本发明涉及污水处理
技术领域：
，尤其涉及一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料及其制备方法。
背景技术：
：化粪池是建筑领域不可缺少的排水处理设备，用来将生活废水进行初级处理后排入市政管道或者再进入下级污水处理设施进行深度处理。早期制造化粪池通常采用砖砌、钢筋混凝土或钢板，但均存在明显的缺陷，近年来玻璃钢化粪池逐步为大多数建筑单位选用。玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，玻璃钢材质的化粪池储罐，具有抗腐蚀性极强，不渗漏，且易于施工，老化速度慢等特点，使用年限可达到50年以上。目前玻璃钢化粪池主要选用玻璃纤维增强材料嵌入聚酯树脂基体中形成复合结构材料，玻璃纤维和聚酯树脂基体的玻璃钢化粪池材料虽然具有其它材料所无法比拟的优异性能，但是该玻璃钢化粪池材料制品在废弃后，也无法回收利用，玻璃纤维又在长时间内无法分解，对环境造成很大的负面影响。技术实现要素：基于
背景技术：
中存在的问题，本发明提出了一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料及其制备方法，其所述的玻璃钢化粪池材料在保持同等玻璃钢化粪池材料力学性的同时，有效降低玻璃钢化粪池废弃材料对环境的负面影响。本发明提出的一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂30-40份、环氧改性酚醛树脂10-20份、改性植物纤维25-35份、高岭土8-15份、碳化硅微粉6-18份、石英粉4-10份、硬脂酸钙1-5份、钛酸酯偶联剂3-10份、固化剂1-5份、抗氧剂0.1-0.5份；其中，所述改性植物纤维是通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性得到。优选地，所述通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性具体包括：以重量份计，将8-12份烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph升温至80-90℃后，在搅拌条件下滴加0.8-1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550，滴加完毕后保温搅拌3.5-4.5h，冷却，得到所述大分子偶联剂；将所述大分子偶联剂溶于1，4-二氧六环中配成浓度为1-1.5wt％的溶液，再加入醋酸调节ph至5-6，得到浸润剂；将经过碱处理的植物纤维浸没于所述浸润剂中30-40h，取出后先自然干燥，再在130-140℃下干燥2-3h，得到所述改性植物纤维。优选地，所述植物纤维为麻纤维或竹纤维。优选地，所述碱处理包括将植物纤维置于浓度为3-5wt％的氢氧化钠溶液中0.5-1h，得到所述经过碱处理的植物纤维。优选地，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂、丙烯醚型不饱和聚酯树脂中的一种或多种的组合。优选地，所述钛酸酯偶联剂为钛酸酯偶联剂ndz-201或钛酸酯偶联剂dn101。优选地，所述固化剂为过氧化甲乙酮、环烷酸钴、过氧化羟基异丙苯或过氧化苯甲酰中的一种或多种的组合。优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。本发明还提出该植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、改性植物纤维混合后低速搅拌5-10min，搅拌速率为300-500r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂、固化剂、抗氧剂，混合后升温至190-220℃，保温搅拌3-4h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。植物纤维特别是麻纤维和竹纤维具有良好的弹性和韧性，可产生麻纤维的麻类植物为一年生草本植物，竹在我国资源非常丰富，同时生长速度较快。粗麻纤维和粗竹纤维拉力强、有弹性、耐冲击、来源广、易加工，不饱和聚酯树脂和麻、竹等植物纤维如果能够产生复合就具有了玻璃钢的优异性能。由于当植物纤维直接混入热固树脂如不饱和聚酯树脂中时，树脂对其的浸润性非常差，所以一般植物纤维很难与树脂基体形成牢固的粘接，强度和韧性性能也很难得到提高。本发明所采用的植物纤维可以是粗麻纤维或粗竹纤维，为了提高植物纤维与树脂基体的粘合能力，本发明对植物纤维的表面进行处理，具体的，将烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph和γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550进行开环取代反应，得到一种反应型大分子偶联剂，该反应型大分子偶联剂既保留了硅烷偶联剂的硅氧基基团，又引入了含有不饱和双键端基的长链，其中硅氧院基团水解后可以与植物纤维表面发生反应，不饱和双键可以与不饱和聚酯树脂基体发生反应，并且其本身具有相对较长的分子链，可以与树脂基体分子链进行物理缠结。最终通过该大分子偶联剂对植物纤维进行浸渍处理，在植物纤维表面形成的大分子聚合物保护膜，借助于偶联剂分子间的化学反应，使分子间产生化学键合，使本来不相容的两相(植物纤维和聚至基体)牢固结合在一体，即植物纤维与树脂基体的粘合能力得到大大增强，植物纤维在基体树脂中的含量也得到显著提高，从而保证所述植物纤维代替玻璃纤维作为玻璃钢材料的基体和赋型材料，有效降低了原料成本，同时该玻璃钢材料又具有玻璃纤维增强玻璃钢材料的优异性能，废弃后的玻璃钢材料的基体易于腐化，有效降低了玻璃钢废弃物对环境的污染。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：邻苯型不饱和聚酯树脂30份、环氧改性酚醛树脂20份、改性植物纤维25份、高岭土15份、碳化硅微粉6份、石英粉10份、硬脂酸钙1份、钛酸酯偶联剂ndz-20110份、过氧化甲乙酮1份、抗氧剂10100.5份；其中，所述改性植物纤维是通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性得到，具体包括：以重量份计，将8份烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph升温至90℃后，在搅拌条件下滴加0.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550，滴加完毕后保温搅拌4.5h，冷却，得到所述大分子偶联剂；将所述大分子偶联剂溶于1，4-二氧六环中配成浓度为1wt％的溶液，再加入醋酸调节ph至6，得到浸润剂；将麻纤维置于浓度为3wt％的氢氧化钠溶液中1h，得到所述经过碱处理的麻纤维，将经过碱处理的麻纤维浸没于所述浸润剂中30h，取出后先自然干燥，再在140℃下干燥2h，得到所述改性植物纤维。制备上述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将邻苯型不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、改性植物纤维混合后低速搅拌5min，搅拌速率为500r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂ndz-201、过氧化甲乙酮、抗氧剂1010，混合后升温至190℃，保温搅拌4h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。