1.本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种新型复合材料及使用该材料制造的旋转型井盖。
背景技术：2.城市路面随处可见的窨井用井盖多为铸铁井盖，其造价高，且在使用过程中能与周围环境发生化学和电化学反应而被腐蚀，而导致其强度及使用寿命将大大降低，严重影响了过往车辆及行人的安全。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn 108102354 a的“一种井盖防腐蚀材料及其制作方法”，包括以下重量份的原料：聚酰胺树脂、水性氨基树脂、环氧丙烯酸树脂、石墨烯、丙烯酸羟乙酯、有机硅、硅酸铝、硅溶胶、聚苯并咪唑、三溴苯酯、聚乙烯醇、甲醇、防锈剂、阻燃增稠剂、粘合促进剂和粘接剂；其制备流程为制备混合液a、制备混合液b和防腐蚀材料成型；本发明的涂料配方合理，防腐蚀效果好，使井盖使用寿命延长；硅溶胶的加入使涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附；同时加入了防锈剂、阻燃增稠剂、粘合促进剂和粘接剂，进一步提升了该防腐材料的防腐性能，提升了使用的实用性。
4.常规的防腐方式多采用涂覆工艺技术在金属材料表面构建防腐涂层能有效隔绝金属材料与外界环境的接触，抑制金属材料表面发生的化学或电化学反应，从而保护金属材料减少或不受外界环境腐蚀而提高其耐腐蚀性和使用寿命，但在金属井盖表面制备的单层防腐膜由于结构不够致密、不够完整、存在空隙、易脱落的缺点，而不能发挥长时间且有效的防护作用。
5.所以我们提出了一种新型复合材料及使用该材料制造的旋转型井盖，以便于解决上述中提出的问题。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提供一种新型复合材料及使用该材料制造的旋转型井盖，以解决上述背景技术提出的在金属井盖表面制备的单层防腐膜由于结构不够致密、不够完整、存在空隙、易脱落的缺点，而不能发挥长时间且有效防护作用的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型复合材料，包括36-42重量份的聚硅氮烷树脂、40-55重量份的尼龙酸二甲酯、52-60重量份的环氧树脂、27-33重量份的丙二醇甲醚、20-25重量份的二丙二醇甲醚、12-17重量份的球状锌粉、12-17重量份的片状锌粉、10-12重量份的消泡剂、5-8重量份的分散剂、5-10重量份的有机膨润土、24-44重量份的气相二氧化硅、5-10重量份的改性水性环氧固化剂。
8.优选的，所述球状锌粉和片状锌粉均选用粒径＞400目。
9.优选的，所述消泡剂为硅类、表面活性剂类、链烷烃类、矿物油类中的一种或多种组合。
10.优选的，所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷
酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种组合。
11.优选的，其制备方法包括以下步骤：
12.s1、以尼龙酸二甲酯为溶剂，配置质量分数为30％的聚硅氮烷前处理液，备用；
13.s2、将所述聚硅氮烷前处理液涂覆至井盖钢板表面后，置于170-210℃烘箱烘烤30min，即得预处理基板；
14.s3、将环氧树脂、丙二醇甲醚、分散剂及有机膨润土投入搅拌罐中，高速分散均匀后，加入球状锌粉和片状锌粉，高速分散至细度≤20μm；
15.s4、投入消泡剂分散均匀，用二丙二醇甲醚、气相二氧化硅及改性水性环氧固化剂调整黏度后过滤，即得外层涂料；
16.s5、用去离子水稀释所述外层涂料至适当黏度，喷涂所述预处理基板，保持干膜厚度在80-100μm，放置于45-60℃烘箱6h。
