CN102490378A - 酚醛玻璃钢型材的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酚醛玻璃钢型材的生产方法，具体步骤为：准备普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡；将普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡按规定排列成接近型材的形状，型材经过导向装置导向到已经加热处理过的酚醛树脂混合料池中进行浸渍，酚醛树脂混合料池中设有加热装置；型材浸渍后经预模成型模预成型；预成型后的型材进入拉挤成型模具型腔进行拉挤，拉挤模具温度设定为135℃～230℃，拉挤牵引速度为100mm～200mm/min，型腔拉挤后得酚醛玻璃钢型材。本发明具有生产原料价格便宜、易于获得、且生产所得的产品的性能仍然可以耐高温烧蚀的优点。

Description

酚醛玻璃钢型材的生产方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，特别是一种酚醛玻璃钢型材的生产方法。
背景技术
玻璃钢型材又称纤维增强塑料（FRP）型材，是采用树脂作基体材料，玻璃纤维作增强材料，通过一定的成型方法进行复合、组装而成。根据所采用的基体材料即树脂的不同，分为不饱和聚酯树脂玻璃钢型材、环氧树脂玻璃钢型材、乙烯基酯树脂玻璃钢型材和酚醛玻璃钢型材等；根据其成型方法不同，又分为模塑玻璃钢型材和拉挤玻璃钢型材。模塑玻璃钢型材是通过玻璃纤维交错编织、树脂浇铸模塑整体而成，具有极好的耐腐蚀性能；拉挤型材是通过连续纤维浸渍树脂后，拉挤加热固化，连续成型再组装而成，具有更高的强度。
近年来，由于特殊的阻燃少烟要求，越来越多的海上石油钻井平台使用酚醛拉挤玻璃钢型材。 而美国海岸警卫队制定的等级标准目前为各国普遍采用。根据测试结果（如阻燃测试、结构抗火完整性测试等），分为USCG一级, USCG二级和USCG三级，其中 USCG一级为最高级别。由于目前世界上还没有任何公司或产品取得USCG一级证书，所以USCG二级为当今海上石油钻井平台技术书中普遍采用的标准。 本专利涉及的酚醛拉挤玻璃钢型材为USCG二级酚醛拉挤玻璃钢型材。
酚醛拉挤玻璃钢型材中作为增强材料的玻璃纤维，一般是普通无碱玻璃纤维，但是这样的酚醛拉挤玻璃钢型材的耐高温烧蚀性能差。而专利ZL200410014813.2公开了一种酚醛玻璃钢格栅，其中的增强材料中加入了高强度玻璃纤维，高强度玻璃纤维的软化点高，从而提高了酚醛拉挤玻璃钢型材的耐烧蚀性, 取得了USCG二级证书，但是高强度玻璃纤维价格较高，增加了酚醛玻璃钢型材的生产成本，不利于产品在市场的广泛推广。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种生产原料价格便宜、易于获得、且生产所得的产品的性能仍然可以耐高温烧蚀的酚醛玻璃钢型材的生产方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：一种酚醛玻璃钢型材的生产方法，步骤如下：
A、准备普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡；
B、将普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡排列成接近型材的形状，型材经过导向装置导向到已经加热处理过的酚醛树脂混合料池中进行浸渍，酚醛树脂混合料池中设有加热装置，酚醛树脂混合料由氢氧化铝和酚醛树脂混合而成，氢氧化铝的粒径为1-8微米，氢氧化铝与酚醛树脂的重量比为0.05～0.3：1；
C、为了使浸渍了酚醛树脂的增强材料进一步除去多余的酚醛树脂，排除气泡，型材浸渍后经预成型模预成型，；
D、预成型后的型材进入拉挤成型模具型腔进行拉挤，拉挤牵引速度为100mm～200mm/min，型腔拉挤后得酚醛玻璃钢型材，拉挤成腔模具长度为900mm～1100mm，拉挤成型模具上设定三个不同的加热区：一区温度为135℃～145℃、二区温度为220℃～230℃、三区温度为200℃～210℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用普通无碱玻璃纤维纱，并使用氢氧化铝作为填料，其软化点温度超过了建筑物和建筑材料的防火标准所规定的燃烧温度927℃，所得的酚醛玻璃钢型材可组装成格栅，这样的格栅具有通过美国海岸警卫队二级证书性能。本发明中采用的普通无碱玻璃纤维纱的价格只有高强度玻璃纤维纱的1/5～1/15，成本大大降低。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
酚醛玻璃钢格栅的组成：酚醛玻璃钢格栅由若干根酚醛玻璃钢拉挤“I”、“T” 形等型材作为承载条经钻孔后，由酚醛拉挤一根中销和酚醛拉挤二根边销穿入孔中作为连接穿杆，由环氧树脂胶胶合，通过一定装配工艺而制成的带有空隙的格栅板。
本发明一种酚醛玻璃钢型材的生产方法，先准备普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡；将普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡排列成接近型材的形状，排列方式为：由普通无碱玻璃纤维纱、玻璃纤维连续毡经过与产品（这里提到的产品是指酚醛“I”、“T” 形型材）外形尺寸放大的模样装置导向到已经加热处理过的酚醛树脂混合料池浸渍后（酚醛树脂混合料池中设有加热装置），经预模成型模预成型，进入拉挤成型模具型腔拉挤而成。酚醛树脂混合料池中设有加热装置，拉挤前酚醋树脂进行加热处理，以提高酚醋树脂的交联程度，使拉挤时即提高固化速度，又大大减少固化过程中释放出来的水，因而使产品里的水分子在拉挤过程中就被驱赶掉而不致使产品内产生气泡或空穴。酚醛树脂混合料由氢氧化铝和酚醛树脂混合而成，氢氧化铝的粒径为1-8微米，氢氧化铝与酚醛树脂的重量比为0.05～0.3：1；型材浸渍后经预模成型模预成型；预成型后的型材进入拉挤成型模具型腔进行拉挤，拉挤牵引速度为100mm～200mm/min，型腔拉挤后得酚醛玻璃钢型材，拉挤成型模具长度为900mm～1100mm，增加成型模具长度可提高拉挤速度，提高生产效率，拉挤成型模具上设定三个不同的加热区：一区温度为135℃～145℃、二区温度为220℃～230℃、三区温度为200℃～210℃，拉挤成型模具的横截面为产品横截面的10—12倍，以保证产品加热均匀和稳定。
本发明生产出来的型材高度为38.1mm～50.8mm, 在经过927℃高温烧蚀后，其型材残余强度也不一样，在具体的实施过程中应根据对力学性能和对型材残余强度的不同要求，来选择相应的型材高度。
实施例一：
给出一种拉挤酚醛玻璃钢型材，其规格为高为38.1mm的工字钢高，相邻工字钢中心距为38.1mm，以酚醛树脂作为基体，采用普通无碱玻璃纤维纱，再使用占酚醛树脂重量5%～30%的粒径为1-8微米的氢氧化铝作为填料，拉挤成型模具上设定三个不同的加热区：一区温度为135℃～145℃、二区温度为220℃～230℃、三区温度为200℃～210℃，经拉挤而成。酚醛玻璃钢型材经过927℃高温烧蚀后，在跨距为1120mm情况下，其残余断裂强度约为5.02kN/㎡,通过USCG二级证书测试。
实施例二：
给出一种拉挤酚醛玻璃钢型材，其规格为高为50.8mm的工字钢高，相邻工字钢中心距为38.1mm，以酚醛树脂作为基体，采用普通无碱玻璃纤维纱，再使用占酚醛树脂重量5%～30%的粒径为1-8微米的氢氧化铝作为填料，拉挤成型模具上设定三个不同的加热区：一区温度为135℃～145℃、二区温度为220℃～230℃、三区温度为200℃～210℃，经拉挤而成。酚醛玻璃钢型材经过927℃高温烧蚀后，在跨距为1120mm情况下，其残余断裂强度约为10.11kN/㎡,通过USCG二级证书测试。
本发明采用普通无碱玻璃纤维纱，而普通无碱玻璃纤维纱的价格只有高强度玻璃纤维纱的1/5～1/15，成本大大降低，加工时并使用氢氧化铝作为填料，氢氧化铝改善了酚醛树脂工艺性及产品的性能，并降低了成本，提高了机械强度和硬度，减少了产品体积收缩率，增加了耐热性、息熄性，增加了酚醛树脂的粘度，降低了流动性；其软化点温度超过了建筑物和建筑材料的防火标准所规定的燃烧温度927℃。所得的酚醛玻璃钢型材可组装成格栅，这样的格栅具有通过美国海岸警卫队二级证书的性能：超低燃烧速率为0，并能支撑5.02千牛/平方米(105磅/平方英尺)的直线荷载并且支撑这个荷载不倒塌。

