CN111470804A

CN111470804A - 非金属复合材料坑渠盖及其制造方法

Info

Publication number: CN111470804A
Application number: CN202010298137.5A
Authority: CN
Inventors: 王漢珽; 邓伟锋; 谢镇明
Original assignee: Fibrpro New Material Technology Shenzhen Co ltd
Current assignee: Fibrpro New Material Technology Shenzhen Co ltd
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-07-31

Abstract

本发明公开了一种非金属复合材料坑渠盖及其制造方法，包括以下步骤：S1按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30%～55%、粉状填充物15%～25%、纤维材料3%～6%、固化剂3%～4%、促进剂0.03%～0.04%、余量为树脂；S2将促进剂与树脂混合S3；把固化剂、纤维材料、白英砂和粉状填充物加入树脂中搅拌S4；将S3得到的混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；S5开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。通过使用拉挤格栅作为骨架，无需担心腐蚀、不同物料间膨胀不均匀问题，面板也无需完全包覆骨架，在保证强度的同时大大减轻整体重量，竖向设置的通水孔更美观、更方便水沟拐角处的安装。

Description

非金属复合材料坑渠盖及其制造方法

技术领域

本发明涉及坑渠盖技术领域，特别涉及一种非金属复合材料坑渠盖及其制造方法。

背景技术

现时市面上的坑渠盖主要由铸铁、镀锌钢材、不锈钢等金属材料，石材、砖瓦、混凝土、纤维增强复合材料等非金属材料制成。铸铁金属坑渠盖在水与空气的环境下会腐蚀生锈，导致金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能显著降低，形成安全隐患，金属渠盖在夏天太阳直射下表面温度高，不适合在游泳池等裸脚地方采用。另外就是普遍不美观，不适合在对外观要求较高的绿化园林中采用，石材普遍承重强度不高，在人流较多地方会形成安全隐患，它们通常都要与镀锌钢板或不锈钢板制作的盘子一起使用，纤维增强复合材料渠盖没有以上的缺点，但市面上的复材渠盖基本上都是内加钢筋或钢板，在湿润的环境同样会产生腐蚀问题，金属膨胀还会导致表面物料产生裂缝，缩短渠盖的使用寿命。此外，含金属渠盖要达到等级D400(40吨)的承重要求，其重量必定非常重，加大工人的负担，而且现有的坑渠盖的通水孔与水沟方向垂直，视觉效果不好，在水沟拐角处安装时，沿斜线切割后在拐角处安装时通水孔不能契合连接，很不美观。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种非金属复合材料坑渠盖，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种非金属复合材料坑渠盖，包括：面板，所述面板具有多个通水孔；骨架，所述骨架的材料为拉挤格栅，所述骨架与面板连接；

进一步地，所述骨架的一部分嵌入所述面板中，所述面板的厚度至少大于10mm且小于所述骨架的厚度。

进一步地，所述骨架由横向加强筋和竖向加强筋正交连接设置形成格栅，所述横向加强筋为主受力筋，所述横向加强筋的形状为板状、工字型或T字型，所述竖向加强筋的形状为圆柱状。

进一步地，所述通水孔为条形，所述通水孔的长度方向与横向加强筋的长度方向垂直。

进一步地，所述面板的材料为纤维增强混凝土、树脂混凝土、纤维增强复合材料、工程塑料、纤维增强塑料中的一种，所述面板的表面设有一层混有染色砂的树脂混凝土。

一种非金属复合材料坑渠盖的制造方法，包括以下步骤：

S1 按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30%～55%、粉状填充物15%～25%、纤维材料3%～6%、固化剂3%～4%、促进剂0.03%～0.04%、余量为树脂；

向树脂中加入促进剂混合，再加入固化剂、纤维材料、白英砂和粉状填充物进行搅拌得到第一混合物；

S2 将第一混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

S3 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

进一步地，所述步骤S2还设有步骤S11：

按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30%～55%、粉状填充物15%～25%、纤维材料3%～6%、固化剂3%～4%、促进剂0.03%～0.04%、余量为树脂，其中白英砂和粉状填充物经染色处理过；