17.一种新型复合材料制造的旋转型井盖，包括顶盖及其底部均匀活动插接的四个限位杆、安装环件、弹性遮挡件、升降丝杆和驱动组件，四个所述限位杆的底部均与安装环件的外侧活动插接，且安装环件的底部一侧与驱动组件的顶部外侧固定安装，所述驱动组件的一端与升降丝杆的外侧螺纹连接，且升降丝杆的顶部与顶盖的底部轴心处活动卡接，所述弹性遮挡件的顶部与顶盖的底部活动安装，且弹性遮挡件的底部与安装环件的顶部活动安装，所述安弹性遮挡件包括两个卡环，两个所述卡环之间活动安装有多个弹性遮挡索，每个所述弹性遮挡索均包括荧光弹性索，所述荧光弹性索的两端均固定安装有磁块，两个所述卡环的内侧均开设有滑槽，且滑槽内侧相邻活动卡接的两个磁块为同极对向安装。
18.优选的，所述安装环件包括外环、内环、连杆，所述外环的内侧通过多个连杆与内环的外侧固定焊接，且外环的外侧贯穿开设有多个通孔，所述外环的外侧均匀固定安装有卡块。
19.优选的，所述驱动组件包括支架、主动轮、传动带、从动轮，所述支架的底部固定安装有驱动电机，且支架的顶部与外环的底部固定安装，所述驱动电机的输出端通过主动轮与传动带的一端内侧活动安装，且传动带的另一端内侧与从动轮的外侧活动安装，所述从动轮的轴心处活动安装有旋转块，且旋转块的内侧与升降丝杆的外侧螺纹连接。
20.优选的，所述顶盖的底部轴心处焊接有卡管，且升降丝杆的顶端通过插销与卡管的内侧固定卡接。
21.优选的，所述内环的底部内侧与旋转块的顶部活动安装。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、本发明以附着性能优异的聚硅氮烷转化膜与井盖基材接触，保证其防护结构的完整性和结构强度，再以具有抗化学、电化学腐蚀的外侧环氧富锌涂料保证其使用寿命，在顶盖的外侧涂覆有环氧富锌涂料，其防腐机理主要是锌粉起到牺牲金属的作用，在涂层中形成一个以锌粉为阳极，钢铁为阴极的电池，在腐蚀环境中牺牲锌粉而阻止对井盖金属的腐蚀，大大延长井盖金属的使用寿命，并且在环氧富锌涂料的内侧设有利用聚硅氮烷中c＝c键的加成反应得到高致密度转化膜，不仅提供优异的阻隔性能，极大地降低了内部金属基材的腐蚀速率，此类防腐膜具有成本低、较好的耐蚀、耐污和抗洗刷性能。
24.2、本发明通过设置的弹性遮挡件，实现了在顶盖顶起过程中，将拉伸具有弹性的
多个弹性遮挡索，而每个弹性遮挡索均为可产生荧光效应的荧光弹性索组成，能在夜间提示过路人员和车辆，又因相邻活动卡接的两个磁块为同极对向安装，则两个相邻磁块之间具有磁斥力，使得相邻弹性遮挡索始终保持间距，避免弹性遮挡索之间发生缠绕，且其组成的网格还能防止外界垃圾随水流流入下水管道中造成堵塞的问题，也能对意外踩入的行人起到保护作用。
附图说明
25.图1为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井的立体图；
26.图2为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井安装环件的立体图；
27.图3为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井底部的结构立体图；
28.图4为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井驱动组件的结构立体图；
29.图5为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井顶盖底部的结构示意图；
30.图6为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井弹性遮挡件的结构示意图；
31.图7为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井盖弹性遮挡件的剖视结构示意图；
32.图8为本发明一种新型复合材料制造的旋转型井弹性遮挡件俯视的结构示意图。
33.图中：
