CN112708243A - 一种环保型环氧树脂窖井盖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及窖井盖生产技术领域，具体涉及一种环保型环氧树脂窖井盖及其制备方法，包括：环氧树脂复合材料、活性钙和固化剂；相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5‑10重量份，所述固化剂的含量为20‑35重量份；其中，所述环氧树脂复合材料具有核壳结构，以玄武岩纤维废料为核，以环氧树脂和苯乙烯为壳；所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为75‑88重量%，所述环氧树脂的含量为10‑20重量%，苯乙烯的含量为2‑5重量%。该环保型环氧树脂窖井盖强度较高，耐磨耐酸耐碱性强，使用寿命长，阻燃性和绝缘性好，综合力学性能好。
Description
技术领域
本发明涉及窖井盖生产技术领域，具体涉及一种环保型环氧树脂窖井盖及其制备方法。
背景技术
玄武岩纤维是以天然玄武岩拉制的连续纤维，是玄武岩石料在1450℃-1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有金属光泽。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
窖井盖是城市道路排水系统中最常用到的一种器材，作用是为了让雨水通过窖井盖排入到下水系统中。由于其常年经受各种风暴日晒、污水侵蚀，对窖井盖的耐酸碱、耐温、力学性能、耐摩擦等性能提出了较高要求。然而，目前，市场上生产的窖井盖强度较低，耐磨耐酸耐碱性较弱，使用寿命短，阻燃性和绝缘性低，综合力学性能较弱。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种环保型环氧树脂窖井盖及其制备方法，该环保型环氧树脂窖井盖强度较高，耐磨耐酸耐碱性强，使用寿命长，阻燃性和绝缘性好，综合力学性能好。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种环保型环氧树脂窖井盖，包括：环氧树脂复合材料、活性钙和固化剂；相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-10重量份，所述固化剂的含量为20-35重量份；
其中，所述环氧树脂复合材料具有核壳结构，以玄武岩纤维废料为核，以环氧树脂和苯乙烯为壳；所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为75-88重量％，所述环氧树脂的含量为10-20重量％，苯乙烯的含量为2-5重量％。
优选地，所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为84-88重量％，所述环氧树脂的含量为10-13重量％，苯乙烯的含量为2-3重量％。
优选地，相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-7重量份，所述固化剂的含量为20-25重量份。
本发明第二方面提供一种所述的环保型环氧树脂窖井盖的制备方法，该方法包括：将环氧树脂复合材料进行破碎，再与活性钙混合5-10min，然后与固化剂混合5-10min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型。
优选地，所述热压的条件包括：热压温度为170-250℃，热压时间为8-20min。
优选地，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
(1)将环氧树脂和苯乙烯混合，得到预混液；
(2)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与所述预混液混合搅拌10-25min，然后进行烘干。
优选地，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
(1)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合5-10min；
(2)将步骤(1)得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌10-25min，然后进行烘干。
优选地，所述预破碎使得碎料长度为1-8cm。
优选地，所述烘干的温度为70-80℃。
与现有技术相比，本发明提供的环保型环氧树脂窖井盖充分利用玄武岩纤维废料，采用特定结构的环氧树脂复合材料，使得环氧树脂用量低，并配合其他技术特征，使得环保型环氧树脂窖井盖强度较高，耐磨耐酸碱性强，使用寿命长，阻燃性和绝缘性好，综合力学性能好。
本发明的环保型环氧树脂窖井盖的制备方法能够制备得到前述特定的环保型环氧树脂窖井盖，工艺简单，成本低；具有很好的经济效益。
采用本发明的优选的环氧树脂复合材料的制备方法，能够进一步提高环保型环氧树脂窖井盖的强度较高以及综合力学性能，且能充分利用玄武岩纤维废料，降低环氧树脂用量。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种环保型环氧树脂窖井盖，包括：环氧树脂复合材料、活性钙和固化剂；相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-10重量份，所述固化剂的含量为20-35重量份；
其中，所述环氧树脂复合材料具有核壳结构，以玄武岩纤维废料为核，以环氧树脂和苯乙烯为壳；所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为75-88重量％，所述环氧树脂的含量为10-20重量％，苯乙烯的含量为2-5重量％。
