CN116218083A - 一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，选择用聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液处理过的聚丙烯塑料为基体、硼酸和微波改性过的钙粉为增强体、并添加了十二烷基叔胺盐处理过的短切玻璃纤维填料制备了一种检查井盖高强抗冲击复合材料。其中，聚乙烯醇和偶氮二异丁腈的协同作用可显著提高聚丙烯塑料的稳定性，浸泡过硼酸再经微波处理的钙粉制备的检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能显著提高，处理过的短切玻璃纤维使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。本发明制备的树脂基复合材料井盖的耐久性和稳定性不逊于铸铁井盖，信号传输性也比传统的铸铁井盖、钢筋复合树脂井盖要好很多，同时还具有高强抗冲击性。
Description
技术领域
本发明属于市政工程技术领域，涉及一种检查井盖，尤其涉及一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法。
背景技术
检查井盖是通往地下管设施，如给水、雨水、污水、电信、电力、燃气、热力、消防、环卫等的下水孔的可开启的固定封闭物。传统的检查井盖是铸铁和钢筋混凝土材质，目前在城市建设中广泛使用。而树脂基复合材料检查井盖将以其环保、质轻、耐磨、耐腐蚀、强度高、韧性答、抗老化、价格低、行车无噪音、防盗等优点而替代传统产品，在市场上得到广泛应用。
目前，常用的检查井盖主要有钢筋混凝土检查井盖和铸铁检查井盖。铸铁检查井盖因回收价值高而经常被盗，钢筋混凝土检查井盖虽然回收利用价值较低，但其脆性大、抵抗老化能力较弱，极易产生断裂。虽然树脂基复合材料井盖具有很多优点，但是很多城市反应其稳定性和耐久性要逊于铸铁井盖。
本发明选择聚丙烯塑料为基体，聚乙烯塑料本身是废弃物，这不仅可以大量的减少塑料对环境的污染，同时还能变废为宝，减低产品成本并达到环保的目的。钙粉主要由石灰石和石粉组成。钙粉中所含有的碳酸钙，将其作为填料能够明显改善产品的力学性能。短切玻璃纤维作为填料可提高产品性能。总之，研究一种抗冲击、稳定、耐久的复合检查井盖已成为检查井盖设计领域中的热点问题。本发明通过处理聚丙烯塑料、短切玻璃纤维和改性钙粉制备出一种检查井盖用高稳定性、高耐久性和高抗冲击性复合材料。
发明内容
针对以上问题，本发明选择聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液对聚丙烯塑料处理，硼酸和微波改性过的钙粉，十二烷基叔胺盐处理短切玻璃纤维，制备了一种具有良好稳定性和耐久性的检查井盖用高强抗冲击复合材料。本发明具体操作过程如下：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理30~60 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1~2 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料。该步骤中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声可去除聚丙烯塑料表面大部分杂质。聚乙烯醇和偶氮二异丁腈提高聚丙烯塑料稳定性具有协同作用。聚乙烯醇有大量的羟基和醋酸根基团，可黏附在聚丙烯塑料表面，增加其稳定性，偶氮二异丁腈的加入可降低聚丙烯塑料的硬度，聚丙烯塑料浸泡在聚乙烯醇和偶氮二异丁腈的混合溶液中稳定性显著增强。
S2、改性钙粉：钙粉过2~6 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨。加入0.2~0.8 M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波1~2 h，然后60~80 ℃蒸干后用去离子水洗涤，95~120 ℃烘干，即得到改性钙粉。该步骤中，钙粉中含有主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S3、处理短切玻璃纤维：6~12 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声30~60 min。然后置于120~150℃烘箱中2~4 h。再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次100~120 ℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维。本步骤中获得负载有叔胺盐基团的玻璃纤维，处理后的玻璃纤维不仅具有优异的力学性能并且与树脂结合能力增强，这样可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维和二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温5~8h，温度控制在80～100 ℃，之后再加入高温塑化设备中塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在10～15 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
优选地：所述步骤S1中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理30 min；
优选地：所述步骤S1中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1 h；
优选地：所述步骤S2中钙粉过2 mm筛；
优选地：所述步骤S2中加入0.2 M硼酸溶液；
优选地：所述步骤S3中6 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中30 min；
优选地：所述步骤S3中短切玻璃纤维置于120 ℃烘箱中2 h；
优选地：所述步骤S4加温5 h，温度控制在80 ℃；
优选地：所述步骤S4把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在10min；
由于采用上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1. 本发明采用一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，该产品主要原材料是废旧塑料、钙粉和添加剂，可普遍应用于城市道路排水工程和小区室外排水工程。
2. 本发明制备树脂基复合材料井盖以其轻质高强、破损安全性好、稳定性和耐久性强等优点，能够很好解决铸铁井盖被盗的问题，可成为铸铁井盖的理想替代产品。
3. 本发明选择用聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液处理聚丙烯塑料，聚乙烯醇和偶氮二异丁腈具有协同作用，可显著提高聚丙烯塑料的稳定性，用于制备检查井盖复合材料，可显著增强其稳定性。