34.1、顶盖；2、安装环件；3、限位杆；4、弹性遮挡件；5、升降丝杆；6、驱动组件；41、卡环；40、弹性遮挡索；401、荧光弹性索；402、磁块；410、滑槽；20、外环；21、内环；22、连杆；23、通孔；24、卡块；60、支架；62、主动轮；63、传动带；64、从动轮；61、驱动电机；65、旋转块；10、卡管。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在金属表面制备防腐膜可以在很大程度上阻隔金属与环境的直接接触，从而减缓化学腐蚀以及电化学腐蚀的发生，但单一的防腐膜因结构不完整、存在空隙、易脱落等缺点不能发挥长时间且有效的防护作用。
37.本发明提供一种技术方案：一种新型复合材料，包括42重量份的聚硅氮烷树脂、55重量份的尼龙酸二甲酯、60重量份的环氧树脂、27重量份的丙二醇甲醚、20重量份的二丙二醇甲醚、17重量份的球状锌粉、17重量份的片状锌粉、10重量份的消泡剂、5重量份的分散剂、5重量份的有机膨润土、44重量份的气相二氧化硅、5重量份的改性水性环氧固化剂。
38.其中，球状锌粉和片状锌粉均选用粒径＞400目；消泡剂为硅类、表面活性剂类、链烷烃类、矿物油类中的一种或多种组合；分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种组合。
39.其制备方法包括以下步骤：
40.步骤一、以尼龙酸二甲酯为溶剂，配置质量分数为30％的聚硅氮烷前处理液，备用。
41.步骤二、将聚硅氮烷前处理液涂覆至井盖钢板表面后，置于170-210℃烘箱烘烤30min，即得预处理基板，以聚硅氮烷(opz118)为原料配置前处理液，通过浸涂的方式将其涂覆在金属表面，烘烤即得聚硅氮烷转化膜。
42.步骤三、将环氧树脂、丙二醇甲醚、分散剂及有机膨润土投入搅拌罐中，高速分散均匀后，加入球状锌粉和片状锌粉，高速分散至细度≤20μm。
43.步骤四、投入消泡剂分散均匀，用二丙二醇甲醚、气相二氧化硅及改性水性环氧固化剂调整黏度后过滤，即得外层涂料。
44.步骤五、用去离子水稀释外层涂料至适当黏度，喷涂预处理基板，保持干膜厚度在80-100μm，放置于45-60℃烘箱6h。
45.在顶盖1的外侧涂覆有环氧富锌涂料，其防腐机理主要是锌粉起到牺牲金属的作用，在涂层中形成一个以锌粉为阳极，钢铁为阴极的电池，在腐蚀环境中牺牲锌粉而阻止对井盖金属的腐蚀，大大延长井盖金属的使用寿命，并且在环氧富锌涂料的内侧设有利用聚硅氮烷中c＝c键的加成反应得到高致密度转化膜，其利用si—n键的水解反应改变被保护金属基材表面的ph，聚硅氮烷转化膜不仅提供优异的阻隔性能，而且在中性腐蚀环境下由于nh3的形成可促进基材表面钝化，极大地降低了内部金属基材的腐蚀速率，此类防腐膜具有成本低、较好的耐蚀、耐污和抗洗刷性能，以附着性能优异的聚硅氮烷转化膜与井盖基材接触，保证其防护结构的完整性和结构强度，再以具有抗化学、电化学腐蚀的外侧环氧富锌涂料保证其使用寿命。
46.请参阅图1-8，一种新型复合材料制造的旋转型井盖，包括顶盖1及其底部均匀活动插接的四个限位杆3、安装环件2、弹性遮挡件4、升降丝杆5和驱动组件6，四个限位杆3的底部均与安装环件2的外侧活动插接，且安装环件2的底部一侧与驱动组件6的顶部外侧固定安装，驱动组件6的一端与升降丝杆5的外侧螺纹连接，且升降丝杆5的顶部与顶盖1的底部轴心处活动卡接，弹性遮挡件4的顶部与顶盖1的底部活动安装，且弹性遮挡件4的底部与安装环件2的顶部活动安装，安弹性遮挡件4包括两个卡环41，两个卡环41之间活动安装有多个弹性遮挡索40，每个弹性遮挡索40均包括荧光弹性索401，荧光弹性索401的两端均固定安装有磁块402，两个卡环41的内侧均开设有滑槽410，且滑槽410内侧相邻活动卡接的两个磁块402为同极对向安装，当井盖本体需要维护或雨季开启排水时，其内侧的顶盖1将受到驱动组件6带动的升降丝杆5带动，而边旋转边向上顶起，且在顶盖1顶起过程中，将拉伸具有弹性的多个弹性遮挡索40，每个弹性遮挡索40均为可产生荧光效应的荧光弹性索401组成，能在夜间提示过路人员和车辆，具有一定的警示作用，又因滑槽410内侧相邻活动卡接的两个磁块402为同极对向安装，则两个相邻磁块402之间具有磁斥力，因此每个弹性遮挡索40在两个卡环41之间跟随顶盖1旋转而拉伸形变，始终保持相互间距，防止各个弹性遮挡索40之间发生缠绕，弹性遮挡索40组成的网格还能遮挡外界垃圾随水流流入下水管道中造成堵塞的问题，也能对意外踩入的行人起到保护作用。
