CN1749488A - 一种窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合材料窨井盖，水箅和井座组合件的制造方法，井盖、水箅和井座的内部由芯块填充，外层为不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料，通过高温高压一次模压成型。该方法具有工艺简便，投资低，生产效率高等特点，制成的产品具有很高的承载强度，很小的在线变形和残余变形，而且具有很好的耐冲击性、耐磨性和耐化学老化性，性价比高于球墨铸铁井盖。

Description

一种窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法
                      一、所属技术领域
本发明涉及一种窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，具体地说是指一种用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂模塑料(DMC、SMC或两者混物)制成窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法。
                         二、背景技术
道路窨井盖广泛应用于市政、电信、电力、自来水、煤气等行业，传统井盖大都采用铸铁材料，其承载能力大，寿命长，使用性能基本满足市场要求，但缺点是重量大，不利于安装维修，而且精密度差，车来车往容易发出噪音及弹跳。另外由于材料具有回收价值，经常出现被盗而造成人身伤害和财产损失的事故。目前市场上出现了各种各样的复合材料井盖并被逐渐采用，部分产品性能完全达到了道路井盖的使用要求，是一种理想的替代产品，同时也涌现出很多复合材料窨井盖的专利。现有高分子复合材料窨井盖的生产技术有以下几种：
一是手糊玻璃钢成型工艺。该工艺是通过在一个预成形芯块上，有规则排列玻璃纤维编织物，并涂刷树脂糊，然后放入模中在常温下固化成型，同时在井盖表面覆盖石英砂等耐磨材料。该工艺的特点是产品承载强度高，成本低，外观赏心悦目。但是井盖较重不利于安装和维修，而且生产效益低，生产过程中容易产生环境污染。
二是用团状不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料(DMC)，配以钢筋骨架，通过高温高压一次模压成型。该工艺制造的产品具有破坏载荷高，成本低等优点。但是由于该模塑料的力学性能差，其耐磨性、耐冲击性和耐疲劳性往往达不到重型井盖的使用要求。
三是用高强度不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料(SMC，HMC)通过高温高压一次模压成型，内部没有任何钢筋材料加强。该工艺制造的产品承载强度高，耐疲劳性好，其性能完全达到道路井盖的使用要求，且重量轻，外观精美。但是该产品的生产效率低，生产成本较高，接近球墨铸铁井盖，而且技术要求高。
以上三种工艺都采用热固性树脂，此外还有采用废弃聚合物，加入球煤灰及助剂经混炼后，再通过模压成型的工艺。该井盖的生产是废物再利用，成本十分低廉，但由于产品承载能力有限，一般在住宅小区等场所使用，其使用范围受到一定的限制。
                            三、发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料窨井盖，水箅和井座组合件的制造方法，该方法具有工艺简便，投资低，生产效率高等特点，制成的产品具有很高的承载强度，很小的在线变形和残余变形，而且具有很好的耐冲击性、耐磨性和耐化学老化性，性价比高于球墨铸铁井盖。
为了达到上述目的，本发明采取的解决方案是：
一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：井盖、水箅和井座的内部由芯块填充，外层为不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料，通过高温高压一次模压成型。
该制造方法的工艺过程是，先在预制的芯块上下放置不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料，然后一并放入热钢模中，或按次序将材料置于模中，合模加压使不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料流动固化成型，保压几分钟后即可脱模得产品。
加压时温度为130℃-170℃，在压力为4.0MPa-7.0MPa下保压。
保压时间为5min-10min。
不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料包括团状不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料DMC和高强度不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料SMC或两者混合物。
芯块包括水泥混凝土钢筋预制块，钢纤维混凝土块，聚合物混凝土块。
芯块的制造方法是，将下述物料普通不饱和聚酯树脂、引发剂、促进剂、粉料、砂石按一定的重量百分比称取后在相应的混合器中混合均匀，然后将上述浆料倒入涂有脱模剂的并已放入井字型钢筋架的普通模具中，用振动器振实，常温放置固化24小时以上，脱模得芯块。
物料的重量百分比是，普通不饱和聚酯树脂7％-11％，引发剂0-0.3％，促进剂0-0.2％，粉料10％-20％，砂石70％-80％。
芯块具有良好的耐热性，较高的压缩强度，它的作用是使井盖在线变形小；不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料材料具有优良的力学性能、耐磨性、耐疲劳性、极高的热变型温度和化学稳定性，其综合性能完全满足井盖的使用要求。两者界面通过物理和化学反应结合紧密，具有协同作用。
对预制芯块来说，必须要有较高的压缩强度和抗折性能，保证模压时不变形和断裂，另外要具有较高的热变形温度，而且填充的芯块与外层模塑料材料必须具有很高的粘结强度。
不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料材料包括通用SMC，HMC，XMC，C-SMC，O-SMC，材料的主要区别在于玻璃纤维含量和长度及排列的不同。本发明可根据井盖，水箅和井座的使用要求及结构的不同选择DMC、SMC或两者混合物。
由于对填充芯块的性能要求低，其成本低于普通的DMC材料，同时SMC材料的用量也大大减少，两者结合使井盖的成本大为降低，远远低于全部采用SMC制造的井盖，水箅和井座；另外，在成型过程中发生固化反应的仅仅是外层的SMC材料，材料在数分钟内就能达到完全固化，大大缩短了生产时间，提高了生产效率，因此其成本在同等质量和性能下要低于球墨铸铁井盖。所以该工艺路线制造生产的井盖、水箅和井座产品具有很强的市场竞争力和应用前景。
                             四、附图说明
图1是一种重型井盖的立体剖面图。
图2是一种水箅井盖的立体剖面图。
图3是一种重型井座的立体剖面图。
图中：1、盖，2、座，3、SMC材料，4、芯块，5、井字型钢筋架。
                      五、具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明再作描述。
实施例1(重型井盖)
参见图1，一种重型井盖的制造方法，盖1和座2的内部由芯块4填充，外层为不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料3，通过高温高压一次模压成型。
该制造方法的工艺过程是，先在预制的芯块4上下放置高强度不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料SMC3，然后一并放入热钢模中，或按次序将材料置于模中，合模加压使高强度不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料SMC3流动固化成型，加压时温度为130℃-170℃，压力为4.0MPa-7.0MPa下保压5min-10min后即可脱模得产品。
芯块4制造：将下述物料在相应的混合器中混合均匀，物料为普通不饱和聚酯树脂180Kg、引发剂4.0Kg、促进剂2.0Kg、粉料300Kg、砂石1500Kg。然后将上述浆料倒入涂有脱模剂的普通模具中，用振动器振实，常温放置固化24小时以上，脱模得填充芯块状物。在浆料倒入模具之前，放入井字型钢筋架5。
井盖的直径为700mm，高度为60mm，SMC材料用料小于15Kg，总重量小于50Kg，按EN-124欧洲标准方法测试，其试验荷载为400KN，2/3荷载在线变形小于10mm，永久残余变形小于1.5mm。
实施例2(水箅井盖)
按实施1相同的方法，结构如图2，尺寸为680×450mm，高度为50mm，SMC材料用料小于10Kg，总重量小于25Kg，按EN-124欧洲标准测试，其试验荷载为250KN(C250)，残余变型小于1.5mm。
实施例3(重型井座)
按实施例1相同的方法，结构如图3，尺寸为高度100mm，净开孔650mm，SMC材料用料小于12Kg，总重量小于25Kg，按EN-124欧洲标准方法，与相应井盖配合，当施载到400KN时该井座不开裂。

