CN105014952B - 一种玻璃钢壁板加筋结构制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种璃钢壁板加筋结构制作方法，所述加筋结构包括：玻璃钢壁板、钢制加强筋和橡胶改性乙烯基树脂；所述橡胶改性乙烯基树脂设置于所述玻璃钢壁板和所述钢制加强筋之间。本发明通过在低模量与高模量材料之间增加一层过渡层，其模量介于两者之间，形成一个恰当的模量梯度。本发明采用橡胶改性乙烯基树脂作为过渡层材料，通过橡胶改性，提高乙烯基树脂的断裂延伸率和弹性模量，橡胶改性乙烯基树脂层处在玻璃钢与钢之间，当壁板受热膨胀，产生热变形，通过橡胶改性乙烯基树脂层来进行缓冲，减少因热变形带来的热应力。

Description

一种玻璃钢壁板加筋结构制作方法
技术领域
本发明涉及材料制造技术，尤其涉及一种玻璃钢壁板加筋结构制作方法，属于玻璃钢复合材料生产技术领域。
背景技术
玻璃钢(FRP)亦称作GFRP，即玻璃纤维增强塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂、乙烯基酯树脂与酚醛树脂基体。玻璃钢材料质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。虽然玻璃钢壁板轻质高强、耐腐蚀、可设计性好，但玻璃钢弹性模量低，刚度不够。
为了增加玻璃钢结构的刚度，现有技术中一般采取加筋结构的方式增加玻璃钢结构的刚度。加强筋主要使用的是方钢或工字钢。但是由于玻璃钢与钢之间的热膨胀系数和弹性模量相差较大，二者之间的粘接在动态工作环境下容易出现分层和脱粘等质量问题。
在平面粘结体系里，热膨胀系数不一致将导致热应力，热应力是一种内力，这个内力只能依靠材料变形得以释放，如果在结构中材料无法变形，这个内力将按照胡克定律对结构施加载荷，而且，这个载荷往往远超我们的想象，从而带来灾难性的后果。热载荷与材料的弹性模量息息相关。弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，相同条件下，模量越高，变形越大。低模量材料(玻璃钢)与高模量材料(钢)由于变形量相差太大，很容易产生层间裂纹，从而导致结构失效。
因此，现有技术中虽然可以采用钢制加强筋加强玻璃钢结构的刚度，但是在动态工装环境下不可避免容易出现分层和脱粘等问题。
发明内容
本发明提供一种能够加强玻璃钢结构的刚度，且能够避免钢制加强筋和玻璃钢直接出现分层和脱粘问题的一种玻璃钢壁板加筋结构制作方法。
本发明提供的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，包括：玻璃钢壁板、钢制加强筋和橡胶改性乙烯基树脂；
所述橡胶改性乙烯基树脂设置于所述玻璃钢壁板和所述钢制加强筋之间；
所述橡胶改性乙烯基树脂的断裂延伸率为≥10％，粘度为2.0～8.0dPa·s；
所述橡胶改性乙烯基树脂包括促进剂和固化剂；所述促进剂为6％环烷酸钴，所述固化剂为活性含氧量9～11％的MEKPO；
所述固化剂和所述促进剂之间的固化配比为0.5：1.5，且25℃条件下凝胶时间为15～25min。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述玻璃钢壁板加筋结构制作方法包括：
步骤一、预制好所述玻璃钢壁板与所述钢制加强筋；
步骤二、在所述钢制加强筋上涂刷所述橡胶改性乙烯基树脂；
步骤三、将所述钢制加强筋放置在所述玻璃钢壁板上，以形成所述加筋结构；
步骤四、对整个所述加筋结构的外表面涂刷防腐层。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述步骤一中，所述玻璃钢壁板的表面要进行打磨处理，所述钢制加强筋的表面要进行喷砂处理。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述步骤二中，所述橡胶改性乙烯基树脂的涂刷厚度为≥0.5mm。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述步骤一和所述步骤二中，所述钢制加强筋在喷砂处理后的3小时内涂刷橡胶改性乙烯基树脂。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述玻璃钢壁板为阻燃型乙烯基酯树脂与耐蚀型ECR玻璃纤维。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述步骤四中，所述防腐层的厚度为2.5mm；
其中，所述防腐层包括富树脂层；所述富树脂层厚度不小于0.5mm，树脂含量不小于90％；防腐层中的次内层厚度应不小于2mm，防腐蚀层中的次内层树脂含量应为80％。
本发明通过在低模量与高模量材料之间增加一层过渡层，其模量介于两者之间，形成一个恰当的模量梯度。本发明通过寻找合适模量和性能的过渡层材料以及工艺解决了玻璃钢加加筋结构粘结失效问题的关键技术问题。
