树脂组合物、门扇及其制备方法，和人防门及其应用与流程

本发明涉及一种基于不饱和聚酯树脂的用于人防门的树脂组合物，及由该树脂组合物制成的门扇，该门扇的制备方法，以及包括该门扇的人防门及其应用。

背景技术：

目前，人防设备产品主要是以钢筋混凝土复合结构和钢结构为主，并且这类产品已经在市场广泛应用。但是，钢筋和混凝土制成的人防产品重量大，运输和安装过程比较困难。并且，钢筋和混凝土的生产工艺能耗高，同时会对环境造成严重的污染。

随着复合材料技术的发展，新型复合材料具有混凝土和钢没有的优点，诸如较轻的重量以及良好的绝缘性、隔音性和阻燃性等，并且已经在越来越多的应用领域取代混凝土和钢。

玄武岩纤维作为新兴的四大纤维之一，其材料来源天然，生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接转入生态环境中，因而是一种绿色、环保材料。

本发明以玄武岩纤维为主要原材料生产人防设备，既克服了传统材料工业产生的能耗和污染问题，又能降低人防设备的重量，并保证相当，甚至更好的产品性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于人防门的树脂组合物，用于赋予门扇重量轻、强度高、耐腐蚀性好且寿命长等优点；并提供一种使用所述树脂组合物制成的门扇，制造该门扇的方法，以及包括所述门扇的人防门。

根据本发明的一个方面，提供一种用于人防门的树脂组合物，基于所述树脂组合物的总重量，所述树脂组合物包括：30~40%的不饱和聚酯树脂；8~15%的玄武岩纤维短切毡；18~25%的玄武岩纤维布；10~18%的玄武岩纤维格栅；10~18%的玄武岩岩石颗粒；3~5%的阻燃剂；以及0.3~2%的固化剂；且所述树脂组合物不包括玻璃纤维。

优选地，所述不饱和聚酯树脂的热变形温度≥110℃，拉伸强度≥50mpa。所述不饱和聚酯树脂可为间苯型不饱和聚酯树脂。

可选地，基于所述树脂组合物的总重量，所述树脂组合物还包括0.3~1.2%的促进剂。所述促进剂可为环烷酸钴。

根据本发明的一个实施方式，所述固化剂为过氧化甲乙酮。

根据本发明的另一实施方式，所述玄武岩岩石颗粒的粒径为3~5mm。

所述玄武岩纤维格栅的网格尺寸可为90mm×90mm×30mm。

根据本发明的另一个方面，提供一种门扇，包括依次层叠的以下多层结构：环形嵌压板；由玄武岩纤维短切毡和玄武岩纤维布组成的第一多层纤维结构；玄武岩纤维格栅；由所述玄武岩纤维短切毡和玄武岩纤维布组成的第二多层纤维结构；所述玄武岩纤维格栅被玄武岩岩石颗粒混合物填平，所述玄武岩岩石颗粒混合物由玄武岩岩石颗粒与不饱和聚酯树脂、阻燃剂和可选的促进剂的混合物形成；且所述门扇不包括玻璃纤维。

根据本发明的一个实施方式，所述门扇还包括位于所述环形嵌压板与所述玄武岩纤维短切毡之间的表面毡。

进一步地，所述门扇还包括位于所述环形嵌压板与所述表面毡之间的胶衣层。

优选地，所述多层纤维结构由所述玄武岩纤维短切毡和所述玄武岩纤维布交替重复组成，或者由多层所述玄武岩纤维短切毡和多层所述玄武岩纤维布组成。

优选地，所述环形嵌压板由玄武岩纤维形成，并且与所述门扇的其它结构一体成型。

根据本发明的另一个方面，提供一种制备门扇的方法，所述方法包括以下步骤：在第一模具的与环形嵌压板形状对应的凹槽内填充玄武岩纤维丝；在第一模具表面平铺玄武岩纤维短切毡和玄武岩纤维布形成多层纤维结构；在所述多层纤维结构上平铺玄武岩纤维格栅，并用玄武岩岩石颗粒和不饱和聚酯树脂、阻燃剂和可选的促进剂的第一树脂混合物进行填充，使得形成的玄武岩纤维格栅层保持表面平整；使所述第一模具和第二模具合模，并抽真空；向合模后的模具中注射所述不饱和聚酯树脂和固化剂的第二树脂混合物，在15~25℃下放置足以成型形成所述门扇的时间段；将成型后的所述门扇脱模。