4. 本发明使用浸泡过硼酸的钙粉检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能，十二烷基叔胺盐处理过的短切玻璃纤维具有优异的力学性能，本发明制备的树脂基复合材料井盖信号传输性、传导性比传统的铸铁井盖、钢筋复合树脂井盖要好很多，而且不会屏蔽信号，同时还具有高强抗冲击性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明检查井盖用高强抗冲击复合材料生产工艺流程图。
图2为本发明实施例1、对比例1和对比例2复合材料的弯曲强度柱状图。
图3是本发明实施例4短切玻璃纤维电镜扫描图。
图4是本发明对比例9短切玻璃纤维电镜扫描图。
图5是本发明对比例10短切玻璃纤维电镜扫描图。
具体实施方式
为了使本发明专利所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明内容，并不用于限定本发明专利。
实施例1
本实施例证明聚乙烯醇和偶氮二异丁腈处理聚丙烯塑料，在提高样品的稳定性方面具有协同作用：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理30 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料。该步骤中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声可去除聚丙烯塑料表面大部分杂质。聚乙烯醇和偶氮二异丁腈提高聚丙烯塑料稳定性具有协同作用。聚乙烯醇有大量的羟基和醋酸根基团，可黏附在聚丙烯塑料表面，增加其稳定性，偶氮二异丁腈的加入可降低聚丙烯塑料的硬度，聚丙烯塑料浸泡在聚乙烯醇和偶尔二异丁腈的混合溶液中稳定性显著增强。
S2、改性钙粉：钙粉过2 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨。加入0.2 M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波1 h，然后60 ℃蒸干后用去离子水洗涤，95℃烘干，即得到改性钙粉。该步骤中，钙粉中含有主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S3、处理短切玻璃纤维：6 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声30 min。然后置于120 ℃烘箱中2 h。再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次100 ℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维。本步骤中获得负载有叔胺盐基团的玻璃纤维，处理后的玻璃纤维不仅具有优异的力学性能并且与聚丙烯塑料结合能力增强，这样可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维和二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温5 h，温度控制在80 ℃，之后再加入高温塑化设备中塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在10 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
对比例1：除步骤S1中不加偶氮二异丁腈外，其余均与实施例1相同。
对比例2：除步骤S1不对聚丙烯塑料处理外，其余均与实施例1相同。
图2为本发明实施例1、对比例1和对比例2复合材料的弯曲强度柱状图。从图中可以看出使用聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液改性后的聚丙烯塑料制备出性能突出的复合材料。在受到弯曲应力时，可以观察到没有加入偶氮二异丁腈的对比例1和未处理的对比例2得到的复合材料弯曲强度较低。由于弯曲强度较强的复合材料稳定性较强，实施例1较稳定，其材料不易断裂。造成上述结果的可能原因是聚乙烯醇有大量的羟基和醋酸根基团，可黏附在聚丙烯塑料表面，增加其稳定性，偶氮二异丁腈的加入降低样品的硬度，聚乙烯醇和偶氮二异丁腈在提高样品的稳定性方面具有协同作用。
实施例2
本实施例说明聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液处理聚丙烯塑料质量比为3：1时为最佳比例：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理40 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料。该步骤中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声可去除聚丙烯塑料表面大部分杂质。聚乙烯醇和偶氮二异丁腈提高聚丙烯塑料稳定性具有协同作用。聚乙烯醇有大量的羟基和醋酸根基团，可黏附在聚丙烯塑料表面，增加其稳定性，偶氮二异丁腈的加入可降低聚丙烯塑料的硬度，聚丙烯塑料浸泡在聚乙烯醇和偶尔二异丁腈的混合溶液中稳定性显著增强。
S2、改性钙粉：钙粉3 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨。加入0.4 M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波1 h，然后70 ℃蒸干后用去离子水洗涤，100 ℃烘干，即得到改性钙粉。该步骤中，钙粉中含有主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S3、处理短切玻璃纤维：7 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声40 min。然后置于130℃烘箱中3 h。再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次110 ℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维。本步骤中获得负载有叔胺盐基团的玻璃纤维，处理后的玻璃纤维不仅具有优异的力学性能并且与聚丙烯塑料结合能力增强，这样可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维和二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温6 h，温度控制在90 ℃，之后再加入高温塑化设备中塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在12 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
