模塑玻璃钢格栅的性能及其影响因素

 新闻资讯     |      2018-08-02 15:32

传统的格栅是以铸铁格栅为代表的,广泛应用于国民经济的诸多领域。然而,由于环境条件的千变万化 ,尤其是各种腐蚀性介质的存在 ,不仅增加了工程维护费用 ,而且格栅的服务年限也大大缩短 ,给资源和资金造成了极大的浪费。模塑玻璃钢格栅是选用具有耐腐蚀性的优等不饱和聚酯树脂 ,与玻璃纤维增强材料复合而成的一种新型材料 ,具有高强度、高耐腐蚀性、高阻燃性、高耐久性、免维护等先进的工程特性 ,广泛应用于石油、化工、冶炼、运输、制浆和造纸 ,以及装饰业等诸多领域。是铸铁格栅的理想替代材料。本文介绍了模塑玻璃钢格栅的性能 ,并分析了影响格栅性能的主要因素。
 
1模塑玻璃钢格栅的生产工艺
拉挤玻璃钢格栅不同 ,模塑玻璃钢格栅是将树脂浇注于金属模腔内 ,并浸入玻璃纤维 ,在加热条件下固化而成的一种高性能复合材料。
1. 1 原材料
(1)树脂 :根据工程需要 ,一般选用邻苯型通用树脂、间苯型树脂及乙烯基树脂。
(2)玻璃纤维 : E-30无捻粗纱。
(3)阻燃剂 :无机阻燃剂、有机阻燃剂。
(4)引发剂、促进剂、稀释剂、色浆等。
1. 2 生产过程
将原材料按规定的配比计量,加入搅拌桶 , 搅拌均匀;将树脂基材料浇注于喷有脱模剂的模腔内 ,并纵、横对称地浸入玻璃纤维,压实并排尽气泡;树脂浇注完备后将加热器盖于模腔上,加热至树脂基本固化后,脱模整修。
2模塑玻璃钢格栅的性能
(1)轻质、高强、双向同性的力学性能。模塑玻璃钢格栅采用对称的方形或矩形模具 ,对称地在纵、横方向上缠绕玻璃纤维 ,因此 ,格栅呈现双向同性的力学性能。每平方米格栅质量为 18kg 左右 ,而所能承受的安全荷载 2500kg以上 (以高 38mm规格为例 ) ,较相同规格的其他材料格栅 , 质量轻而强度高。
(2)优越的耐久性。耐腐蚀性是模塑玻璃钢格栅的生命力之所在 ,在相同的环境介质中 ,服务年限远远超过其他材料的同类产品。耐久性另一方面表现在耐紫外线辐射 ,对大气具有良好的适应性。
(3)阻燃性 ,模塑玻璃钢格栅具有良好的阻燃性能 ,这是因为在树脂中掺入了适量的阻燃材料 ,按 ASTM-284标准 ,火焰传导速率在 25mm / s以下。
(4)装饰性强。不饱和聚酯树脂与各种颜料糊具有很好的相容性 ,固化后颜色鲜艳 ,不易褪色 ,具有较强的装饰效果。
 
3影响格栅性能的主要因素
3. 1 原材料因素
(1)树脂 ,树脂胶液是玻璃钢格栅的主要原料之一 ,对格栅的性能起决定性作用。试验表明 ,不同牌号的树脂 ,树栅的耐腐蚀性相差甚大 (参见表 1) ,同一牌号的树脂 ,因胶液的粘度不同 ,与玻璃纤维的浸渍效果不同 ,格栅的力学性能也有所不同 ,当粘度过大时 ,玻璃纤维不能完全浸透 ,气泡难以排尽 ,格栅的力学性能及耐腐蚀性均较差 ,这主要是因为玻璃纤维不浸透树脂 ,不能发挥复合材料的特性 ,未浸透树脂的玻璃纤维在腐蚀性介质中易与介质发生反应而被腐蚀。


