚醛塑料检查井制备方法，通过以下步骤制备而成：
（1）、混炼，将制备的各料按上述比例混合拌匀，用混炼机制成颗粒配料，颗粒配料直径3mm、高3mm；
（2）、塑化，将颗粒配料装入注塑机料筒, 塑化筒进行剪切塑化，塑化筒温度分布：进料端70℃、中间段70℃、储料段90℃；
（3）、注塑，将上述塑化筒内熔融塑化的混合配料注入具有加热和温度控制功能的重型塑料检查井注塑模具，注塑成型工艺参数：
模具温度：190℃；
注塑机注射端口温度：100℃；
注射速率：80000cm3/min；
注射压力：90MPa；
合模压力：80MPa；
注射时间：60s；
（4）、固化，在混合配料熔体填满模具型腔后，模具保压固化，固化压力：150MPa，重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值为15mm，固化时间：5 min；重型酚醛塑料检查井固化成型后，开模取件；
（5）、后处理强化，将模具保压固化后的重型酚醛塑料检查井采用烘箱加热：温度210℃、时间10min，后处理强化后的重型酚醛塑料检查井即为成品。
重型酚醛塑料检查井，埋地深度7m，井径1500mm，壁厚15mm，外壁面设置加强筋，单壁结构。
重型酚醛塑料检查井制备方法，采用具有加热和温度控制功能的重型塑料检查井注塑模具成型加工。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是，通过注塑模具成型加工，由如下重量份组成：
热塑性酚醛树脂50-70份、玻纤20-30份、外增韧剂5-10份、固化剂5-6份、固化促进剂1-2份、润滑剂1-2份、外增塑剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的热塑性酚醛树脂是由甲醛和苯酚或甲醛和工业酚按摩尔比例1:0.5-1配制合成为注塑级酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的玻纤是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温1600℃熔制、拉丝等工艺形成玻纤单丝。
4.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的外增韧剂采用丁腈橡胶或天然橡胶的工业品颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的固化剂采用六亚甲基四胺工业品级。
6.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的固化促进剂采用MgO、ZnO或Ca(OH)2工业品级。
7.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的润滑剂采用硬脂酸镁或硬脂酸锌工业品级。
8.根据权利要求1所述的一种普通型或重型酚醛塑料检查井，其特征是：所述的外增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等工业品级。
9.一种普通型或重型酚醛塑料检查井的制备方法，其特征是，通过以下步骤制备而成：
（1）、混炼，将制备的各料按上述比例混合拌匀，用混炼机制成颗粒配料，颗粒配料直径2-3mm、高3-5mm；
（2）、塑化，将颗粒配料装入注塑机料筒, 塑化筒进行剪切塑化，塑化筒温度分布：进料端50-70℃、中间段70-90℃、储料段90-100℃；
（3）、注塑，将上述塑化筒内熔融塑化的混合配料注入具有加热和温度控制功能的普通型或重型塑料检查井注塑模具；
（4）、固化，在混合配料熔体填满模具型腔后，模具保压固化，固化压力：120-150 MPa，固化时间与普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值成正比，比值范围：0.2-0.5min/mm；普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值单位为mm，普通型或重型酚醛塑料检查井固化成型后，开模取件；
（5）、后处理强化，将模具保压固化后的普通型或重型酚醛塑料检查井采用烘箱加热：温度200-210℃,加热时间与普通型或重型酚醛塑料检查井的壁厚的设计数值成正比，比值范围：1.5-2.0 min/mm，后处理强化后的普通型或重型酚醛塑料检查井即为成品。
10.根据权利要求9所述的普通型或重型酚醛塑料检查井的制备方法，其特征是，注塑成型工艺参数：
模具温度：180-190℃；
注塑机注射端口温度：90-100℃；
注射速率：30000-80000cm3/min；
注射压力：80-90MPa；
合模压力：80-100MPa；
注射时间：30-60s。
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