向树脂中加入促进剂混合，再加入固化剂、纤维材料、染色处理过的白英砂和粉状填充物进行搅拌得到第二混合物；

进一步地，所述步骤S2包括：

S21 将第二混合物倒入模具中至厚度为5～10mm；

S22 把拉挤格栅骨架放进模具；

S23 向模具中倒入第一混合物，使拉挤格栅骨架全部嵌入或部分嵌入混合物中。

进一步地，所述步骤S3包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后脱去模具，在10℃～120℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

进一步地，所述步骤S1中，所述纤维材料至少包含玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维和聚酯纤维中的一种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该种发明设计合理，使用方便，通过使用拉挤格栅作为骨架，无需担心腐蚀、不同物料间膨胀不均匀问题，面板也无需完全包覆骨架，大大减轻整体重量，竖向的通水孔更美观、更方便水沟拐角处的安装。

附图说明

图1为本发明的一种非金属复合材料坑渠盖的结构示意图。

图2为本发明的一种非金属复合材料坑渠盖的俯视图。

图3为本发明的一种非金属复合材料坑渠盖的骨架的结构图。

图中：1、面板；2、骨架；11、通水孔；21、横向加强筋；22、竖向加强筋。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-3所示的一种非金属复合材料坑渠盖，包括：面板1，所述面板1具有多个通水孔11；骨架2，所述骨架2为拉挤格栅，拉挤格栅为采用纤维增强复合材料通过拉挤工艺制作的格栅，所述骨架2嵌入面板固定连接，面板可以为正方形、长方形、三角形、多边形、圆形、梯形、扇形及不规则形状，拉挤格栅具有更高的强度，且耐腐蚀，重量轻，其比重是钢材的1/4，是铝材的2/3，承载能力大，其拉伸与弯曲强度为600Mpa以上，抗疲劳能力约为钢材的50倍，耐腐蚀、不褪色，安装方便；

其中，所述骨架2的一部分嵌入所述面板1中，所述骨架2也可以全部嵌入面板1中，由于骨架2为拉挤格栅，不同于一般所使用的金属骨架，拉挤格栅无需担心腐蚀问题，可以只是部分嵌入面板，大大减轻整体重量。

其中，所述骨架2由横向加强筋21和竖向加强筋22正交连接设置形成格栅，所述横向加强筋21为主受力筋，所述横向加强筋21的形状为板状、工字型或T字型，所述竖向加强筋22的形状为圆柱状，竖向加强筋22其作用是连接承重型材。

其中，所述通水孔11为条形，所述通水孔11的长度方向与横向加强筋21的长度方向垂直或与安装方向、水沟长度方向平行，一般坑渠盖的通水孔与水沟长度方向垂直，视觉效果没有平行的好，而且在水沟拐角处，带与水沟长度方向垂直的通水孔的坑渠盖不能沿斜线切割后重新安装在水沟拐角处，被切断的通水孔不能重新连接，很不美观，而带与水沟长度方向平行的通水孔的坑渠盖切割并在水沟拐角处安装后通水孔能够完美连接，更加美观，通水孔也可以制作为方形、圆形、矩形等任意形状。

其中，所述面板1的材料为纤维增强混凝土、树脂混凝土、纤维增强复合材料、工程塑料、纤维增强塑料中的一种，在制作面板时，为达到更好的使用效果可以在制作时混入玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维等纤维材料中的一种或多种。

其中，所述面板1的表面设有一层混有染色砂的树脂混凝土，可以使用任意颜色，更加美观。

实施例1

步骤1 按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30%、粉状填充物15%、纤维材料3%、固化剂3%、促进剂0.03%、余量为树脂，白英砂可选用40、60或80目；

步骤2 将促进剂与树脂混合；

步骤3 把固化剂、纤维材料、白英砂和粉状填充物加入树脂中搅拌；

步骤4 将3得到的混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

步骤5 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

其中，混合前对部分白英砂和部分粉状填充物染色处理，使用经染色处理的白英砂和粉状填充物经步骤1-3制得第二混合物，使用未经染色处理的白英砂和粉状填充物经步骤1-3制得第一混合物。