对比例3：除步骤S1中聚丙烯塑料超声后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为5：1的混合溶液中超声处理1 h外，其余均与实施例2相同。
对比例4：除步骤S1中聚丙烯塑料超声后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为1：3的混合溶液中超声处理1 h外，其余均与实施例2相同。
对比例5：除步骤S1中聚丙烯塑料超声后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为1：5的混合溶液中超声处理1 h外，其余均与实施例2相同。
表1
| 项目 | 混合时间/min | 尺寸/mm | 产品重量/kg | 承载力/Mpa |
| 实施例2 | 10 | Φ 690×60 | 42 | 24.1±0.2 |
| 对比例3 | 10 | Φ 690×60 | 42 | 15.2±0.3 |
| 对比例4 | 10 | Φ 690×60 | 42 | 9.8±0.1 |
| 对比例5 | 10 | Φ 690×60 | 42 | 7.9±0.2 |
表1为实施例2和对比例3~5产品的规格与承载力值。从表中数据可以看出，当聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比恰好在3：1时，得到的混合溶液井盖的承载力最强，当聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比较3：1或多或少时，井盖的性能都会下降。可能原因是黏附在聚丙烯塑料表面的聚乙烯醇与加入的偶氮二异丁腈是平衡的，只有聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液质量比为3：1时，处理过的聚丙烯塑料弯曲强度最强，打破3：1的平衡，得到的产品承载力都会下降。因此，聚乙烯醇和偶氮二异丁腈混合溶液质量比为3：1是最佳比例。
实施例3
本实施例说明硼酸的加入和微波的处理改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理50 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理2 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料。该步骤中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声可去除聚丙烯塑料表面大部分杂质。该步骤中，钙粉中含有主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S2、改性钙粉：钙粉过4 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨。加入0.7 M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波2 h，然后75 ℃蒸干后用去离子水洗涤，110℃烘干，即得到改性钙粉。该步骤中，钙粉中含有空心微珠，空心微珠主要成分为二氧化硅，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在空心微珠表面生成无定形态的硼硅石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S3、处理短切玻璃纤维：10 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声50 min。然后置于140℃烘箱中4 h。再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次110 ℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维。本步骤中获得负载有叔胺盐基团的玻璃纤维，处理后的玻璃纤维不仅具有优异的力学性能并且与聚丙烯塑料结合能力增强，这样可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维和二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温7 h，温度控制在95 ℃，之后再加入高温塑化设备中塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在14 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
对比例6：除步骤S2中将硼酸溶液换为去离子水溶液外，其余均与实施例3相同。
对比例7：除步骤S2中不使用微波炉微波外，其余均与实施例3相同。
对比例8：除使用普通钙粉代替本发明改性的钙粉外，其余均与实施例3相同。
表2
| 项目 | 实施例3 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例8 |
| 300 kN承载压力 | 井盖及支座无裂纹 | 井盖及支座无裂纹 | 井盖及支座无裂纹 | 井盖及支座有裂纹 |
| 400 kN承载压力 | 井盖及支座无裂纹 | 井盖及支座有裂纹 | 井盖及支座有裂纹 | 井盖及支座有裂纹 |
| 老化抗折强度相对变化率/% | 0.9±0.1 | 2.2±0.3 | 2.4±0.2 | 2.8±0.1 |
表2为实施例3和对比例6~8的检查井盖用高强抗冲击复合材料性能表。从表中看出300 kN的承载压力下，对比例8复合材料所得检查井盖出现裂纹。当承载压力为400 kN时，对比例6和对比例7复合材料所得检查井盖开始出现裂纹。但是实施例1不管是300 kN还是400 kN的承载压力都未曾出现裂纹，说明实施例3所制复合材料的抗冲击性能极强。此外，实施例3复合材料老化抗折强度相对变化率较小，这进一步说明实施例得到的检查井盖用复合材料具有耐久性的特点。造成以上结果的原因是钙粉中含有石灰石，石灰石主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，硼离子可以在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这种层状物可以极大增强复合材料的抗冲击能力，但这种层状物不太稳定，需要微波进一步促进硼元素与钙的结合，微波震荡使材料粉化更好，更易形成稳定的硼钙石层状物。因此，在不加入硼酸的对比例6、未进行微波的对比例7和既不加硼酸的也不进行微波的对比例8的抗冲击性能和耐久性都有所下降。
实施例4
