本发明涉及玻璃钢技术领域，尤其涉及一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料及其制备方法。
背景技术：
玻璃钢，即纤维强化塑料，一般指用不饱和聚酯树脂等为基体，以玻璃纤维等填料制成的增强塑料，又称为玻璃纤维增强塑料。具有质轻而硬、机械强度较好、不导电等优点，已被开发应用于化粪池等利于生态保护的民用领域。
玻璃钢化粪池能有效解决传统砖混化粪池的渗漏、对地下水源造成的不同程度的污染以及对建筑物造成倾斜等问题，并且能够为对排放的污水进行后续深度处理奠定基础。但是，现有玻璃钢化粪池的强度在实际应用推广中还存在一定的弊端，且由于化粪池中含有大量可燃性气体，所以在加强玻璃钢化粪池的抗压称重能力的同时，对其阻燃性也有一定的要求。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料及其制备方法，制得的玻璃钢复合材料具有较好的强度和韧性、耐压、耐腐蚀，且阻燃性能好。
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3-7份、玻璃纤维80-110份、硅微粉3-7份、膨润土20-30份、环氧丙烷丁基醚6-12份、固化剂3-7份、促进剂2-5份、阻燃剂2-5份、苯并三唑0.5-2份、邻苯二甲酸丁基苄酯0.5-2份、偶联剂1-3份。
优选地，所述膨润土为改性膨润土，其制备如下：将膨润土分散到水中配制悬浮液，向其中加入十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散，升温，搅拌反应，反应结束后加入浓盐酸调节ph，搅拌反应，抽滤，干燥，得物料a；将物料a加入水中，超声，再加入果糖，搅拌，然后置于高压釜中进行水热反应，抽滤，洗涤，干燥，得物料b；将物料b加入由浓硝酸和浓硫酸组成的混酸中，水浴加热，搅拌反应，抽滤，洗涤，干燥，即得。
优选地，所述改性膨润土的制备如下：将10份膨润土分散到水中配制6-10％的悬浮液，向其中加入4-7份的22-27％十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散40-60min，升温至50-60℃，搅拌反应8-12h，反应结束后加入浓盐酸调节ph至2-3，搅拌反应3-5h，抽滤，干燥，得物料a；将物料a加入400-500份水中，超声分散20-40min，再加入9-14份果糖，搅拌溶解，然后置于高压釜中在170-190℃下水热反应2.5-3.5h，抽滤，洗涤，干燥，得物料b；将物料b加入到由浓硝酸和浓硫酸组成的混酸中，水浴加热至50-60℃，搅拌反应1-2h，抽滤，洗涤，干燥，即得。
优选地，加入十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散，升温，搅拌反应，搅拌转速为200-300r/min。
优选地，加入浓盐酸调节ph，搅拌反应，搅拌转速为700-800r/min。
优选地，混酸中浓硝酸和浓硫酸的体积比为1：2-4。
优选地，所述硅微粉的粒径d为0.01-5μm。
优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵、氢氧化铝、十溴二苯醚中的至少一种。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
有益效果：本发明提出了一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，是以不饱和聚酯树脂为基体材料，并添加丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，使玻璃钢基材具备良好的强度和韧性，并加入玻璃纤维增强，提高玻璃钢的抗冲击等力学性能；膨润土的添加改善复合材料的力学性能和阻燃性能，与硅微粉配合，在基体材料能够均匀分散和填充，提高产品的致密性，进而改善复合材料的力学性能，再与环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂等成分协同作用，制得的玻璃钢复合材料具有较好的强度和韧性、耐压、耐腐蚀，且阻燃性能和耐候性好，能够满足玻璃钢化粪池的高强度要求。
改性膨润土的制备中，通过离子交换法采用十二烷基三甲基氯化铵对膨润土进行改性，其进入蒙脱土片层间扩大其层间距，片层表面被烷基长链覆盖从而改善其表面疏水性，再加入浓盐酸进行酸化处理，蒙脱土层间的k+、na+、ca2+、mg2+等阳离子转化为酸的可溶性盐类而溶出，从而削弱了原来层间的结合力，使层间晶格裂开、进一步扩大层间距，且使蒙脱土由亲水性变为亲有机性，有助于不饱和聚酯树脂进一步插入片层间，提高两者的相容性，再将其置于果糖溶液中在高压釜中进行水热反应，成功的将碳微球接枝到蒙脱土上，再将该碳微球用混酸进行氧化处理，从而在其表面引入可反应的功能性基团硅醇基，与原料组分中的偶联剂作用，提高其在聚合物的分散性和相容性，且由于碳微球的引入，提高了蒙脱土的强度和阻燃性，将其添加到不饱和聚酯材料中，相容性好，且能够显著改善材料的强度等力学性能和阻燃性。
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
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、玻璃纤维80份、硅微粉3份、膨润土20份、环氧丙烷丁基醚6份、固化剂3份、促进剂2份、阻燃剂2份、苯并三唑0.5份、邻苯二甲酸丁基苄酯0.5份、偶联剂1份；
其中，硅微粉的粒径d为0.01-5μm；阻燃剂为聚磷酸铵，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环烷酸钴，偶联剂为kh550。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
实施例2