本发明采用橡胶改性乙烯基树脂作为过渡层材料，通过橡胶改性，提高乙烯基树脂的断裂延伸率和弹性模量，即采用端羧基丁腈橡胶(CTBN)和丁腈橡胶(BNR)增韧甲基丙烯酸型环氧乙烯基酯树脂。而且橡胶改性的环氧乙烯基树脂的粘结性没有明显降低。橡胶改性乙烯基树脂层处在玻璃钢与钢之间，当壁板受热膨胀，产生热变形，通过橡胶改性乙烯基树脂层来进行缓冲，减少因热变形带来的热应力。
附图说明
图1为本发明实施例的玻璃钢壁板加筋结构的剖面图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，包括：玻璃钢壁板1、钢制加强筋3和橡胶改性乙烯基树脂2；
所述橡胶改性乙烯基树脂2设置于所述玻璃钢壁板1和所述钢制加强筋3之间；
所述橡胶改性乙烯基树脂2的断裂延伸率为≥10％，粘度为2.0～8.0dPa·s；
所述橡胶改性乙烯基树脂2包括促进剂和固化剂；所述促进剂为6％环烷酸钴，所述固化剂为活性含氧量9～11％的MEKPO；
所述固化剂和所述促进剂之间的固化配比为0.5：1.5，且25℃条件下凝胶时间为15～25min。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述玻璃钢壁板加筋结构制作方法包括：
步骤一、预制好所述玻璃钢壁板1与所述钢制加强筋2；其中，所述玻璃钢壁板1的表面要进行打磨处理，所述钢制加强筋3的表面要进行喷砂处理。
步骤二、在所述钢制加强筋2上涂刷所述橡胶改性乙烯基树脂3；一般情况下，所述橡胶改性乙烯基树脂的涂刷厚度为≥0.5mm；并且需要在所述钢制加强筋在喷砂处理后的3小时内涂刷橡胶改性乙烯基树脂。
步骤三、将所述钢制加强筋2放置在所述玻璃钢壁板1上，以形成所述加筋结构；
步骤四、对整个所述加筋结构的外表面涂刷防腐层4。
在本发明实施例中，所述玻璃钢壁板一般为阻燃型乙烯基酯树脂与耐蚀型ECR玻璃纤维。
如上所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其中，所述步骤四中，所述防腐层的厚度为2.5mm；其中，所述防腐层包括富树脂层；所述富树脂层厚度不小于0.5mm，树脂含量不小于90％。防腐层中的次内层厚度应不小于2mm，防腐蚀层中的次内层树脂含量应为80％。
本发明通过在低模量与高模量材料之间增加一层过渡层，其模量介于两者之间，形成一个恰当的模量梯度。本发明通过寻找合适模量和性能的过渡层材料以及工艺解决了玻璃钢加加筋结构粘结失效问题的关键技术问题。
本发明采用橡胶改性乙烯基树脂作为过渡层材料，通过橡胶改性，提高乙烯基树脂的断裂延伸率和弹性模量，即采用端羧基丁腈橡胶(CTBN)和丁腈橡胶(BNR)增韧甲基丙烯酸型环氧乙烯基酯树脂。而且橡胶改性的环氧乙烯基树脂的粘结性没有明显降低。橡胶改性乙烯基树脂层处在玻璃钢与钢之间，当壁板受热膨胀，产生热变形，通过橡胶改性乙烯基树脂层来进行缓冲，减少因热变形带来的热应力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其特征在于，所述加筋结构包括：玻璃钢壁板、钢制加强筋和橡胶改性乙烯基树脂；
所述橡胶改性乙烯基树脂设置于所述玻璃钢壁板和所述钢制加强筋之间；
所述橡胶改性乙烯基树脂的断裂延伸率为≥10%，粘度为2.0～8.0dPa•s；
所述橡胶改性乙烯基树脂包括促进剂和固化剂；所述促进剂为6%环烷酸钴，所述固化剂为活性含氧量9～11%的MEKPO；
所述固化剂和所述促进剂之间的固化配比为0.5：1.5，且25℃条件下凝胶时间为15～25min；
所述玻璃钢壁板加筋结构制作方法包括：
步骤一、预制好所述玻璃钢壁板与所述钢制加强筋；
步骤二、在所述钢制加强筋上涂刷所述橡胶改性乙烯基树脂；
步骤三、将所述钢制加强筋放置在所述玻璃钢壁板上，以形成所述加筋结构；
步骤四、对整个所述加筋结构的外表面涂刷防腐层；
所述步骤一中，所述玻璃钢壁板的表面要进行打磨处理，所述钢制加强筋的表面要进行喷砂处理。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其特征在于，所述步骤二中，所述橡胶改性乙烯基树脂的涂刷厚度为≥0.5mm。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其特征在于，所述步骤一和所述步骤二中，所述钢制加强筋在喷砂处理后的3小时内涂刷橡胶改性乙烯基树脂。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其特征在于，所述玻璃钢壁板为阻燃型乙烯基酯树脂与耐蚀型ECR玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的玻璃钢壁板加筋结构制作方法，其特征在于，所述步骤四中，所述防腐层的厚度为2.5mm；
其中，所述防腐层包括富树脂层；所述富树脂层厚度不小于0.5mm，树脂含量不小于90%；防腐层中的次内层厚度应不小于2mm，防腐蚀层中的次内层树脂含量应为80%。
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