本实施例说明本发明负载有叔胺盐基团的玻璃纤维可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理60 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理2 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料。该步骤中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声可去除聚丙烯塑料表面大部分杂质。聚乙烯醇和偶氮二异丁腈提高聚丙烯塑料稳定性具有协同作用。聚乙烯醇有大量的羟基和醋酸根基团，可黏附在聚丙烯塑料表面，增加其稳定性，偶氮二异丁腈的加入可降低聚丙烯塑料的硬度，聚丙烯塑料浸泡在聚乙烯醇和偶尔二异丁腈的混合溶液中稳定性显著增强。
S2、改性钙粉：钙粉过6 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨。加入0.8 M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波2 h，然后80 ℃蒸干后用去离子水洗涤， 120℃烘干，即得到改性钙粉。该步骤中，钙粉中含有主要成分为碳酸钙，硼酸的加入，引入了硼离子，微波可使硼离子稳定的在碳酸钙表面生成无定形态的硼钙石层状产物，这样改性的钙粉可提高检查井盖复合材料的耐久性和抗冲击性能。
S3、处理短切玻璃纤维：12 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声60 min。然后置于150℃烘箱中4 h。再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次120 ℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维。本步骤中获得负载有叔胺盐基团的玻璃纤维，处理后的玻璃纤维不仅具有优异的力学性能并且与聚丙烯塑料结合能力增强，这样可使检查井盖复合材料具有高强抗冲击性能。
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维、二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温8 h，温度控制在100 ℃，之后再加入高温塑化设备中塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在15 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
对比例9：除步骤S3中不经十二烷基叔胺盐只经去离子水处理过的短切玻璃纤维外，其余均与实施例4相同。
对比例10：除短切玻璃纤维代替本发明处理过的短切玻璃纤维外，其余均与实施例4相同。
图3~5分别为本发明实施例4、对比例9和对比例10的短切玻璃纤维扫描图。从图中可以清楚的看出，实施例4玻璃纤维分散性要好并且玻璃纤维排列整齐，排列方向都是一个方向，当这种材料受到外力时，纤维的传递应力的效果要好。而对比例9和对比例10则杂乱无章且弯曲测试时样品均被压断，玻璃纤维之间的距离也较远，说明玻璃纤维与聚丙烯塑料基体的结合性不如实施例4。这可能是本发明处理过的短切玻璃纤维负载有叔胺盐基团，这样不仅使其具有优异的力学性能而且与基地结合能力增强，信号传输性、传导性比传统的铸铁井盖、钢筋复合树脂井盖要好很多，而且不会屏蔽信号，制成的复合材料抗冲击性也显著增强。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的制备工艺进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
S1、处理聚丙烯塑料：将聚丙烯塑料浸泡在去离子水中超声处理30~60 min，然后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1~2 h，最后，在室温下自然风干即得处理好的聚丙烯塑料；
S2、改性钙粉：钙粉过2~6 mm筛，筛下钙粉用去离子水冲洗后，烘干研磨，加入0.2~0.8M硼酸溶液，液固质量比为7：1，在微波炉中微波1~2 h，然后60~80 ℃蒸干后用去离子水洗涤，95~120 ℃烘干，即得到改性钙粉；
S3、处理短切玻璃纤维：6~12 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中超声30~60 min，然后置于120~150 ℃烘箱中2~4 h，再用大量去离子水对玻纤表面进行冲洗，洗去表面残留物质后再次100~120℃完全烘干，即得处理后的短切玻璃纤维；
S4、制备高强抗冲击树脂基复合材料检查井盖：将步骤S1处理的聚丙烯塑料粉碎，达到直径为3~6 mm的颗粒状态，再使其与步骤S2制备的改性钙粉、步骤S3处理的短切玻璃纤维和二叔丁基过氧化物按质量配比65：27：7：1混合，加温5~8h，温度控制在80～100 ℃，之后再加入高温塑化设备中200~320 ℃塑化，把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间10～15 min，释放压力，取出制品，放入水中冷却即得一种检查井盖用高强抗冲击复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理30 min。
3.根据权利要求2所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚丙烯塑料浸泡在离子水中超声处理后暴露于聚乙烯醇和偶氮二异丁腈质量比为3：1的混合溶液中超声处理1 h。
4.根据权利要求1所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S2中钙粉过2 mm筛。
5.根据权利要求4所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S2中加入0.2 M硼酸溶液。
6.根据权利要求1所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S3中6 mm短切玻璃纤维浸入十二烷基叔胺盐与去离子水体积比为2：3的混合溶液中30 min。
7.根据权利要求6所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S3中短切玻璃纤维置于120 ℃烘箱中2 h。
8.根据权利要求1所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S4中加温5 h，温度控制在80 ℃。
9.根据权利要求8所述的一种检查井盖用高强抗冲击复合材料及其制备方法，其特征在于：所述步骤S4把塑化好的原料放入检查井盖模具中加压，保压时间在10 min。
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| CN108929485A (zh) * | 2017-05-25 | 2018-12-04 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种抗蠕变聚丙烯复合材料 |
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