樹脂基複合材料井蓋的製作方法
2023-07-25 03:11:31 1
專利名稱：樹脂基複合材料井蓋的製作方法
技術領域：
本發明屬於檢查地下設施(如自來水、排水、電信、電力、燃氣、熱力、消防、環衛等)用的人孔井蓋，涉及一種玻璃纖維增強樹脂基複合材料的檢查井蓋。
背景技術：
目前，公知的檢查井蓋有鑄鐵井蓋、鋼纖維增強水泥基複合材料井蓋、少數其他複合材料井蓋。鑄鐵井蓋脆性大，不耐衝擊，腐蝕嚴重，不美覌，車壓有很大噪音，重量大，不易施工，而且被盜現象嚴重。現有技術在鑄鐵井蓋上增設了各種防盜機構，雖然能在一定程度上解決被盜問題，但使加工、製造及安裝複雜化，且增大了成本。鋼纖維增強水泥基複合材料井蓋強度低，不耐衝擊，承載較小，笨重、使用不便。其他複合材料井蓋生產工藝複雜，不利於推廣。近年來，研究單位也相繼開發了一些玻璃鋼檢查井蓋，如CN1101961A公開了一種玻璃鋼窨井蓋及其生產方法，由於它在材料配方、結構形式、特別是玻璃纖維的鋪設工藝等方面存在不足，因此造成產品強度低，剛性差，生產工藝複雜，且成本較高的缺點，從而沒有得到推廣應用。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種樹脂基複合材料井蓋，給出特定的構造、材料配方、生產方法，使產品具有質量輕、強度高、承載大、不腐蝕、耐衝擊、抗疲勞、工藝簡單，成本低等優點，並能很好地解決鑄鐵井蓋被盜的問題，成為鑄鐵井蓋的理想替代產品。
為了實現上述目的，本發明提供的樹脂基複合材料井蓋，包括與支座配合的支撐邊沿、封閉井口的平板、設置在平板下面的加強筋。所述的複合材料由樹脂、玻璃纖維、固化劑、促進劑組成，其重量百分比為樹脂50-57％、玻璃纖維35-45％、固化劑1-2％、促進劑2-3％。所述的加強筋為至少由4條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。所述的樹脂可以是不飽和聚酯樹脂；所述的玻璃纖維可以是無鹼玻璃纖維；所述的固化劑可以是過氧化甲乙酮；所述的促進劑可以是異鋅酸鈷苯乙烯溶液。為提高防老化性能，在所述的複合材料中可以添加防老化劑，為提高井蓋阻燃性能，在所述的複合材料中可以添加阻燃劑，在選用特定顏色時，在所述的複合材料中可以添加色漿等輔助材料。其重量百分比為防老化劑0.5-2.5％，阻燃劑0.5-4％，色漿1-4％。
樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其工藝步驟為(1)將35-45％的玻璃纖維鋪設在成型模具的型腔內；(2)合模，將50-57％的樹脂、並配以1-2％的固化劑、2-3％的促進劑，注射入模具內；(3)固化後開模，修邊。
所述將35-45％的玻璃纖維鋪設在成型模具的型腔內，是在型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在型腔的平板部位鋪設滿相互交錯45度的玻璃纖維方格布。
所述在型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，其纏繞方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
在需要添加輔助材料時，其所述工藝步驟(2)為合模，將50-57％的樹脂、並配以1-2％的固化劑、2-3％的促進劑、0.5-2.5％的防老化劑、0.5-4％的阻燃劑、1-4％的色漿，注入模具內。
注射工藝參數溫度26-30度，壓力78-83KPa。
本發明與現有技術相比，由於選用了不飽和聚酯樹脂為基體材料、無鹼玻璃纖維為增強材料的複合材料及其所述配方，再加上合理的網格形加強筋結構設計、玻璃纖維束纏繞鋪層設計，採用先進的RTM(樹脂傳遞模塑)成型方法、合適的工藝參數注射成型，使得產品強度高、剛性好，承載大、耐衝擊。由於採用了RTM成型工藝，改變了以往玻璃鋼井蓋生產過程複雜、用料多、成型周期長的缺點，簡化了工藝、降低了成本。
本發明按照中華人民共和國城鎮建設行業標準《再生樹脂複合材料檢查井蓋》中的規定，做了承載能力實驗。產品在240KN試驗載荷下，無裂紋、無斷面分層，殘留變形在(1/500)D之內，達到了標準中重型等級的指標。是鑄鐵井蓋的理想替代產品，並能很好地解決鑄鐵井蓋被盜的問題。
下面將通過實施例、結合附圖，對本發明的目的、特徵、優點作進一步的說明。
圖1是本發明的結構示意圖(立體圖)；圖2是一種樹脂基複合材料井蓋的剖面示意圖；圖3是成型模具的俯視圖及纖維束纏繞方法示意圖；圖4是圖3的側視圖；圖5是本發明的生產工藝步驟框圖；圖6是防翻蓋螺栓與支座配合的示意圖。
