CN109942994A - 一种高抗压强耐腐井盖配方材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抗压强耐腐井盖配方材料及其制备工艺，井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂20‑30份、高抗冲PVC复合树脂15‑35份、聚丙烯10‑20份、高强玻璃纤维4‑10份、石墨烯复合材料3‑9份、硅酸镁4‑10份、空心玻璃微珠3‑8份、氯化石蜡4‑12份、碳酸钙2‑8份、紫外线吸收剂1‑3份、热稳定剂2‑4份、纳米二氧化钛5‑8份、纳米二氧化硅2‑6份，本发明制备工艺简单，制得的井盖配方材料力学性能好、强度高，具有良好的抗疲劳性和抗冲击性，采用该配方材料制得的井盖耐候性好，承载重量大，强度高、抗压耐腐蚀性能好，不易损坏，使用寿命长。

Description

一种高抗压强耐腐井盖配方材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及井盖材料制备技术领域，具体为一种高抗压强耐腐井盖配方材料及其制备工艺。
背景技术
井盖是通往地下设施出入口顶部的封闭物。凡是安装自来水、电信、电力、燃气、热力、光缆、消防、环卫等公用设施的地方就需要安装检查井盖。因此，井盖的市场容量很大。传统的检查井盖多为铸铁井盖，由于铸铁井盖经常被盗而引起了许多社会问题，人们纷纷采取各种措施，从无回收利用价值角度出发，研发了不少新型井盖。其中新型的高分子复合材料井盖出现后，由于其产品回收价值极低，较好的解决了防盗的问题。现有的树脂型井盖具有一定的抗压性能，但是抗压性能差，而且耐腐蚀性能差，使用寿命短，因此，有必要对井盖的配方材料进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗压强耐腐井盖配方材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高抗压强耐腐井盖配方材料,井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂20-30份、高抗冲PVC复合树脂15-35份、聚丙烯10-20份、高强玻璃纤维4-10份、石墨烯复合材料3-9份、硅酸镁4-10份、空心玻璃微珠3-8份、氯化石蜡4-12份、碳酸钙2-8份、紫外线吸收剂1-3份、热稳定剂2-4份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅2-6份。
优选的，井盖配方材料组份优选的成分配比包括氟碳树脂25份、高抗冲PVC复合树脂25份、聚丙烯15份、高强玻璃纤维7份、石墨烯复合材料6份、硅酸镁7份、空心玻璃微珠6份、氯化石蜡8份、碳酸钙5份、紫外线吸收剂2份、热稳定剂3份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅4份。
优选的，所述热稳定剂采用钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、钾锌复合稳定剂中的一种或几种混合物。
优选的，其制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为20min-30min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为180-220℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
优选的，所述步骤A中搅拌速率为800-1600转/分，加热温度为55-70℃，时间为10min-18min。
优选的，所述步骤B中混炼温度为140-180℃，时间为12-22min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，制得的井盖配方材料力学性能好、强度高，具有良好的抗疲劳性和抗冲击性，采用该配方材料制得的井盖耐候性好，承载重量大，强度高、抗压耐腐蚀性能好，不易损坏，使用寿命长；其中，本发明中添加氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯混合物，能够提高制备的井盖的韧性和抗冲击性；添加的石墨烯复合材料中石墨烯的疏水性和抗渗透性，可以有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增强了井盖的抗腐蚀性；添加的空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点；添加的氯化石蜡能够增强井盖的抗老化性和柔韧性；添加的热稳定剂能够提高井盖的耐高温性能；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，能够对各材料组份充分混合，进一步提高了井盖的机械性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种高抗压强耐腐井盖配方材料,井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂20-30份、高抗冲PVC复合树脂15-35份、聚丙烯10-20份、高强玻璃纤维4-10份、石墨烯复合材料3-9份、硅酸镁4-10份、空心玻璃微珠3-8份、氯化石蜡4-12份、碳酸钙2-8份、紫外线吸收剂1-3份、热稳定剂2-4份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅2-6份。
实施例一：
井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂20份、高抗冲PVC复合树脂15份、聚丙烯10份、高强玻璃纤维4份、石墨烯复合材料3份、硅酸镁4份、空心玻璃微珠3份、氯化石蜡4份、碳酸钙2份、紫外线吸收剂1份、热稳定剂2份、纳米二氧化钛5份、纳米二氧化硅2份。
本实施例中，热稳定剂采用钙锌复合稳定剂。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为20min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为180℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
本实施例中，步骤A中搅拌速率为800转/分，加热温度为55℃，时间为10min。
本实施例中，步骤B中混炼温度为140℃，时间为12min。
实施例二：
井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂30份、高抗冲PVC复合树脂35份、聚丙烯20份、高强玻璃纤维10份、石墨烯复合材料9份、硅酸镁10份、空心玻璃微珠8份、氯化石蜡12份、碳酸钙8份、紫外线吸收剂3份、热稳定剂4份、纳米二氧化钛8份、纳米二氧化硅6份。
本实施例中，热稳定剂采用钡锌复合稳定剂。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为30min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为220℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
