高荷载复合材料水箅.pdf

本发明提供一种高荷载复合材料水箅，由一组平行的箅条、至少一根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成。每一根箅条的底部[1]由连续纤维增强聚合物基复合材料组成；箅条上部及边框[2]由短纤维增强聚合物基复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]。这种复合材料水箅具有承载能力高，外观漂亮，制作成本低等特点，是目前复合材料水箅的升级产品。

1、  一种高荷载复合材料水箅，由一组平行箅条、至少一根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成，其特征在于箅条的底部[1]由连续纤维增强聚合物基复合材料组成；箅条上部及边框[2]由短纤维增强聚合物基复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]。

2、  根据权利要求1所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于箅条底部[1]的连续纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
聚合物：100-300份，
连续纤维：100-400份，
填料：0-50份。

3、  根据权利要求1所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于箅条上部及边框[2]的短纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
聚合物：150-350份，
短纤维：50-150份，
填料：150-500份。

4、  根据权利要求1所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于加强箅条中间侧向嵌入的扁金属[3]是扁钢、扁铁、扁球墨铸铁或扁灰口铸铁。

5、  根据权利要求1、2、3所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于所述的聚合物是热固性树脂或热塑性树脂。

6、  根据权利要求1、2、3、5所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于所述的热固性树脂是不饱和聚酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。

7、  根据权利要求1、2、3、5所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于所述的热塑性树脂是新的和/再生的聚乙烯、新的和/再生的聚丙烯、新的和/再生的聚氯乙烯、改性和/未改性沥青。

8、  根据权利要求1、2、3所述的高荷载水箅，其特征在于所述的连续纤维、短纤维是玻璃纤维、涤纶纤维、尼龙纤维中的至少一种。

9、  根据权利要求1、2、8所述的高荷载水箅，其特征在于所述的连续纤维是相互平行的纤维束构成的纤维束、纤维束编织成的二维纤维布或纤维束编织成的三维纤维毡。

10、  根据权利要求1、2、3所述的高荷载水箅，其特征在于所述的填料是空心玻璃微珠、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、滑石粉、粉煤灰、石英粉、硅藻土、矿物晶纤、炭黑、市售颜料中的至少一种。