优选地，在平铺所述玄武岩纤维短切毡之前，在填充后的第一模具表面平铺表面毡。

优选地，在平铺所述表面毡之前，在填充后的第一模具表面涂布胶衣层。

根据本发明的又一个方面，提供一种人防门，包括门框和如上所述的门扇。

根据本发明的人防门采用基于不饱和聚酯树脂且用玄武岩纤维和玄武岩岩石颗粒增强且不包含玻璃纤维的复合材料门扇，通过采用树脂传递模塑成型工艺，由此具有一体式密封结构，并具有同样独特的优点，包括重量轻、强度高、耐灼烧、防弹、防腐以及绝缘等特性。

本发明采用树脂传递模塑成型工艺，由此可制造出具有光滑的两个面的门扇，且能制造出尺寸精度高、表面质量良好的复杂构件，同时生产效率高，适合于尺寸更大的中等规模产品的生产。而且，该树脂传递模塑成型工艺的采用，进行的是闭模操作，对环境无污染，不损害操作人员健康。

附图说明

参照以下附图，将更详细地解释本发明的各实施方式，其中：

图1是根据本发明一个实施方式的地铁防护门的主视图；

图2是图1所示的地铁防护门的俯视图；

图3是图1所示的地铁防护门的左视图。

具体实施方式

根据本发明的用于人防门的树脂组合物基于其总重量包括：30~40%（优选36%）的不饱和聚酯树脂；8~15%（优选10%）的玄武岩纤维短切毡；18~25%（优选20%）的玄武岩纤维布；10~18%（优选14%）的玄武岩纤维格栅；10~18%（优选15%）的玄武岩岩石颗粒；3~5%（优选4%）的阻燃剂；以及0.3~2%（优选1.2%）的固化剂。

优选地，上述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂。

其中，上述不饱和聚酯树脂的热变形温度≥110℃（根据gb/t1634测定），拉伸强度≥50mpa（根据gb/t2568测定）。进一步优选地，上述不饱和聚酯树脂的弯曲强度≥90mpa（根据gb/t2570测定）。满足上述要求的不饱和聚酯树脂可满足用于人防门的门扇的抗冲击性和耐热性。

用于本发明的不饱和聚酯树脂在例如15~25℃的温度下，与固化剂混合后能发生胶凝。

用于本发明的固化剂可采用本领域常用于使不饱和聚酯树脂固化的固化剂，例如可为过氧化物固化剂，优选为过氧化甲乙酮。

具体地，上述不饱和聚酯树脂可为预促的或未预促的。如果不饱和聚酯树脂是预促的，则无需另外添加促进剂；若是未预促的，则需要添加促进剂。

本领域常用的不饱和聚酯树脂的固化促进剂均可用作本发明的促进剂，例如优选环烷酸钴。基于上述树脂组合物的总重量，促进剂的含量可为0.3~1.2%，优选0.8%。

上述不饱和聚酯树脂、固化剂以及可选的促进剂的第一树脂混合物可在15~25℃下固化，通常固化时间不超过0.5小时~1小时。

上述玄武岩纤维布可为玄武岩纤维无捻粗纱布或玄武岩纤维细纱布，优选玄武岩纤维无捻粗纱布。用于本发明的玄武岩纤维布具有150~250g/m2，优选200g/m2的克重，0.2~0.4mm的厚度。

上述玄武岩纤维格栅为玄武岩纤维形成的“田”字形网状结构，其中网格尺寸为90mm×90mm×30mm。

上述玄武岩岩石颗粒的粒径为3~5mm。该粒径范围内的玄武岩岩石颗粒能够更好地填平玄武岩纤维格栅。

上述玄武岩纤维短切毡、玄武岩纤维布、玄武岩纤维格栅以及其中填充的玄武岩岩石颗粒的组合增强了不饱和聚酯树脂的强度，赋予其满足人防设备要求的抗冲击性和防爆性。并且，它们与固化后的不饱和聚酯树脂形成网络结构，更进一步增强了门扇的防爆性能。

根据本发明的另一具体实施方式，上述树脂组合物还可包括表面毡。该表面毡可采用与上述玄武岩纤维毡相同类型的毡，不同在于表面更平整，有利于改善门扇的表面平整性。

本发明中所用阻燃剂可采用本领域常用的那些，例如有机阻燃剂和无机阻燃剂，优选氢氧化铝。阻燃剂的添加量可根据所需要的阻燃性能（例如氧指数）调整，优选为树脂组合物的3~5%，例如不超过不饱和聚酯树脂的重量的20%。