本实施例中，步骤A中搅拌速率为1600转/分，加热温度为70℃，时间为18min。
本实施例中，步骤B中混炼温度为180℃，时间为22min。
实施例三：
井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂22份、高抗冲PVC复合树脂18份、聚丙烯12份、高强玻璃纤维6份、石墨烯复合材料4份、硅酸镁5份、空心玻璃微珠4份、氯化石蜡6份、碳酸钙3份、紫外线吸收剂2份、热稳定剂3份、纳米二氧化钛6份、纳米二氧化硅3份。
本实施例中，热稳定剂采用钾锌复合稳定剂。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为22min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为190℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
本实施例中，步骤A中搅拌速率为900转/分，加热温度为58℃，时间为12min。
本实施例中，步骤B中混炼温度为150℃，时间为15min。
实施例四：
井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂28份、高抗冲PVC复合树脂30份、聚丙烯18份、高强玻璃纤维8份、石墨烯复合材料8份、硅酸镁8份、空心玻璃微珠7份、氯化石蜡10份、碳酸钙7份、紫外线吸收剂2份、热稳定剂4份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅5份。
本实施例中，热稳定剂采用钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂混合物。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为24min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为195℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
本实施例中，步骤A中搅拌速率为900转/分，加热温度为58℃，时间为12min。
本实施例中，步骤B中混炼温度为155℃，时间为17min。
实施例五：
井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂25份、高抗冲PVC复合树脂25份、聚丙烯15份、高强玻璃纤维7份、石墨烯复合材料6份、硅酸镁7份、空心玻璃微珠6份、氯化石蜡8份、碳酸钙5份、紫外线吸收剂2份、热稳定剂3份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅4份。
本实施例中，热稳定剂采用钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、钾锌复合稳定剂混合物。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为25min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为200℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
本实施例中，步骤A中搅拌速率为1200转/分，加热温度为64℃，时间为14min。
本实施例中，步骤B中混炼温度为160℃，时间为17min。
实验例：
采用本发明各实施例制得的配方材料制备井盖，对井盖进行性能测试，得到数据如下表：
抗冲击强度（MPA） 拉伸强度（MPA）
实施例一 135 85
实施例二 138 88
实施例三 140 87
实施例四 142 82
实施例五 145 90
综上所述，本发明制备工艺简单，制得的井盖配方材料力学性能好、强度高，具有良好的抗疲劳性和抗冲击性，采用该配方材料制得的井盖耐候性好，承载重量大，强度高、抗压耐腐蚀性能好，不易损坏，使用寿命长；其中，本发明中添加氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯混合物，能够提高制备的井盖的韧性和抗冲击性；添加的石墨烯复合材料中石墨烯的疏水性和抗渗透性，可以有效屏蔽腐蚀介质的渗入，增强了井盖的抗腐蚀性；添加的空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点；添加的氯化石蜡能够增强井盖的抗老化性和柔韧性；添加的热稳定剂能够提高井盖的耐高温性能；此外，本发明采用的制备工艺操作简单，能够对各材料组份充分混合，进一步提高了井盖的机械性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高抗压强耐腐井盖配方材料,其特征在于：井盖配方材料组份按重量份数包括氟碳树脂20-30份、高抗冲PVC复合树脂15-35份、聚丙烯10-20份、高强玻璃纤维4-10份、石墨烯复合材料3-9份、硅酸镁4-10份、空心玻璃微珠3-8份、氯化石蜡4-12份、碳酸钙2-8份、紫外线吸收剂1-3份、热稳定剂2-4份、纳米二氧化钛5-8份、纳米二氧化硅2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗压强耐腐井盖配方材料,其特征在于：井盖配方材料组份优选的成分配比包括氟碳树脂25份、高抗冲PVC复合树脂25份、聚丙烯15份、高强玻璃纤维7份、石墨烯复合材料6份、硅酸镁7份、空心玻璃微珠6份、氯化石蜡8份、碳酸钙5份、紫外线吸收剂2份、热稳定剂3份、纳米二氧化钛7份、纳米二氧化硅4份。
3.根据权利要求1所述的一种高抗压强耐腐井盖配方材料,其特征在于：所述热稳定剂采用钙锌复合稳定剂、钡锌复合稳定剂、钾锌复合稳定剂中的一种或几种混合物。
4.实现权利要求1所述的一种高抗压强耐腐井盖配方材料的制备工艺,其特征在于：其制备工艺包括以下步骤：
A、将石墨烯复合材料、硅酸镁、空心玻璃微珠、氯化石蜡、碳酸钙、紫外线吸收剂、热稳定剂混合后加入搅拌釜中加热搅拌，得到混合物A；
B、在混炼机中依次加入氟碳树脂、高抗冲PVC复合树脂、聚丙烯、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅，充分混合后进行混炼，得到混合物B；
C、将混合物A和混合物B充分混合后加入混合罐中，并将混合罐放入水浴锅中进行超声混合，时间为20min-30min，得到混合物C；
D、将步骤C得到的混合物C加入挤出机中挤出，挤出温度为180-220℃，挤出的材料即为井盖配方材料。
5.根据权利要求4所述的一种高抗压强耐腐井盖配方材料的制备工艺,其特征在于：所述步骤A中搅拌速率为800-1600转/分，加热温度为55-70℃，时间为10min-18min。
6.根据权利要求4所述的一种高抗压强耐腐井盖配方材料的制备工艺,其特征在于：所述步骤B中混炼温度为140-180℃，时间为12-22min。
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