47.根据图4所示，安装环件2包括外环20、内环21、连杆22，外环20的内侧通过多个连杆22与内环21的外侧固定焊接，且外环20的外侧贯穿开设有多个通孔23，外环20的外侧均匀固定安装有卡块24，多个通孔23可增大泄水性能，卡块24用于卡接安装于井口顶部。
48.根据图8所示，驱动组件6包括支架60、主动轮62、传动带63、从动轮64，支架60的底部固定安装有驱动电机61，且支架60的顶部与外环20的底部固定安装，驱动电机61的输出端通过主动轮62与传动带63的一端内侧活动安装，且传动带63的另一端内侧与从动轮64的外侧活动安装，从动轮64的轴心处活动安装有旋转块65，且旋转块65的内侧与升降丝杆5的外侧螺纹连接，驱动电机61通过主动轮62带动传动带63，而带动动轮64及其内侧的旋转块65于升降丝杆5外侧转动，进而使得升降丝杆5能旋转升降顶盖1。
49.根据图8所示，顶盖1的底部轴心处焊接有卡管10，且升降丝杆5的顶端通过插销11与卡管10的内侧固定卡接，卡管10用于对升降丝杆5顶端的限位，防止升降丝杆5在升降过程中发生错位的问题，并且维护人员可通过拆卸插销11的方式，快速取下顶盖1而开启井口。
50.根据图8所示，内环21的底部内侧与旋转块65的顶部活动安装，内环21对旋转块65的高度起到限位作用，防止其因旋转而沿升降丝杆5抬升，使得升降丝杆5能在受到扭转力时而缓慢转动抬升。
51.本装置的使用方法及工作原理：当井盖本体需要维护或雨季开启排水时，驱动电机61通过主动轮62带动传动带63，而带动动轮64及其内侧的旋转块65于升降丝杆5外侧转动，进而使得升降丝杆5能旋转升降顶盖1，顶盖1为边旋转边向上顶起，且在顶盖1顶起过程中，将拉伸具有弹性的多个弹性遮挡索40，每个弹性遮挡索40均为可产生荧光效应的荧光弹性索401组成，能在夜间提示过路人员和车辆，具有一定的警示作用，又因滑槽410内侧相邻活动卡接的两个磁块402为同极对向安装，则两个相邻磁块402之间具有磁斥力，因此每个弹性遮挡索40在两个卡环41之间跟随顶盖1旋转而拉伸形变，始终保持相互间距，防止各个弹性遮挡索40之间发生缠绕，弹性遮挡索40组成的网格还能遮挡外界垃圾随水流流入下水管道中造成堵塞的问题，也能对意外踩入的行人起到保护作用，卡管10用于对升降丝杆5顶端的限位，防止升降丝杆5在升降过程中发生错位的问题，并且维护人员可通过拆卸插销11的方式，快速取下顶盖1而开启井口。
52.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种新型复合材料，其特征在于，包括36-42重量份的聚硅氮烷树脂、40-55重量份的尼龙酸二甲酯、52-60重量份的环氧树脂、27-33重量份的丙二醇甲醚、20-25重量份的二丙二醇甲醚、12-17重量份的球状锌粉、12-17重量份的片状锌粉、10-12重量份的消泡剂、5-8重量份的分散剂、5-10重量份的有机膨润土、24-44重量份的气相二氧化硅、5-10重量份的改性水性环氧固化剂。2.根据权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于：所述球状锌粉和片状锌粉均选用粒径＞400目。3.