实施例2一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：间苯型不饱和聚酯树脂40份、环氧改性酚醛树脂10份、改性植物纤维35份、高岭土8份、碳化硅微粉18份、石英粉4份、硬脂酸钙5份、钛酸酯偶联剂dn1013份、过氧化羟基异丙苯5份、抗氧剂1680.1份；其中，所述改性植物纤维是通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性得到，具体包括：以重量份计，将12份烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph升温至80℃后，在搅拌条件下滴加1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550，滴加完毕后保温搅拌3.5h，冷却，得到所述大分子偶联剂；将所述大分子偶联剂溶于1，4-二氧六环中配成浓度为1.5wt％的溶液，再加入醋酸调节ph至5，得到浸润剂；将竹纤维置于浓度为5wt％的氢氧化钠溶液中0.5h，得到所述经过碱处理的竹纤维，将经过碱处理的竹纤维浸没于所述浸润剂中40h，取出后先自然干燥，再在130℃下干燥3h，得到所述改性植物纤维。制备上述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将间苯型不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、改性植物纤维混合后低速搅拌10min，搅拌速率为300r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂dn101、过氧化羟基异丙苯、抗氧剂168，混合后升温至220℃，保温搅拌3h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。实施例3一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：丙烯醚型不饱和聚酯树脂35份、环氧改性酚醛树脂15份、改性植物纤维30份、高岭土11份、碳化硅微粉12份、石英粉7份、硬脂酸钙3份、钛酸酯偶联剂ndz-2016份、过氧化苯甲酰3份、抗氧剂10100.3份；其中，所述改性植物纤维是通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性得到，具体包括：以重量份计，将10份烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph升温至85℃后，在搅拌条件下滴加1.1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550，滴加完毕后保温搅拌4h，冷却，得到所述大分子偶联剂；将所述大分子偶联剂溶于1，4-二氧六环中配成浓度为1.2wt％的溶液，再加入醋酸调节ph至6，得到浸润剂；将麻纤维置于浓度为4wt％的氢氧化钠溶液中0.7h，得到所述经过碱处理的麻纤维，将经过碱处理的麻纤维浸没于所述浸润剂中35h，取出后先自然干燥，再在135℃下干燥2.5h，得到所述改性植物纤维。制备上述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将丙烯醚型不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、改性植物纤维混合后低速搅拌7min，搅拌速率为400r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂ndz-201、过氧化苯甲酰、抗氧剂1010，混合后升温至205℃，保温搅拌3.5h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。实施例4一种植物纤维复合玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂36份、环氧改性酚醛树脂18份、改性植物纤维32份、高岭土10份、碳化硅微粉10份、石英粉8份、硬脂酸钙4份、钛酸酯偶联剂7份、固化剂4份、抗氧剂0.2份；其中，所述改性植物纤维是通过大分子偶联剂对植物纤维进行表面浸润改性得到，具体包括：以重量份计，将9份烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯环氧基醚aeph升温至88℃后，在搅拌条件下滴加1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷kh-550，滴加完毕后保温搅拌4h，冷却，得到所述大分子偶联剂；将所述大分子偶联剂溶于1，4-二氧六环中配成浓度为1.1wt％的溶液，再加入醋酸调节ph至6，得到浸润剂；将竹纤维置于浓度为3.6wt％的氢氧化钠溶液中0.8h，得到所述经过碱处理的竹纤维，将经过碱处理的竹纤维浸没于所述浸润剂中32h，取出后先自然干燥，再在136℃下干燥2.6h，得到所述改性植物纤维；所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂和间苯型不饱和聚酯树脂；所述钛酸酯偶联剂为钛酸酯偶联剂dn101；所述固化剂为过氧化甲乙酮和环烷酸钴；所述抗氧剂为抗氧剂168。制备上述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、改性植物纤维混合后低速搅拌8min，搅拌速率为500r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂、固化剂、抗氧剂，混合后升温至210℃，保温搅拌4h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。对比例1一种玻璃钢化粪池材料，其原料按重量份包括：邻苯型不饱和聚酯树脂30份、环氧改性酚醛树脂20份、玻璃纤维25份、高岭土15份、碳化硅微粉6份、石英粉10份、硬脂酸钙1份、钛酸酯偶联剂ndz-20110份、过氧化甲乙酮1份、抗氧剂10100.5份。制备上述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料的制备方法，包括：按配方量将邻苯型不饱和聚酯树脂、环氧改性酚醛树脂、玻璃纤维混合后低速搅拌5min，搅拌速率为500r/min，得到混合物a；在混合物a中加入高岭土、碳化硅微粉、石英粉、硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂ndz-201、过氧化甲乙酮、抗氧剂1010，混合后升温至190℃，保温搅拌4h，得到所述植物纤维复合玻璃钢化粪池材料。将上述实施例1-4和对比例1中的玻璃钢化粪池材料性能进行测试，结果如下表所示：性能实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1弯曲强度(mpa)166168173175185冲击韧性(kj/m2)6771686965以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12