CN109206562A - 一种玻璃钢化粪池及其制备方法 - Google Patents

一种玻璃钢化粪池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃钢化粪池及其制备方法，涉及玻璃钢化粪池技术领域，其原料包括：邻苯二甲酸酐、戊二酸、反丁烯二酸、亚麻油、1,2‑丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、阻聚剂、聚醋酸乙烯酯、无机填料、抗氧剂、固化剂、促进剂、玻璃纤维、竹纤维；所述无机填料的粒径为0.01‑100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2<D≤20μm、粒径为20<D≤50μm、粒径为50<D≤100μm的重量百分占比分别为10‑20：20‑30：40‑50：10‑20。本发明的玻璃钢材料的耐冲击强度、抗裂纹性和耐腐蚀性好，控制无机填料中不同粒径的比例，使其很好的分散在不饱和聚酯中并有效填充到纤维之间，提高制品的致密性，从而提高填料对材料的增强效果。

Description

一种玻璃钢化粪池及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃钢化粪池技术领域，尤其涉及一种玻璃钢化粪池及其制备方法。
背景技术
玻璃钢，即纤维强化塑料，一般指用不饱和聚酯树脂等为基体，以玻璃纤维等增强制成的增强塑料，又称为玻璃纤维增强塑料，具有质轻而硬、机械强度较好、不导电等优点，已被开发应用于化粪池等利于生态保护的民用领域。
玻璃钢化粪池能有效解决传统砖混化粪池的渗漏、对地下水源造成的不同程度的污染以及对建筑物造成倾斜等问题，并且能够对排放的污水进行后续深度处理奠定基础。长久以来，通过在玻璃钢中加入无机填料，来增加制品的刚度、硬度、强度以及改善制品尺寸稳定性的方法，已经广为应用，但目前使用的填料种类相对较为单一，而且不能很好的分散在基体树脂和纤维中。因此，使用其作为填料，所生产的玻璃钢制品，常常在刚度、硬度提高的同时，出现强度、韧性下降的问题，易出现裂纹碎裂，此外，现有的不饱和聚酯树脂固化时收缩率较大，产品的耐腐蚀性不能完全满足化粪池的要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种玻璃钢化粪池及其制备方法，制备的玻璃钢化粪池具有良好的耐冲击强度、抗裂纹性和耐腐蚀性。
本发明提出的一种玻璃钢化粪池，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐38-50份、戊二酸18-26份、反丁烯二酸18-25份、亚麻油2-5份、1,2-丙二醇14-21份、一缩二乙二醇21-30份、新戊二醇8-14份、苯乙烯7-11份、甲基丙烯酸甲酯6-9份、邻苯二甲酸二烯丙酯5-8份、阻聚剂0.1-0.5份、聚醋酸乙烯酯1-3份、无机填料20-30份、抗氧剂0.2-1份、固化剂3-5份、促进剂3-5份、玻璃纤维60-80份、竹纤维20-30份；所述无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为10-20：20-30：40-50：10-20。
优选地，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚或对苯二酚。
优选地，所述无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、硫酸钡、氢氧化铝中的至少两种。
优选地，所述无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、氢氧化铝按照3-5：15-20：10-15：5-8的重量比组成的。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。
本发明还提出了上述玻璃钢化粪池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，升温，保温，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，升温，保温，抽真空，加入阻聚剂，降温，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
优选地，S1中，在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，升温至160-170℃，保温50-60min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，升温至200-210℃，保温60-90min，
优选地，升温至160-170℃是先在10-20min内升温至80℃，然后在30-40min内升温至160-170℃。
优选地，升温至200-210℃是在40-60min内自160-170℃升温至200-210℃。
优选地，降温至90-100℃。