11、  根据权利要求1所述的高荷载复合材料水箅，其特征在于平行箅条和垂直箅条为倒梯形和/T字型。

高荷载复合材料水箅
所属技术领域：
本发明属于用于泄水的地面沟盖——水箅，尤其涉及一种高荷载复合材料水箅。
背景技术：
目前，公知的用于制作水箅的材料有：钢筋混凝土或钢纤维增强混凝土、铸铁、钢条、BMC模压料等，钢筋混凝土或钢纤维增强混凝土水箅价格低、强度低、易破损；铸铁水箅易生锈、易被盗；钢筋或钢条材质的水箅价格高而且易被盗；BMC模压水箅是用短纤维增强不饱和聚酯树脂的复合材料内加钢筋，外观漂亮，防盗但承载能力不高。
从水箅标准的承载能力上看，欧洲标准EN124规定用在道路两边，从边石开始离边石0.5m以内的水箅的承载能力必须达到250KN，而中国现有的几种复合材料水箅行业标准规定的最高承载能力指标均很低：《钢纤维混凝土水箅盖》标准规定I型的裂缝荷载仅为78KN；《聚合物基复合材料水箅》规定重型荷载为90KN；《再生树脂复合材料水箅》规定的重型荷载仅为130KN，与欧洲标准EN124规定指标相差太大，实际上，也满足不了使用要求，常常被压坏。
中国专利93228311.X、98201159.8、02277033.X制作的复合材料水箅，或成本高，无市场竞争力；或承载能力低，易被压坏；或制作复杂，难于机械化生产。本专利申请人此前申请的申请号为200510032138.0的中国专利《复合材料雨水箅子》采用两层或三层结构，底部由连续纤维增强不饱和聚酯树脂组成，中部或中部及上部由短纤维增强不饱和树脂组成，这种复合材料的水箅承载能力高，外观效果好，制作成本相对较低。但由于石油价格上涨直接影响不饱和树脂的价格，树脂价格高时，其水箅的制作成本明显提高，影响产品的竞争力。
发明内容：
本发明是对现有的复合材料水箅的进一步改进和发展。
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种既保持高承载能力，又可根据价格波动情况适合于采用各种聚合物作基体材料，大幅降低生产成本的新型高荷载复合材料水箅。
为了实现上述目的，本发明提供的高荷载复合材料水箅，由一组平箅条、至少一根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成。箅条的底部[1]由连续纤维增强聚合物基复合材料组成；箅条上部及边框[2]由短纤维增强聚合物基复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]。
连续纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：100-300份，
    连续纤维：100-400份，
    填料：0-50份。
短纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：150-350份，
    短纤维：50-150份，
    填料：150-400份。
其中，聚合物是热固性树脂或热塑性树脂，热固性树脂是不饱和聚酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂；热固性树脂是新的和/再生的聚乙烯、新的和/再生的聚丙烯、新的和/再生的聚氯乙烯、改性和/未改性的沥青；连续纤维和短纤维是玻璃纤维、涤纶纤维、尼龙纤维中的至少一种；填料是石英粉、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、滑石粉、空心玻璃微珠、粉煤灰、硅藻土、矿物晶纤、炭黑、市售颜料中的至少一种。
加强箅条中侧向嵌入的扁金属是扁铁、扁钢、扁球墨铸铁或扁灰口铸铁。
平行箅条和加强箅条设计成倒梯形和T字型结构。
本发明与现有技术相比：承载能力高，适应于采用各种聚合物作基体材料，产品制造成本大幅降低，适应于机械化生产，是现有复合材料水箅的升级产品。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之下。
附图
图1为实施例1的仰视图，
图2为实施例1的A-A剖视图，
图3为实施例1的B-B剖视图，
图4为实施例2的仰视图，
图5为实施例2的C-C剖视图，
图6为实施例2的D-D剖视图，
图7为实施例3的仰视图，
图8为实施例3的E-E剖视图，
图9为实施例3的F-F剖视图。
实施例1
如图1、2所示，一种高荷载复合材料水箅，由一组平行箅条、一根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成。平行箅条和加强箅条的底部[1]由连续纤维增强聚合物基复合材料组成；箅条上部和边框[2]由短纤维增强聚合物复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]；平行箅条和加强箅条的剖面均呈T字型。
连续纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：160份，
    连续纤维：180份，
    填料：3份。
其中，聚合物是不饱和聚酯树脂，加入TBP或TBPO作引发剂；连续纤维是玻璃纤维；填料是市售颜料。
短纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：120份，
    短纤维：80份，
    填料：260份。
其中，聚合物是不饱和聚酯树脂，在树脂中加聚苯乙烯作低收缩剂，加入TBP或TBPO作引发剂；短纤维是玻璃纤维；填料是重质碳酸钙。
加强箅条中侧向嵌入的扁金属是扁钢材。
这种高荷载复合材料水箅按欧洲标准EN124检测，承载能力可达到C250级。
实施例2
如图3、4所示，一种高荷载复合材料水箅，由一组平行箅条、两根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成。箅条底部[2]由连续纤维增强聚合物基复合材料组成；箅条上部和边框[2]由短纤维增强聚合物复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]；平行箅条和加强箅条的剖面均呈倒梯型。
连续纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：150份，
    连续纤维：130份，
    填料：5份。
其中，聚合物是环氧树脂；连续纤维是涤纶纤维；填料是市售颜料。
短纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：120份，
    短纤维：75份，
    填料：280份。
其中，聚合物是环氧树脂；短纤维是涤纶纤维；填料是180份重质碳酸钙和100份滑石粉的混合物。
加强箅条中侧向嵌入的扁金属是扁球墨铸铁。
这种高荷载复合材料水箅按欧洲标准EN124检测，承载能力可达C250级。
实施例3
如图5、6所示，一种高荷载复合材料水箅，由一组平行箅条、两根与平行箅条垂直的加强箅条和边框组成。箅条底部[2]由连续纤维增强聚合物复合材料组成；箅条上部和边框[2]由短纤维增强聚合物复合材料组成；加强箅条的中间侧向嵌入扁金属[3]；平行箅条呈T字型而加强箅条呈倒梯形。
连续纤维增强聚合物复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    塑料：180份，
    连续纤维：190份，
    填料：20份。
其中，聚合物是不饱和聚酯树脂，加入TBP或TBPO作引发剂；连续纤维是玻璃纤维；填料是5份市售颜料和15份氢氧化钙的混合物。
短纤维增强聚合物基复合材料采用如下组份(重量份数)制备：
    聚合物：160份，
    短纤维：80份，
    填料：240份。
其中，聚合物是未改性的石油沥青；短纤维是玻璃纤维；填料是50份空心玻璃微珠、100份矿物晶纤、30份重质碳酸钙、50份硅藻土和10份炭黑的混合物。
平行箅条和加强箅条呈倒梯形，加强箅条中侧向嵌入的扁金属是扁钢。
上述高荷载复合材料水箅按欧洲标准EN124检测，其承载能力可达C250级。