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物7份、玻璃纤维110份、硅微粉7份、膨润土30份、环氧丙烷丁基醚12份、固化剂7份、促进剂5份、阻燃剂5份、苯并三唑2份、邻苯二甲酸丁基苄酯2份、偶联剂3份；
其中，硅微粉的粒径d为0.01-5μm；阻燃剂为氢氧化铝，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环烷酸钴，偶联剂为kh550。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
实施例3
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物4份、玻璃纤维100份、硅微粉5份、膨润土25份、环氧丙烷丁基醚10份、固化剂5份、促进剂4份、阻燃剂3份、苯并三唑1份、邻苯二甲酸丁基苄酯1份、偶联剂2份；
其中，膨润土为改性膨润土，其制备如下：将10份膨润土分散到水中配制6％的悬浮液，向其中加入4份的22％十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散40min，升温至50℃，搅拌反应8h，搅拌转速为200r/min，反应结束后加入浓盐酸调节ph至2，搅拌反应3h，搅拌转速为700r/min，抽滤，干燥，得物料a；将物料a加入400份水中，超声分散20min，再加入9份果糖，搅拌溶解，然后置于高压釜中在170℃下水热反应2.5h，抽滤，洗涤，干燥，得物料b；将物料b加入到由体积比为1：2的浓硝酸和浓硫酸组成的混酸中，水浴加热至50℃，搅拌反应1h，抽滤，洗涤，干燥，即得；
其中，硅微粉的粒径d为0.01-5μm；阻燃剂为聚磷酸铵、氢氧化铝按照1：1的重量比组成的，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环烷酸钴，偶联剂为kh550。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
实施例4
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、玻璃纤维90份、硅微粉4份、膨润土28份、环氧丙烷丁基醚8份、固化剂4.5份、促进剂3.5份、阻燃剂2.5份、苯并三唑1.5份、邻苯二甲酸丁基苄酯1.5份、偶联剂1.5份；
其中，膨润土为改性膨润土，其制备如下：将10份膨润土分散到水中配制10％的悬浮液，向其中加入7份的27％十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散60min，升温至60℃，搅拌反应12h，搅拌转速为300r/min，反应结束后加入浓盐酸调节ph至3，搅拌反应5h，搅拌转速为800r/min，抽滤，干燥，得物料a；将物料a加入500份水中，超声分散40min，再加入14份果糖，搅拌溶解，然后置于高压釜中在190℃下水热反应3.5h，抽滤，洗涤，干燥，得物料b；将物料b加入到由体积比为1：4的浓硝酸和浓硫酸组成的混酸中，水浴加热至60℃，搅拌反应2h，抽滤，洗涤，干燥，即得；
其中，硅微粉的粒径d为0.01-5μm；阻燃剂为聚磷酸铵和十溴二苯醚按照1：1的重量比组成的，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环烷酸钴，偶联剂为kh550。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
实施例5
本发明提出的一种用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料，其原料按重量份包括：不饱和聚酯树脂100份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物6份、玻璃纤维95份、硅微粉6份、膨润土26份、环氧丙烷丁基醚10份、固化剂6份、促进剂4.5份、阻燃剂3.5份、苯并三唑1.2份、邻苯二甲酸丁基苄酯0.8份、偶联剂2.5份；
其中，膨润土为改性膨润土，其制备如下：将10份膨润土分散到水中配制8％的悬浮液，向其中加入6份的25％十二烷基三甲基氯化铵溶液，超声分散50min，升温至55℃，搅拌反应10h，搅拌转速为250r/min，反应结束后加入浓盐酸调节ph至2.5，搅拌反应4h，搅拌转速为750r/min，抽滤，干燥，得物料a；将物料a加入450份水中，超声分散30min，再加入12份果糖，搅拌溶解，然后置于高压釜中在180℃下水热反应3h，抽滤，洗涤，干燥，得物料b；将物料b加入到由体积比为1：3的浓硝酸和浓硫酸组成的混酸中，水浴加热至55℃，搅拌反应1.5h，抽滤，洗涤，干燥，即得；
其中，硅微粉的粒径d为0.01-5μm；阻燃剂为聚磷酸铵和氢氧化铝按照1：1的重量比组成的，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环烷酸钴，偶联剂为kh550。
本发明还提出了上述用于玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的制备方法，步骤如下：将不饱和聚酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、玻璃纤维、硅微粉、膨润土、环氧丙烷丁基醚、促进剂、阻燃剂、苯并三唑、邻苯二甲酸丁基苄酯、偶联剂混合，搅拌，再加入固化剂，搅拌，注入到模具中固化，即得。
实施例6
与实施例5相比，其区别仅在于阻燃抗压复合材料中的膨润土为未改性的膨润土。
对本发明实施例1-6中制得的玻璃钢化粪池的阻燃抗压复合材料的性能进行检测，试验结果见下表。
表1玻璃钢化粪池复合材料的性能检测数据
从表1中可以看出，本申请中的玻璃钢化粪池复合材料具有较好的冲击强度和抗压强度，且相较于含未改性的膨润土的复合材料，采用改性膨润土的复合材料的复合材料的力学性能、阻燃性都有所提高。
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。