具體實施例方式實施例1如圖1、2所示，一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座7配合的支撐邊沿3、封閉井口的平板1、設置在平板下面的加強筋2、位於平板上面的起蓋孔5，所述加強筋2為8條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。所述複合材料由不飽和聚酯樹脂、無鹼玻璃纖維、過氧化甲乙酮、異鋅酸鈷苯乙烯溶液組成，其重量百分比為不飽和聚酯樹脂57％、無鹼玻璃纖維35％、過氧化甲乙酮1％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液2％。
如圖3、4、5所示，樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其工藝步驟為(1)將35％的玻璃纖維在模具6型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在模具6型腔的平板部位鋪設18層相互交錯45度0.4mm的玻璃纖維方格布。
纏繞玻璃纖維束的方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
(2)合模，將57％的不飽和聚酯樹脂、並配以1％的過氧化甲乙酮、2％的異鋅酸鈷苯乙烯溶液，注入模具6內，注射溫度26度、壓力78Kpa；(3)固化2小時後開模，修邊。
實施例2如圖1、2所示，一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座7配合的支撐邊沿3、封閉井口的平板1、設置在平板下面的加強筋2、位於平板上面的起蓋孔5，所述加強筋2為8條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。所述複合材料由不飽和聚酯樹脂、無鹼玻璃纖維、過氧化甲乙酮、異鋅酸鈷苯乙烯溶液組成，其重量百分比為不飽和聚酯樹脂50％、無鹼玻璃纖維45％、過氧化甲乙酮2％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液3％。
如圖3、4、5所示，樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其工藝步驟為(1)將45％的玻璃纖維在模具6型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在模具6型腔的平板部位鋪設18層相互交錯45度0.4mm的玻璃纖維方格布。
纏繞玻璃纖維束的方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
(2)合模，將50％的不飽和聚酯樹脂、並配以2％的過氧化甲乙酮、3％的異鋅酸鈷苯乙烯溶液，注入模具6內，注射溫度30度、壓力83KPa；(3)固化2小時後開模，修邊。
實施例3如圖1、2所示，一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座7配合的支撐邊沿3、封閉井口的平板1、設置在平板下面的加強筋2、位於平板上面的起蓋孔5，所述加強筋2為8條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。所述複合材料由不飽和聚酯樹脂、無鹼玻璃纖維、過氧化甲乙酮、異鋅酸鈷苯乙烯溶液、防老化劑、阻燃劑、色漿組成，其重量百分比為不飽和聚酯樹脂50％、無鹼玻璃纖維45％、過氧化乙酮2％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液3％、防老化劑2.5％，阻燃劑4％，色漿4％。
如圖3、4、5所示，樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其工藝步驟為(1)將45％的玻璃纖維在模具6型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在模具6型腔的平板部位鋪設9層相互交錯45度0.8mm的玻璃纖維方格布。
纏繞玻璃纖維束的方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
(2)合模，將50％的不飽和聚酯樹脂、並配以2％的過氧化甲乙酮、3％的異鋅酸鈷苯乙烯溶液、2.5％的防老化劑，4％的阻燃劑、4％的色漿注入模具6內，注射溫度30度、壓力80KPa；(3)固化2小時後開模，修邊。
實施例4如圖1、2所示，一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座7配合的支撐邊沿3、封閉井口的平板1、設置在平板下面的加強筋2、位於平板上面的起蓋孔5，所述加強筋2為8條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。所述複合材料由不飽和聚酯樹脂、無鹼玻璃纖維、過氧化甲乙酮、異鋅酸鈷苯乙烯溶液、防老化劑、阻燃劑、色漿組成，其重量百分比為不飽和聚酯樹脂48％、無鹼玻璃纖維40％、過氧化甲乙酮1.5％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液2.5％、防老化劑2％，阻燃劑3％，色漿3％。