本发明中，所述以环氧树脂和苯乙烯为壳可以是以环氧树脂和苯乙烯的混合料为壳，也可以是环氧树脂为外层，苯乙烯为中间层的双层结构，形成壳。优选为后者。
根据本发明，优选地，所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为84-88重量％，所述环氧树脂的含量为10-13重量％，苯乙烯的含量为2-3重量％。该优选方案下，更利于提高所得环保型环氧树脂窖井盖的综合性能，且环氧树脂用量低。
根据本发明，优选地，相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-7重量份，所述固化剂的含量为20-25重量份。
本发明中，对所述玄武岩纤维废料的来源没有任何限制，可以为纤维状或可以破碎为纤维状即可；例如，可以为回收的玄武岩纤维废料。
本发明中，对所述固化剂没有任何限制，只要为环氧树脂固化剂即可，例如购自无锡欣叶豪化工有限公司的593环氧树脂固化剂。
本发明提供的环保型环氧树脂窖井盖充分利用玄武岩纤维废料，采用特定结构的环氧树脂复合材料，使得环氧树脂用量低，并配合其他技术特征，使得环保型环氧树脂窖井盖强度较高，耐磨耐酸碱性强，使用寿命长，阻燃性和绝缘性好，综合力学性能好。
本发明第二方面提供一种所述的环保型环氧树脂窖井盖的制备方法，该方法包括：将环氧树脂复合材料进行破碎，再与活性钙混合5-10min，然后与固化剂混合5-10min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型。
本发明中，所述热压成型为本领域常规的热压成型，只要能够使得混合物制成所需形状的窖井盖即可，在此不再赘述。
本发明中，对所述破碎没有限制，只要利于后续混合即可；优选地，所述破碎使得物料的长度在2-8cm。
本发明中，所述固化剂与前述第一方面的固化剂完全相同，在此不再赘述。
根据本发明，优选地，所述热压的条件包括：热压温度为170-250℃，热压时间为8-20min。更优选地，所述热压的条件包括：热压温度为170-200℃，热压时间为8-10min。
根据本发明的一种优选实施方式，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
(1)将环氧树脂和苯乙烯混合，得到预混液；
(2)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与所述预混液混合搅拌10-25min(优选为10-20min)，然后进行烘干。该优选方案形成以环氧树脂和苯乙烯的混合料为壳、以玄武岩纤维废料为核的环氧树脂复合材料。
本发明对所述环氧树脂和苯乙烯混合时间没有限制，只要使得其均匀混合即可，优选地，混合时间为5-10min。
根据本发明的另一种优选实施方式，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
(1)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合5-10min；
(2)将步骤(1)得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌10-25min，然后进行烘干。该优选方案形成以环氧树脂为外层、苯乙烯为中间层的双层结构为壳，以玄武岩纤维废料为核的环氧树脂复合材料。
根据本发明，在上述两种优选实施方式中，优选地，所述预破碎使得碎料长度为1-8cm，更优选为5-8cm。
根据本发明，在上述两种优选实施方式中，优选地，所述烘干的温度为70-80℃，更优选为70-75℃。
根据本发明的一种优选实施方式，所述环保型环氧树脂窖井盖的制备方法包括：
1)制备环氧树脂复合材料：
(1)将环氧树脂和苯乙烯混合，得到预混液；
(2)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与所述预混液混合搅拌10-25min，然后进行烘干；
或者
(1)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合5-10min；
(2)将步骤(1)得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌10-25min，然后进行烘干；
2)将制得的环氧树脂复合材料进行破碎，再与活性钙混合5-10min，然后与固化剂混合5-10min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型。
根据本发明的一种优选实施方式，所述环保型环氧树脂窖井盖的制备方法包括：
1)制备环氧树脂复合材料：
(1)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合5-10min；
(2)将步骤(1)得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌10-25min，然后进行烘干；
所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为84-88重量％，所述环氧树脂的含量为10-13重量％，苯乙烯的含量为2-3重量％；
2)将制得的环氧树脂复合材料进行破碎，再与活性钙混合5-10min，然后与固化剂混合5-10min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型；