(2)玻璃纤维 ,用于模塑玻璃钢格栅的玻璃纤维主要是无捻粗纱 ,不同的玻纤成分 ,纤维单丝直径、原丝号数及纤维的界面状态 ,纤维的强度也不同。对于一定的玻璃纤维 ,格栅的力学性能与玻纤的含量有关 ,表 2是不同股数 E- 30元捻粗纱格栅在点荷载、线荷载和面荷载作用下的测试结果。试验表明 ,一定范围内 ,格栅的力学性能随玻纤含量的增加而提高。玻纤含量过高 , 会因浸润不好反而会导致力学性能及耐腐蚀性下降。耐腐蚀性试验表明 ,玻璃纤维含量超过 35%时 ,试件的耐腐蚀性开始下降。另外 ,玻璃纤维的表面状态不同 , 与树脂的浸润性能也不同。


(3)阻燃剂,引起玻璃钢格栅可燃的是树脂系统的有机高分子聚合物 ,在树脂胶液中掺入一定的阻燃剂,可提高格棚的阻燃性能 ,阻燃剂有有机、无机两类。有机类的是卤素化合物 ,有一定的阻燃效果 ,但单独使用时成本太高且效果不甚理想 ;无机阻燃是一类在火焰燃烧时可释放出能使燃烧熄灭的气体的物质 ,无机阻燃剂成本较低 ,单独使用效果亦不甚理想。有机和无机阻燃剂复合掺入效果好 ,成本适中。无论是何种阻燃剂 ,要达到理想的阻燃效果 ,必须满足一定的掺量要求 ,掺量偏少时 ,阻燃性能差。
 
3.2 结构构造因素
结构构造是进行工程设计所确定的格栅的高度、网孔形状、空隙率及表面形状等。
(1)高度 ,模塑玻璃钢格栅在工程应用中大多充当了板材的功能 ,在玻纤含量相同时 ,随高度的增加 ,格栅的安全承载力提高 ,一般格栅高
到成型后格栅1的性能 ,尤其是耐久性、阻燃性等。度在 0 5~1 5英寸之间。对无承载力要求的装饰格栅 ,高度不同 ,可安装性和可装饰性不同。
(2)平面网孔 ,模塑格栅的平面网孔有正方形、矩形、菱形等。正方形孔的格栅纵、横对称 , 适用于有对称承载要求的工程。矩形网孔的格栅纵向强度高。菱形网孔美观大方 ,可装饰性强,格栅网孔的大小和孔隙率大小影响格栅的力学性能。
(3)表面形状 ,格栅的表面形状集中表现为具有防滑功能的工程特性。一般有月牙型表面和砂型表面两种。月牙的高低是影响防滑性能的重要因素 ,月牙面高 ,防滑性能好 ,但月牙面过高,表面又难以清洁。因此 ,不同的使用环境 ,选择适宜的月牙面高度 ,以优化工程设计。砂型面是在格栅成型时 ,顶面撒一层粗石英砂 ,固化后粘附于格栅顶面而起到防滑功能 ,砂的表面形状及撒砂量是影响防滑功能的关键 ,一般认为粗细不均 ,且表面有棱角的粗砂防滑效果好。表面撒砂过少 ,防滑功能差 ;撒砂过多 ,则会出现掉砂 ,
表面耐腐蚀性差等缺陷。
3.3 工艺因素
(1)原料的计量 ,原料配比的误差 ,直接影响如阻燃剂掺量过少 ,阻燃性能下降。
⑵树脂浇注 ,在树脂浇注过程中 ,边烧注树脂,边压入玻纤纱 ,若玻纤浸渍不好 ,树脂中气泡未排尽 ,成型后格栅易出现露白、气泡开裂等缺陷,从而降低了格栅的耐蚀性和力学性能。
(3)加热温度和时间 ,和其他手糊制品不同 , 模塑格栅树脂浇注料中只加入少量引发剂 ,不能在常温下固化 ,需加热至 80~120℃之间固化。固化温度对格栅的性能 ,尤其是力学性能影响较大 ,力学性能并非随温度升高而提高 ,而是根据不同的树脂 ,有一个格栅力学性能最佳的温度值。温度过高 ,力学性能反而下降 ,这是与树脂的放热峰及固化温度有关的,固化温度也影响树脂的放热峰位置及峰值,固化温度越高峰值越高,过高的固化温度会造成格栅的烧伤,破坏树脂与玻纤的结合面。固化时间过短,会造成固化不完全,,而固化时间过长 ,也不能对格栅的性能起改善作用。

模塑玻璃钢格栅是一种性能优越的工程材,根据工程环境要求,选择合理的树脂系统,确定合理的结构构造,严格生产工艺,是完全可以生产出满足工程需要的格栅产品的。