利用上述树脂组合物可制造用于人防门的门扇，具体包括以下步骤：

在第一模具的与环形嵌压板形状对应的凹槽内填充玄武岩纤维丝；

在所述第一模具表面平铺玄武岩纤维短切毡和玄武岩纤维布形成多层纤维结构；

在所述多层纤维结构上平铺玄武岩纤维格栅，并用玄武岩岩石颗粒和不饱和聚酯树脂、阻燃剂和可选的促进剂的第一树脂混合物进行填充，使得形成的玄武岩纤维格栅层保持表面平整；

使所述第一模具和第二模具合模，并抽真空；

向合模后的模具中注射包括所述不饱和聚酯树脂和固化剂的第二树脂混合物，在15~25℃下放置足以成型形成所述门扇的时间段；

将成型后的所述门扇脱模。

优选地，填充第一模具中凹槽的玄武岩纤维丝可为玄武岩无捻粗纱。

可选地，可在平铺玄武岩纤维短切毡之前，在第一模具或第二模具表面平铺表面毡。其中，第二模具没有凹槽。

可选地，在平铺上述表面毡之前，可先对各个模具表面分别涂布胶衣树脂。该胶衣树脂用于为门扇赋予所需颜色，并且对门扇的各种功能性没有负面影响。常用的胶衣树脂例如可为8300g-1（dsm）、8305w-5117（dsm）。

进一步可选地，在对各个模具表面涂布胶衣树脂之前，还可对模具表面用脱模水进行处理，以更有利于门扇的脱模。

上述树脂混合物中固化剂与不饱和聚酯树脂的质量比为1~3%。可选地，促进剂与不饱和聚酯树脂的质量比为1~3%。

所述填充步骤包括，将所述玄武岩岩石颗粒预先在不饱和聚酯树脂和可选的促进剂中浸泡8~10小时。

可采用本领域常用的方法（例如辊涂或刷涂）来进行上述树脂混合物的涂覆。

进一步地，采用本领域常用的方法，采用预埋的方式在门扇成型前将诸如铰页和闭锁的装配附件预先放置在模具中的所需位置。

由上述方法制得的门扇包括依次层叠的以下多层结构：环形嵌压板；玄武岩纤维短切毡；由多层玄武岩纤维短切毡和多层玄武岩纤维布组成的多层纤维结构；和玄武岩纤维格栅；由多层玄武岩纤维短切毡和多层玄武岩纤维布组成的多层纤维结构；玄武岩纤维短切毡。

具体地，所述玄武岩纤维格栅被玄武岩岩石颗粒混合物填平，所述玄武岩岩石颗粒混合物由玄武岩岩石颗粒与不饱和聚酯树脂、阻燃剂和可选的促进剂的混合物形成。

可选地，上述门扇还包括位于所述环形嵌压板与玄武岩纤维短切毡之间的表面毡。

可选地，上述门扇还包括位于所述环形嵌压板与表面毡之间的胶衣层。

优选地，根据实际门扇厚度和强度的需要，可分别调整玄武岩纤维短切毡以及玄武岩纤维布的层数，例如玄武岩纤维短切毡可为1~2层，玄武岩纤维布可为3~15层。

进一步地，玄武岩纤维格栅层可为多层，例如3~5层，且相邻的玄武岩纤维格栅层之间隔有玄武岩纤维短切毡层和玄武岩纤维布层。

在根据本发明的方法中，对合模后的模具进行抽真空，至模具内的负压为-0.08~-0.06mpa。

向合模后的模具中注射包括上述不饱和聚酯树脂和固化剂的第二树脂混合物在小于0.4mpa的注射压力下进行。

具体地，参见图1~图3，根据本发明的地铁防护门包括上述门扇1以及门框2。该门框2可为钢结构门框。

优选地，门框在与门扇的环形嵌压板对应的位置处包括支撑板与钢构成的环形密封槽，并且该环形密封槽嵌入有密封条3。该密封条可采用常规弹性材料，例如橡胶，优选海绵橡胶。

当门扇与门框组装在一起时，环形密封槽、环形嵌压板和密封条3形成一体式密闭结构。

根据需要，根据本发明的人防门还可包括闭锁4、铰页5、门扇固定安全装置6和电气控制装置7。

通过根据本发明的制备门扇的方法，采用树脂传递模塑成型，能够提高制造工艺技术和机械化程度，提高生产效率，开发和使用质量稳定、性能优异、性价比合理的新型原辅材料以实现降低成本的同时提高产品性能。并且，借由上述基于不饱和聚酯树脂的复合材料门扇和一体式密闭结构，根据本发明的人防门具有优异的密闭性能，同时还具有良好的绝缘性、隔音性和阻燃性，并且重量轻、强度高、耐腐蚀，寿命长。