相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-7重量份，所述固化剂的含量为20-25重量份。该优选方案下，各个步骤相互协同，使得原料用量降低，且充分利用玄武岩纤维废料；所得的环保型环氧树脂窖井盖强度较高，耐磨耐酸耐碱性强，使用寿命长，阻燃性和绝缘性好，综合力学性能好。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
(1)将环氧树脂(购自河北泽万防腐材料有限公司)和苯乙烯混合8min，得到预混液；
(2)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与所述预混液混合搅拌，然后进行烘干，得到环氧树脂复合材料；
(3)将制得的环氧树脂复合材料进行破碎至5-8cm，再与活性钙(购自长兴华阳塑胶材料有限公司)混合8min，然后与固化剂(为购自无锡欣叶豪化工有限公司的593环氧树脂固化剂)混合9min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型，得到环保型环氧树脂窖井盖。
实施例2-3
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的原料的用量以及工艺参数。
实施例4-5
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的原料的用量以及工艺参数。
表1
其中，活性钙的量和固化剂的量均为相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料的量。
实施例6
按照实施例1的方法进行，不同的是，制备所述环氧树脂复合材料的步骤不同，具体为：(1)将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合8min；(2)将步骤(1)得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌12min，然后进行烘干；其他与实施例1相同。
对比例1
按照实施例1的方法进行，不同的是，步骤(2)中不引入苯乙烯；其他与实施例1相同。
对比例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，将所有原料(即环氧树脂、苯乙烯、玄武岩纤维废料、活性钙、固化剂)直接混合20min，然后进行所述热压成型。
测试例
按照DLT5207-2005测试实施例1-6和对比例1-2得到的环保型环氧树脂窖井盖的抗冲磨强度和抗压强度；结果如表2所示。
表2
| 实施例编号 | 抗冲磨强度(h/(kg/㎡) | 抗压强度(Mpa) |
| 实施例1 | 16.9 | 78.4 |
| 实施例2 | 16.5 | 77.5 |
| 实施例3 | 16.7 | 78.1 |
| 实施例4 | 15.3 | 75.3 |
| 实施例5 | 15.6 | 75.8 |
| 实施例6 | 14.9 | 74.5 |
| 对比例1 | 13.2 | 72.3 |
| 对比例2 | 12.6 | 70.1 |
通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种环保型环氧树脂窖井盖，包括：环氧树脂复合材料、活性钙和固化剂；相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-10重量份，所述固化剂的含量为20-35重量份；
其中，所述环氧树脂复合材料具有核壳结构，以玄武岩纤维废料为核，以环氧树脂和苯乙烯为壳；所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为75-88重量%，所述环氧树脂的含量为10-20重量%，苯乙烯的含量为2-5重量%。
2.根据权利要求1所述的环保型环氧树脂窖井盖，其中，所述环氧树脂复合材料中，所述玄武岩纤维废料的含量为84-88重量%，所述环氧树脂的含量为10-13重量%，苯乙烯的含量为2-3重量%。
3.根据权利要求1或2所述的环保型环氧树脂窖井盖，其中，相对于100重量份的所述环氧树脂复合材料，所述活性钙的含量为5-7重量份，所述固化剂的含量为20-25重量份。
4.权利要求1-3中任意一项所述的环保型环氧树脂窖井盖的制备方法，该方法包括：将环氧树脂复合材料进行破碎，再与活性钙混合5-10min，然后与固化剂混合5-10min，得到混合物；将所述混合物进行热压成型。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述热压的条件包括：热压温度为170-250℃，热压时间为8-20min。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
（1）将环氧树脂和苯乙烯混合，得到预混液；
（2）将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与所述预混液混合搅拌10-25min，然后进行烘干。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括制备所述环氧树脂复合材料的步骤：
（1）将玄武岩纤维废料进行预破碎，得到碎料，将所述碎料与苯乙烯进行预混合5-10min；
（2）将步骤（1）得到的物料与环氧树脂进行混合搅拌10-25min，然后进行烘干。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述预破碎使得碎料长度为1-8cm。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述烘干的温度为70-80℃。
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