如圖3、4、5所示，樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其工藝步驟為(1)將40％的玻璃纖維在模具6型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在模具6型腔的平板部位鋪設9層相互交錯45度0.8mm的玻璃纖維方格布。
纏繞玻璃纖維束的方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
(2)合模，將48％的不飽和聚酯樹脂、並配以1.5％的過氧化甲乙酮、2.5％的異鋅酸鈷苯乙烯溶液、2％的防老化劑，3％的阻燃劑、3％的色漿注入模具6內，注射溫度28度、壓力80KPa；(3)固化2小時後開模、修邊。
實施例5如圖1、2所示，一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座7配合的支撐邊沿3、封閉井口的平板1、設置在平板下面的加強筋2、位於平板上面的起蓋孔5，所述支撐邊沿3上設有對稱的兩個防翻蓋螺栓4，它與支座7上開設的槽口8相配合。安裝時，將井蓋邊沿突出來的兩個螺栓4，對準支座上的槽口8放下，然後逆時針轉動一個角度放平即可。這種裝置既可防止車壓井蓋時翻蓋，又可起到防盜作用。
其他結構同上，工藝方法同實施例4。
權利要求
1.一種樹脂基複合材料井蓋，包括與支座(7)配合的支撐邊沿(3)、封閉井口的平板(1)、設置在平板下面的加強筋(2)，其特徵在於所述的複合材料由樹脂、玻璃纖維、固化劑、促進劑組成，其重量百分比為樹脂50-57％、玻璃纖維35-45％、固化劑1-2％、促進劑2-3％所述的加強筋(2)為至少由4條縱橫交錯的加強筋構成的網格筋。
2.按照權利要求1所述的樹脂基複合材料井蓋，其特徵在於所述的樹脂為不飽和聚酯樹脂；所述的玻璃纖維為無鹼玻璃纖維；所述的固化劑為過氧化甲乙酮；所述的促進劑為異鋅酸鈷苯乙烯溶液。
3.按照權利要求1所述的樹脂基複合材料井蓋，其特徵在於所述複合材料可添加防老化劑、阻燃劑、色漿，其重量百分比為防老化劑0.5-2.5％，阻燃劑0.5-4％，色漿1-4％。
4.按照權利要求1所述的樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其特徵在於其工藝步驟為(1)將35-45％的玻璃纖維鋪設在井蓋成型模具的型腔內；(2)合模，將50-57％的樹脂、並配以1-2％的固化劑、2-3％的促進劑，注入模具內；(3)固化後開模，修邊。
5.按照權利要求4所述的樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其特徵在於所述將35-45％的玻璃纖維鋪設在成型模具的型腔內，是在型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，在型腔的平板部位鋪設滿相互交錯45度的玻璃纖維方格布。
6.按照權利要求5所述的樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其特徵在於所述在型腔的加強筋部位纏繞玻璃纖維束，其纏繞方法是首先從腔口(a)沿縱向型腔連續纏饒，然後由最後一個縱向型腔口(b)饒邊沿纏兩圈，再由腔口(c)折向橫向型腔連續纏繞，直至纏滿。
7.按照權利要求4所述的樹脂基複合材料井蓋的生產方法，其特徵在於所述工藝步驟(2)為合模，將50-57％的樹脂、並配以1-2％的固化劑、2-3％的促進劑、0.5-2.5％的防老化劑、2-4％的阻燃劑、2.5-4％的色漿，注入模具內。
8.按照權利要求1所述的樹脂基複合材料井蓋，其特徵在於所述支撐邊沿(3)上設有對稱的兩個防翻蓋螺栓(4)，它與支座(7)上開設的槽口(8)相配合。
全文摘要
樹脂基複合材料井蓋，屬於檢查地下設施用的人井孔蓋。公知的檢查井蓋多為鑄鐵井蓋，它脆性大、不耐衝擊、被盜現象嚴重。現有技術也有少數玻璃鋼井蓋，由於它在結構形式、材料配方以及生產工藝方面存在不足，因此產品強度低、剛性差、成本高。本發明由於採用合理的網格形加強筋結構，以及玻璃纖維增強樹脂基複合材料，和先進的RTM成型方法，因此，產品具有強度高、剛性好、承載大、耐衝擊、成本低等優點。是鑄鐵井蓋的理想替代產品。
文檔編號C08K7/00GK1405233SQ02149379
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月15日 優先權日2002年11月15日
發明者張少琴, 常紅, 崔小朝, 常俐俐, 馬崇山, 林金保 申請人:太原重型機械學院應用科學分院