模塑玻璃鋼格柵的性能及其影響因素

?新聞資訊 ????|???? ?2018-08-02 15:32

傳統的格柵是以鑄鐵格柵為代表的,廣泛應用于國民經濟的諸多領域。然而,由于環境條件的千變萬化 ,尤其是各種腐蝕性介質的存在 ,不僅增加了工程維護費用 ,而且格柵的服務年限也大大縮短 ,給資源和資金造成了極大的浪費。模塑玻璃鋼格柵是選用具有耐腐蝕性的優等不飽和聚酯樹脂 ,與玻璃纖維增強材料復合而成的一種新型材料 ,具有高強度、高耐腐蝕性、高阻燃性、高耐久性、免維護等先進的工程特性 ,廣泛應用于石油、化工、冶煉、運輸、制漿和造紙 ,以及裝飾業等諸多領域。是鑄鐵格柵的理想替代材料。本文介紹了模塑玻璃鋼格柵的性能 ,并分析了影響格柵性能的主要因素。
 
1模塑玻璃鋼格柵的生產工藝
拉擠玻璃鋼格柵不同 ,模塑玻璃鋼格柵是將樹脂澆注于金屬模腔內 ,并浸入玻璃纖維 ,在加熱條件下固化而成的一種高性能復合材料。
1. 1 原材料
(1)樹脂 :根據工程需要 ,一般選用鄰苯型通用樹脂、間苯型樹脂及乙烯基樹脂。
(2)玻璃纖維 : E-30無捻粗紗。
(3)阻燃劑 :無機阻燃劑、有機阻燃劑。
(4)引發劑、促進劑、稀釋劑、色漿等。
1. 2 生產過程
將原材料按規定的配比計量,加入攪拌桶 , 攪拌均勻;將樹脂基材料澆注于噴有脫模劑的模腔內 ,并縱、橫對稱地浸入玻璃纖維,壓實并排盡氣泡;樹脂澆注完備后將加熱器蓋于模腔上,加熱至樹脂基本固化后,脫模整修。
2模塑玻璃鋼格柵的性能
(1)輕質、高強、雙向同性的力學性能。模塑玻璃鋼格柵采用對稱的方形或矩形模具 ,對稱地在縱、橫方向上纏繞玻璃纖維 ,因此 ,格柵呈現雙向同性的力學性能。每平方米格柵質量為 18kg 左右 ,而所能承受的安全荷載 2500kg以上 (以高 38mm規格為例 ) ,較相同規格的其他材料格柵 , 質量輕而強度高。
(2)優越的耐久性。耐腐蝕性是模塑玻璃鋼格柵的生命力之所在 ,在相同的環境介質中 ,服務年限遠遠超過其他材料的同類產品。耐久性另一方面表現在耐紫外線輻射 ,對大氣具有良好的適應性。
(3)阻燃性 ,模塑玻璃鋼格柵具有良好的阻燃性能 ,這是因為在樹脂中摻入了適量的阻燃材料 ,按 ASTM-284標準 ,火焰傳導速率在 25mm / s以下。
(4)裝飾性強。不飽和聚酯樹脂與各種顏料糊具有很好的相容性 ,固化后顏色鮮艷 ,不易褪色 ,具有較強的裝飾效果。
 
3影響格柵性能的主要因素
3. 1 原材料因素
(1)樹脂 ,樹脂膠液是玻璃鋼格柵的主要原料之一 ,對格柵的性能起決定性作用。試驗表明 ,不同牌號的樹脂 ,樹柵的耐腐蝕性相差甚大 (參見表 1) ,同一牌號的樹脂 ,因膠液的粘度不同 ,與玻璃纖維的浸漬效果不同 ,格柵的力學性能也有所不同 ,當粘度過大時 ,玻璃纖維不能完全浸透 ,氣泡難以排盡 ,格柵的力學性能及耐腐蝕性均較差 ,這主要是因為玻璃纖維不浸透樹脂 ,不能發揮復合材料的特性 ,未浸透樹脂的玻璃纖維在腐蝕性介質中易與介質發生反應而被腐蝕。