有益效果：本发明优化选择配比不饱和二元酸和饱和二元酸，与几种二元醇进行缩聚反应制备不饱和聚酯，其中，采用反丁烯二酸不饱和二元酸制备的聚酯固化快且固化度高，具有较高的力学性能与耐腐蚀性能，饱和二元酸选择具有直链结构的戊二酸可获得柔韧性好的树脂，且引入含刚性苯环的邻苯二甲酸酐提高树脂的强韧性等综合性能，控制不饱和二元酸和饱和二元酸的比例，从而调节聚酯的不饱和度，增加树脂的韧性，改善其在乙烯基类单体中的溶解性，并采用采用1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇多种醇配合与二元酸反应，生产的聚酯树脂具有很好的柔韧性和耐腐蚀性，生成的聚酯分子中的双键与乙烯基单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯快速发生自由基共聚反应，得到性能良好的体型结构产物，提高材料的弯曲强度、抗张强度等力学性能及耐化学腐蚀性，降低固化收缩率，且加入的少量亚麻油能够进一步改善不饱和聚酯的韧性和透明度，固化的制品强韧性好，不会因分子中刚性链段的存在而发生脆性开裂；此外，不饱和聚酯的制备中采用两步添加二元酸原料的方法，使得反应充分完全，采用上述原料制备得到的不饱和聚酯固化后较常规不饱和聚酯相比，其具有良好的柔韧性，可使树脂固化后的耐冲击强度、抗裂纹性和耐腐蚀性提高。无机填料的添加能够增强制品的强度、硬度，改善制品尺寸稳定性，通过控制无机填料中不同粒径的比例，使得无机填料能够很好的分散在不饱和聚酯中并有效填充到纤维之间，减小两者之间的空隙，提高制品的致密性，从而提高填料对材料的增强效果，增强制品的力学性能，在刚度、硬度提高的同时，强度及尺寸稳定性好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种玻璃钢化粪池，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐38份、戊二酸26份、反丁烯二酸18份、亚麻油5份、1,2-丙二醇14份、一缩二乙二醇30份、新戊二醇8份、苯乙烯7份、甲基丙烯酸甲酯9份、邻苯二甲酸二烯丙酯5份、阻聚剂0.1份、聚醋酸乙烯酯1份、无机填料20份、抗氧剂0.2份、固化剂3份、促进剂5份、玻璃纤维60份、竹纤维30份；无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为10：30：40：20；其中，阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚，无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙按照1：9的重量比组成的，抗氧剂为抗氧剂1010。
本发明还提出了上述玻璃钢化粪池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，在10min内升温至80℃，然后在30min内升温至160℃，保温50min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，在50min内升温至200℃，保温60min，抽真空，加入阻聚剂，降温至90℃，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
实施例2
本发明提出的一种玻璃钢化粪池，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐50份、戊二酸18份、反丁烯二酸25份、亚麻油2份、1,2-丙二醇21份、一缩二乙二醇21份、新戊二醇14份、苯乙烯11份、甲基丙烯酸甲酯6份、邻苯二甲酸二烯丙酯8份、阻聚剂0.5份、聚醋酸乙烯酯3份、无机填料30份、抗氧剂1份、固化剂5份、促进剂3份、玻璃纤维80份、竹纤维20份；无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为20：20：50：10；其中，阻聚剂为对苯二酚，无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、硫酸钡按照1：7.5：1.5的重量比组成的，抗氧剂为抗氧剂1076。
本发明还提出了上述玻璃钢化粪池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，在20min内升温至80℃，然后在40min内升温至170℃，保温60min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，在60min内升温至210℃，保温90min，抽真空，加入阻聚剂，降温至100℃，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
实施例3
本发明提出的一种玻璃钢化粪池，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐42份、戊二酸24份、反丁烯二酸20份、亚麻油4份、1,2-丙二醇17份、一缩二乙二醇27份、新戊二醇10份、苯乙烯8份、甲基丙烯酸甲酯8份、邻苯二甲酸二烯丙酯7份、阻聚剂0.2份、聚醋酸乙烯酯1.5份、无机填料24份、抗氧剂0.4份、固化剂3.5份、促进剂4份、玻璃纤维70份、竹纤维25份；无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为14：27：46：13；其中，阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚，无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、氢氧化铝按照3：20：10：8的重量比组成的，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1076按照1：1的重量比组成的。
本发明还提出了上述玻璃钢化粪池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，在14min内升温至80℃，然后在33min内升温至165℃，保温55min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，在50min内升温至205℃，保温70min，抽真空，加入阻聚剂，降温至95℃，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
实施例4