其中，所述步骤4包括：

步骤4.1 将第二混合物倒入模具中至厚度为5mm；

步骤4.2 把拉挤格栅骨架放进模具；

步骤4.3 继续倒入第一混合物至总厚度为15mm，使部分拉挤格栅骨架嵌入混合物中。

其中，所述步骤5包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后脱去模具，在10℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

其中，所述步骤1中，所述纤维材料至少包含玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维和聚酯纤维中的一种。

实施例2

步骤1 按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂55%、粉状填充物25%、纤维材料6%、固化剂4%、促进剂0.04%、余量为树脂；

步骤2 将促进剂与树脂混合；

步骤4 将3得到的混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

步骤5 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

其中，所述步骤4包括：

步骤4.1 将第二混合物倒入模具中至厚度为10mm；

步骤4.2 把拉挤格栅骨架放进模具；

步骤4.3 继续倒入第一混合物至总厚度为20mm，使部分拉挤格栅骨架嵌入混合物中。

其中，所述步骤5包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后连同模具在60℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

实施例3

步骤1 按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂40%、粉状填充物20%、纤维材料4%、固化剂3.5%、促进剂0.035%、余量为树脂；

步骤2 将促进剂与树脂混合；

步骤4 将3得到的混合物以及玻璃纤维拉挤格栅骨架放入模具；

步骤5 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

其中，所述步骤4包括：

步骤4.1 将第二混合物倒入模具中至厚度为10mm；

步骤4.2 把玻璃纤维拉挤格栅骨架放进模具；

步骤4.3 继续倒入第一混合物至完全浸没拉玻璃纤维挤格栅骨架，使玻璃纤维拉挤格栅骨架完全嵌入混合物中。

其中，所述步骤5包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后脱去模具，在50℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

实施例4

S1 按重量百分比对以下原料进行配比：染色处理过的白英砂46%、染色处理过的粉状填充物19%、纤维材料3.5%、固化剂3.5%、促进剂0.03%、余量为树脂；

向树脂中加入促进剂混合，再加入固化剂、纤维材料、白英砂和粉状填充物进行搅拌得到混合物；

S2 将混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

S3 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

其中，所述步骤S2包括：

S21 把拉挤格栅骨架放进模具；

S22 继续倒入混合物至完全浸没玻璃纤维挤格栅骨架，使玻璃纤维拉挤格栅骨架完全嵌入混合物中。

其中，所述步骤S3包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后脱去模具，在90℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗，如果选用高于100℃的温度进行固化会使开裂的可能性增大。

其中，所述步骤S1中，所述纤维材料至少包含玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维和聚酯纤维中的一种。

实施例5

S1 按重量百分比对以下原料进行配比：染色处理过的白英砂46%、染色处理过的粉状填充物19%、纤维材料3.5%、固化剂3.5%、促进剂0.03%、余量为耐高温树脂；

S2 将混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

S3 开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

其中，所述步骤S2包括：

S21 把拉挤格栅骨架放进模具；

其中，所述步骤S3包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后连同模具在120℃的温度下深度固化及后固化，可以约束混合物膨胀产生开裂，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