Claims (9)

1、一种复合材料窨井盖、水算和井座组合件的制造方法，其特征在于：井盖、水箅和井座的内部由芯块填充，外层为不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料，通过高温高压一次模压成型。
2、根据权利要求1所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：该制造方法的工艺过程是，先在预制的芯块上下放置不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料，然后一并放入热钢模中，或按次序将材料置于模中，合模加压使不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料流动固化成型，保压几分钟后即可脱模得产品。
3、根据权利要求2所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：加压时温度为130℃-170℃，在压力为4.0MPa-7.0MPa下保压。
4、根据权利要求2或3所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：保压时间为5min-10min。
5、根据权利要求1或2所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料包括团状不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料DMC和高强度不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料SMC或两者混合物。
6、根据权利要求1或2所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：芯块包括水泥混凝土钢筋预制块，钢纤维混凝土块，聚合物混凝土块。
7、根据权利要求6所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：芯块的制造方法是，将下述物料普通不饱和聚酯树脂、引发剂、促进剂、粉料、砂石按一定的重量百分比称取后在相应的混合器中混合均匀，然后将上述浆料倒入涂有脱模剂的并已放入井字型钢筋架的普通模具中，用振动器振实，常温放置固化24小时以上，脱模得芯块。
8、根据权利要求7所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：物料的重量百分比是，普通不饱和聚酯树脂7％-11％，引发剂0-0.3％，促进剂0-0.2％，粉料10％-20％，砂石70％-80％。
9、根据权利要求8所述的一种复合材料窨井盖、水箅和井座组合件的制造方法，其特征在于：各物料的重量是，普通不饱和聚酯树脂180Kg、引发剂4.0Kg、促进剂2.0Kg、粉料300Kg、砂石1500Kg。
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