同时，由于上述制备方法和采用的材料，本发明的人防门更便于运输和安装，并且整个生产过程对环境污染小，能耗低，完全可以替代现有的钢筋混凝土密闭门和全钢密闭门。

实施例1

树脂混合物的组成

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物的配比为：199型间苯不饱和聚酯树脂36%、玄武岩纤维布20%、玄武岩纤维格栅（90mm×90mm×30mm）13%、玄武岩纤维短切毡10%、玄武岩岩石颗粒（3mm）15%、阻燃剂（氢氧化铝）3%、促进剂（环烷酸钴）1%、固化剂（过氧化甲乙酮）2%。

门扇的制造

首先按照配比将199型不饱和聚酯树脂、环烷酸钴、阻燃剂氢氧化铝进行充分地搅拌得到不饱和聚酯树脂混合物。

用玄武岩无捻粗丝填充模具中具有环形嵌压板形状的凹槽，并用脱模水对该模具表面进行处理，并且在预定位置放入闭锁和铰页。然后对其表面喷涂胶衣树脂（8300g-1，dsm）。

在胶衣层上铺上一层裁剪好的表面毡，随后用辊子和毛刷将其压紧使之与胶衣面紧密贴合。

类似地，依次将多层玄武岩纤维短切毡、多层玄武岩纤维布平铺在表面毡上。

在玄武岩纤维布上平铺玄武岩纤维格栅用来充当加强筋。将玄武岩岩石颗粒在不饱和聚酯树脂、阻燃剂氢氧化铝和促进剂环烷酸钴的混合物中浸泡8小时捞出。用该玄武岩岩石颗粒混合物填充玄武岩纤维格栅，使之保持表面平整。

类似地，在另一个没有凹槽的模具合模依次涂脱模水，喷胶衣树脂，并依次铺设表面毡、多层玄武岩纤维短切毡、多层玄武岩纤维布。将上述模具合模，抽真空至-0.06mpa。在0.4mpa下向合模的模具内注射树脂混合物，并在25℃下放置40分钟至凝胶固化成型。

将定型后的门扇坯脱模，制得根据本发明的门扇，尺寸为4040×4500×90mm。

人防门的制造

根据图纸进行划线、气割下料，并对所下料块进行调直、调平、复尺，制造钢结构门框。其中，该人防门门框焊有支撑板与斜扁钢构成环形密封槽。经复核尺寸无误后，再进行闭锁洞、闭锁盒、铰页板及加强板、贴角板下料，配件齐全并核对无误后，再行组对。组对完成后，进行满焊。

焊后的门框经去掉焊渣，磨平后，与上述门扇通过铰页连接，使密封条嵌入密封槽中，同时与门扇上的环形嵌压板贴合构成密闭结构。从而，组装得到人防门。

对比例1

树脂混合物的组成

以树脂组合物的总重量计，树脂组合物的配比为：199型间苯不饱和聚酯树脂36%、玄武岩纤维布20%、玄武岩纤维格栅（50mm×50mm）13%、玻璃纤维短切毡3%、玄武岩岩石颗粒（3mm）20%、阻燃剂（氢氧化铝）3%、环烷酸钴2%、过氧化甲乙酮3%。

按照与实施例1相同的方法制备门扇和人防门。

性能测试

根据相应的国家标准，对上述实施例1中制得的门扇及人防门进行尺寸、质量、防护等级、密闭性、吸水性、硬度以及弯曲强度进行测试，结果示于下表1中。

表1

根据本发明的复合材料门扇与钢筋混凝土门扇的性能比较如下：

由以上数据可看出，根据本发明的复合材料门扇与现有技术的含有玻璃纤维并采用手工制作方法得到的钢筋混凝土门扇相比，在同等尺寸下，重量大幅减轻，耗时大幅减少，同时具有至少相当的防护等级和密闭性。具体地，相对于含有玻璃纤维的门扇，根据本发明的门扇的弯曲弹性提高了13%，刚性提高了17.5%。因此，根据本发明的复合材料门扇，及由此制得的人防门，可替代现有的钢筋混凝土材质的人防门，同时还具有生产效率高，便于运输和安装，对环境友好的优点。

此外，本发明采用树脂传递模塑成型工艺，使得制造大尺寸门扇时整个工艺只需要3~4小时，而传统的利用手工铺设各个玄武岩纤维层的工艺则需要6~8天。由此，根据本发明的制备门扇的方法大幅提高了生产效率。