实施例1与实施例2的不同点在于实施例2减少了树脂的使用量，提高了其他原料的使用量，以及采用更高的温度进行固化和提高染色层的厚度，实施例1与实施例2都能制备出面板部分，为常规的树脂混凝土制造流程，面板的部分也能采用其他材料如纤维增强混凝土、树脂混凝土、纤维增强复合材料、工程塑料或纤维增强塑料，而提高强度及减轻重量的关键在于使用了拉挤格栅作为骨架，其拉伸与弯曲强度为600Mpa以上，抗疲劳能力约为钢材的50倍，上述实施例的方法制造的产品均达到等级D400（40吨）的要求，又因为拉挤格栅无需担心腐蚀问题，可以减少面板材料的用量，大大减轻整体重量，也可以如实施例3一样使拉挤格栅骨架完全嵌入混合物，也可以如实施例4一样整个面板都使用染色砂材料，以及使用相对更高的温度加速固化，但这样做成本会更高，开裂的可能性也随温度增加，而实施例5中选用耐高温树脂则可在通过超高温固化提高生产效率的情况下避免开裂的情况。其比起传统金属渠盖（球墨铸铁、镀锌、不锈钢等），此坑渠盖耐气候变化、耐各类物理、化学腐蚀，比起树脂混凝土渠盖，此坑渠盖有更高的结构承载力，比起金属增强混凝土渠盖，此构造没有保护层的限制，解决一般含金属渠盖因生锈膨胀所产生的保护层剥落问题，比起金属增强复合材料渠盖，构成此坑渠盖各种材料的各项系数接近，在受力及温度变化环境中能够更好地共同工作，各种材料之间的握裹力能最大限度地保持稳定，比起高分子塑料和复合材料格栅渠盖，此坑渠盖形式、造型、可选颜色及纹理多样，美观大方。可配合周边环境设计，打破传统局限，制成不同颜色、图案、尺寸、形状、渠孔图案、表层处理,大大增加景观设计的自由度及可塑性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种非金属复合材料坑渠盖，其特征在于，包括：

面板(1)，所述面板(1)具有多个通水孔(11)；

骨架(2)，所述骨架(2)为拉挤格栅，所述骨架(2)与面板连接。

2.根据权利要求1所述的非金属复合材料坑渠盖，其特征在于，所述骨架(2)的一部分嵌入所述面板(1)中。

3.根据权利要求2所述的非金属复合材料坑渠盖，其特征在于，所述骨架(2)由横向加强筋(21)和竖向加强筋(22)正交连接设置形成格栅，所述横向加强筋(21)为主受力筋，所述横向加强筋(21)的形状为板状、工字型或T字型，所述竖向加强筋(22)的形状为圆柱状。

4.根据权利要求2所述的非金属复合材料坑渠盖，其特征在于，所述通水孔(11)为条形，所述通水孔(11)的长度方向与横向加强筋(21)的长度方向垂直。

5.根据权利要求1-4所述的任意一种非金属复合材料坑渠盖，其特征在于，所述面板(1)的材料为纤维增强混凝土、树脂混凝土、纤维增强复合材料、工程塑料、纤维增强塑料中的一种,所述面板(1)的表面设有一层混有染色砂的树脂混凝土。

6.一种非金属复合材料坑渠盖的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30％～55％、粉状填充物15％～25％、纤维材料3％～6％、固化剂3％～4％、促进剂0.03％～0.04％、余量为树脂；

S2将第一混合物以及拉挤格栅骨架放入模具；

S3开启震动台使模具中的混合物震动成型，随后静置。

7.根据权利要求6所述的非金属复合材料坑渠盖的制造方法，其特征在于，所述步骤S2还设有步骤S11：

按重量百分比对以下原料进行配比：白英砂30％～55％、粉状填充物15％～25％、纤维材料3％～6％、固化剂3％～4％、促进剂0.03％～0.04％、余量为树脂，其中白英砂和粉状填充物经染色处理过；

向树脂中加入促进剂混合，再加入固化剂、纤维材料、染色处理过的白英砂和粉状填充物进行搅拌得到第二混合物。

8.根据权利要7所述的非金属复合材料坑渠盖的制造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21将第二混合物倒入模具中至厚度为5～10mm；

S22把拉挤格栅骨架放进模具；

S23向模具中倒入第一混合物，使拉挤格栅骨架全部嵌入或部分嵌入混合物中。

9.根据权利要求6-8所述的任意一种非金属复合材料坑渠盖的制造方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

震动成型待混合物初步凝胶固化后，在10℃～120℃的温度下深度固化及后固化，对完全固化后的产品磨平底部、除去残余物及清洗。

10.根据权利要求6-8所述的任意一种非金属复合材料坑渠盖的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述纤维材料至少包含玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维和聚酯纤维中的一种。