(2)玻璃纖維 ,用于模塑玻璃鋼格柵的玻璃纖維主要是無捻粗紗 ,不同的玻纖成分 ,纖維單絲直徑、原絲號數及纖維的界面狀態 ,纖維的強度也不同。對于一定的玻璃纖維 ,格柵的力學性能與玻纖的含量有關 ,表 2是不同股數 E- 30元捻粗紗格柵在點荷載、線荷載和面荷載作用下的測試結果。試驗表明 ,一定范圍內 ,格柵的力學性能隨玻纖含量的增加而提高。玻纖含量過高 , 會因浸潤不好反而會導致力學性能及耐腐蝕性下降。耐腐蝕性試驗表明 ,玻璃纖維含量超過 35%時 ,試件的耐腐蝕性開始下降。另外 ,玻璃纖維的表面狀態不同 , 與樹脂的浸潤性能也不同。


(3)阻燃劑,引起玻璃鋼格柵可燃的是樹脂系統的有機高分子聚合物 ,在樹脂膠液中摻入一定的阻燃劑,可提高格棚的阻燃性能 ,阻燃劑有有機、無機兩類。有機類的是鹵素化合物 ,有一定的阻燃效果 ,但單獨使用時成本太高且效果不甚理想 ;無機阻燃是一類在火焰燃燒時可釋放出能使燃燒熄滅的氣體的物質 ,無機阻燃劑成本較低 ,單獨使用效果亦不甚理想。有機和無機阻燃劑復合摻入效果好 ,成本適中。無論是何種阻燃劑 ,要達到理想的阻燃效果 ,必須滿足一定的摻量要求 ,摻量偏少時 ,阻燃性能差。
 
3.2 結構構造因素
結構構造是進行工程設計所確定的格柵的高度、網孔形狀、空隙率及表面形狀等。
(1)高度 ,模塑玻璃鋼格柵在工程應用中大多充當了板材的功能 ,在玻纖含量相同時 ,隨高度的增加 ,格柵的安全承載力提高 ,一般格柵高
到成型后格柵1的性能 ,尤其是耐久性、阻燃性等。度在 0 5~1 5英寸之間。對無承載力要求的裝飾格柵 ,高度不同 ,可安裝性和可裝飾性不同。
(2)平面網孔 ,模塑格柵的平面網孔有正方形、矩形、菱形等。正方形孔的格柵縱、橫對稱 , 適用于有對稱承載要求的工程。矩形網孔的格柵縱向強度高。菱形網孔美觀大方 ,可裝飾性強,格柵網孔的大小和孔隙率大小影響格柵的力學性能。
(3)表面形狀 ,格柵的表面形狀集中表現為具有防滑功能的工程特性。一般有月牙型表面和砂型表面兩種。月牙的高低是影響防滑性能的重要因素 ,月牙面高 ,防滑性能好 ,但月牙面過高,表面又難以清潔。因此 ,不同的使用環境 ,選擇適宜的月牙面高度 ,以優化工程設計。砂型面是在格柵成型時 ,頂面撒一層粗石英砂 ,固化后粘附于格柵頂面而起到防滑功能 ,砂的表面形狀及撒砂量是影響防滑功能的關鍵 ,一般認為粗細不均 ,且表面有棱角的粗砂防滑效果好。表面撒砂過少 ,防滑功能差 ;撒砂過多 ,則會出現掉砂 ,
表面耐腐蝕性差等缺陷。
3.3 工藝因素
(1)原料的計量 ,原料配比的誤差 ,直接影響如阻燃劑摻量過少 ,阻燃性能下降。
⑵樹脂澆注 ,在樹脂澆注過程中 ,邊燒注樹脂,邊壓入玻纖紗 ,若玻纖浸漬不好 ,樹脂中氣泡未排盡 ,成型后格柵易出現露白、氣泡開裂等缺陷,從而降低了格柵的耐蝕性和力學性能。
(3)加熱溫度和時間 ,和其他手糊制品不同 , 模塑格柵樹脂澆注料中只加入少量引發劑 ,不能在常溫下固化 ,需加熱至 80~120℃之間固化。固化溫度對格柵的性能 ,尤其是力學性能影響較大 ,力學性能并非隨溫度升高而提高 ,而是根據不同的樹脂 ,有一個格柵力學性能最佳的溫度值。溫度過高 ,力學性能反而下降 ,這是與樹脂的放熱峰及固化溫度有關的,固化溫度也影響樹脂的放熱峰位置及峰值,固化溫度越高峰值越高,過高的固化溫度會造成格柵的燒傷,破壞樹脂與玻纖的結合面。固化時間過短,會造成固化不完全,,而固化時間過長 ,也不能對格柵的性能起改善作用。

模塑玻璃鋼格柵是一種性能優越的工程材,根據工程環境要求,選擇合理的樹脂系統,確定合理的結構構造,嚴格生產工藝,是完全可以生產出滿足工程需要的格柵產品的。