根据权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于：所述消泡剂为硅类、表面活性剂类、链烷烃类、矿物油类中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于：所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：s1、以尼龙酸二甲酯为溶剂，配置质量分数为30％的聚硅氮烷前处理液，备用；s2、将所述聚硅氮烷前处理液涂覆至井盖钢板表面后，置于170-210℃烘箱烘烤30min，即得预处理基板；s3、将环氧树脂、丙二醇甲醚、分散剂及有机膨润土投入搅拌罐中，高速分散均匀后，加入球状锌粉和片状锌粉，高速分散至细度≤20μm；s4、投入消泡剂分散均匀，用二丙二醇甲醚、气相二氧化硅及改性水性环氧固化剂调整黏度后过滤，即得外层涂料；s5、用去离子水稀释所述外层涂料至适当黏度，喷涂所述预处理基板，保持干膜厚度在80-100μm，放置于45-60℃烘箱6h。6.一种新型复合材料制造的旋转型井盖，其特征在于，包括顶盖(1)及其底部均匀活动插接的四个限位杆(3)、安装环件(2)、弹性遮挡件(4)、升降丝杆(5)和驱动组件(6)，四个所述限位杆(3)的底部均与安装环件(2)的外侧活动插接，且安装环件(2)的底部一侧与驱动组件(6)的顶部外侧固定安装，所述驱动组件(6)的一端与升降丝杆(5)的外侧螺纹连接，且升降丝杆(5)的顶部与顶盖(1)的底部轴心处活动卡接，所述弹性遮挡件(4)的顶部与顶盖(1)的底部活动安装，且弹性遮挡件(4)的底部与安装环件(2)的顶部活动安装，所述安弹性遮挡件(4)包括两个卡环(41)，两个所述卡环(41)之间活动安装有多个弹性遮挡索(40)，每个所述弹性遮挡索(40)均包括荧光弹性索(401)，所述荧光弹性索(401)的两端均固定安装有磁块(402)，两个所述卡环(41)的内侧均开设有滑槽(410)，且滑槽(410)内侧相邻活动卡接的两个磁块(402)为同极对向安装。7.根据权利要求6所述的新型复合材料制造的旋转型井盖，其特征在于：所述安装环件(2)包括外环(20)、内环(21)、连杆(22)，所述外环(20)的内侧通过多个连杆(22)与内环(21)的外侧固定焊接，且外环(20)的外侧贯穿开设有多个通孔(23)，所述外环(20)的外侧均匀固定安装有卡块(24)。8.根据权利要求7所述的新型复合材料制造的旋转型井盖，其特征在于：所述驱动组件(6)包括支架(60)、主动轮(62)、传动带(63)、从动轮(64)，所述支架(60)的底部固定安装有驱动电机(61)，且支架(60)的顶部与外环(20)的底部固定安装，所述驱动电机(61)的输出
端通过主动轮(62)与传动带(63)的一端内侧活动安装，且传动带(63)的另一端内侧与从动轮(64)的外侧活动安装，所述从动轮(64)的轴心处活动安装有旋转块(65)，且旋转块(65)的内侧与升降丝杆(5)的外侧螺纹连接。9.根据权利要求6所述的新型复合材料制造的旋转型井盖，其特征在于：所述顶盖(1)的底部轴心处焊接有卡管(10)，且升降丝杆(5)的顶端通过插销(11)与卡管(10)的内侧固定卡接。10.根据权利要求8所述的新型复合材料制造的旋转型井盖，其特征在于：所述内环(21)的底部内侧与旋转块(65)的顶部活动安装。
技术总结本发明公开了一种新型复合材料及使用该材料制造的旋转型井盖，包括36-42重量份的聚硅氮烷树脂、40-55重量份的尼龙酸二甲酯、52-60重量份的环氧树脂、27-33重量份的丙二醇甲醚、20-25重量份的二丙二醇甲醚、12-17重量份的球状锌粉、12-17重量份的片状锌粉、10-12重量份的消泡剂、5-8重量份的分散剂、5-10重量份的有机膨润土、24-44重量份的气相二氧化硅、5-10重量份的改性水性环氧固化剂。本发明以附着性能优异的聚硅氮烷转化膜与井盖基材接触，保证其防护结构的完整性和结构强度，再以具有抗化学、电化学腐蚀的外侧环氧富锌涂料保证其使用寿命，具有成本低、较好的耐蚀、耐污和抗洗刷性能。性能。性能。
技术研发人员：王健健 吴文萍 凌玲
受保护的技术使用者：安徽省宏忆新型材料有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/11/1