Claims (3)

1.一种酚醛玻璃钢型材的生产方法，其特征在于：步骤如下：
A、准备普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡；
B、将普通无碱玻璃纤维纱和玻璃纤维连续毡排列成接近型材的形状，型材经过导向装置导向到已经加热处理过的酚醛树脂混合料池中进行浸渍，酚醛树脂混合料池中设有加热装置；
C、为了使浸渍了酚醛树脂的增强材料进一步除去多余的酚醛树脂，排除气泡，型材浸渍后经预成型模预成型，；
D、预成型后的型材进入拉挤成型模具型腔进行拉挤，拉挤牵引速度为100mm～200mm/min，型腔拉挤后得酚醛玻璃钢型材。
2.根据权利要求1所述酚醛玻璃钢型材的生产方法，其特征在于：所述酚醛树脂混合料由氢氧化铝和酚醛树脂混合而成，所述氢氧化铝的粒径为1-8微米，所述氢氧化铝与酚醛树脂的重量比为0.05～0.3：1。
3.根据权利要求1或2所述酚醛玻璃钢型材的生产方法，其特征在于：所述拉挤成型模具长度为900mm～1100mm，所述拉挤成型模具上设定三个不同的加热区：一区温度为135℃～145℃、二区温度为220℃～230℃、三区温度为200℃～210℃。
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