本发明提出的一种玻璃钢化粪池，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐47份、戊二酸20份、反丁烯二酸22份、亚麻油3份、1,2-丙二醇19份、一缩二乙二醇23份、新戊二醇12份、苯乙烯10份、甲基丙烯酸甲酯7份、邻苯二甲酸二烯丙酯6份、阻聚剂0.3份、聚醋酸乙烯酯2.5份、无机填料27份、抗氧剂0.5份、固化剂4份、促进剂4份、玻璃纤维73份、竹纤维23份；无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为15：25：45：15；其中，阻聚剂为对苯二酚，无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、氢氧化铝按照5：15：15：5的重量比组成的，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照1：1的重量比组成的。
本发明还提出了上述玻璃钢化粪池的制备方法，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，在17min内升温至80℃，然后在37min内升温至165℃，保温60min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，在55min内升温至205℃，保温80min，抽真空，加入阻聚剂，降温至100℃，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
对比例1
与实施例4相比，其区别仅在于无机填料的粒径为2-20μm。
对比例2
与实施例4相比，其区别仅在于无机填料的粒径为20-50μm。
对本发明实施例1-4和对比例1和2中制得的玻璃钢化粪池的力学性能参数进行检测，检测结果见下表。
表1 玻璃钢化粪池的性能参数
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2
冲击强度(KJ/m2) 200 203 207 208 188 190
抗压强度(MPa) 205 202 210 210 192 193
邵氏硬度(D) 111 107 112 114 111 112
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃钢化粪池，其特征在于，其原料按重量份包括：邻苯二甲酸酐38-50份、戊二酸18-26份、反丁烯二酸18-25份、亚麻油2-5份、1,2-丙二醇14-21份、一缩二乙二醇21-30份、新戊二醇8-14份、苯乙烯7-11份、甲基丙烯酸甲酯6-9份、邻苯二甲酸二烯丙酯5-8份、阻聚剂0.1-0.5份、聚醋酸乙烯酯1-3份、无机填料20-30份、抗氧剂0.2-1份、固化剂3-5份、促进剂3-5份、玻璃纤维60-80份、竹纤维20-30份；所述无机填料的粒径为0.01-100μm，其中，无机填料中粒径为0.01≤D≤2μm、粒径为2&lt;D≤20μm、粒径为20&lt;D≤50μm、粒径为50&lt;D≤100μm的重量百分占比分别为10-20：20-30：40-50：10-20。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢化粪池，其特征在于，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚或对苯二酚。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃钢化粪池，其特征在于，所述无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、硫酸钡、氢氧化铝中的至少两种。
4.根据权利要求3所述的玻璃钢化粪池，其特征在于，所述无机填料为硅微粉、轻质碳酸钙、膨润土、氢氧化铝按照3-5：15-20：10-15：5-8的重量比组成的。
5.根据权利要求1-4任一项所述的玻璃钢化粪池，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的玻璃钢化粪池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，升温，保温，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，升温，保温，抽真空，加入阻聚剂，降温，加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌，得不饱和聚酯树脂；
S2、将不饱和聚酯树脂、无机填料、固化剂、促进剂、抗氧剂混合，得树脂胶液；
S3、将玻璃纤维、竹纤维混合均匀，在树脂胶液中进行浸胶，得到缠绕纤维；
S4、将封头胚体与缠绕纤维结合制成封头，然后将封头、隔板和化粪池筒胚镶嵌在一起制成芯膜；
S5、将缠绕纤维缠绕在芯膜上制成化粪池初型，固化、修整，即得。
7.根据权利要求6所述的玻璃钢化粪池的制备方法，其特征在于，S1中，在氮气保护下，将1,2-丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、反丁烯二酸加入到反应容器中，升温至160-170℃，保温50-60min，再加入邻苯二甲酸酐、戊二酸、亚麻油，升温至200-210℃，保温60-90min。
8.根据权利要求7所述的玻璃钢化粪池的制备方法，其特征在于，升温至160-170℃是先在10-20min内升温至80℃，然后在30-40min内升温至160-170℃。
9.根据权利要求7所述的玻璃钢化粪池的制备方法，其特征在于，升温至200-210℃是在40-60min内自160-170℃升温至200-210℃。
10.根据权利要求6-9任一项所述的玻璃钢化粪池的制备方法，其特征在于，降温至90-100℃。
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