CN105733175A - 一种由带导流层的预织件制成的电木檩条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种由带导流层的预织件制成的电木檩条，以酚醛树脂为基体树脂，所述带导流层的预织件包含层铺好的玻璃毡、导流层纤维布和层间连续纤维，其中，所述导流层纤维布位于所述层铺好的玻璃毡的中间层位置，所述层铺好的玻璃毡和所述导流层纤维布通过所述层间连续纤维缝合在一起。该电木檩条具有重量轻、安全可靠、经济合理、施工速度快、工业化制造程度高且防火、耐腐蚀的性能。

Description

一种由带导流层的预织件制成的电木檩条及其制造方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种应用于大型钢结构屋面或墙面的由带导流层的预织件制成的电木檩条及其制造方法。

背景技术

由于钢结构建筑具有用钢省、造价经济、供货迅速、安装简便及外形简洁等优点，已作为一种商品在国内外得到迅速发展和广泛采用。国外六十年代开始大量应用，如今，轻钢结构建筑系统在非居住性的低层建筑市场上已占主导地位，其用途极为广泛，其中包括冷弯薄壁型钢住宅结构(1～3层别墅房屋)，商业用途的建筑如仓库、小型办公楼、车库、超市；包括制造及加工业类型建筑如厂房、材料回收站、汽车生产厂房及化工厂等；还包括社区及公共建筑如学校、市政厅、体育场馆等。

建筑对外界防御的第一线由墙面和屋面材料组成，它们同时也承受如风、雪载等结构荷载作用，并将这些荷载传到次要支承结构上。屋面檩条作为钢结构屋面中最重要的次结构，不仅在屋面体系的造价中占有很大的比例，而且发挥重大的作用。将接收由墙面及屋面传递来的荷载，并将其均匀地传到柱及横梁构成的主结构上去，承受风载、雪载及其它荷载并将其传递到建筑基础。

在早期，我国用于屋面的檩条主要是热轧型钢，但它自重大，耗钢量多。常用的简支檩条大都为挠度控制，强度往往不能充分发挥作用。后来开发的冷弯薄壁型钢具有节材高效、耗钢少、自重轻、制造运输简便等优点，大量用做钢结构屋面的檩条。但是对于一些临海建筑、轧钢厂、冶炼厂、化肥厂、铝业氧化车间、化学品车间、海产养殖等腐蚀环境中的工业建筑，金属材料檩条容易腐蚀，给钢结构屋面建筑带来极大的困扰。

传统的玻璃钢在防腐领域的成功应用已超过80年，如化工储罐，地下给排水管道，海上游船，风电设施等，其卓越的防腐蚀、耐老化性能得到了广泛认同。这种复合材料制作的檩条虽然耐腐蚀性能优异，重量轻，但是，在高温条件下很容易燃烧，导致断裂、坍塌，而且制作成本高。

因此，如何提升屋面或墙面檩条的耐腐蚀性、阻燃性和力学性能是当前建筑结构系统的迫切需求。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种具有重量轻、安全可靠、经济合理、施工速度快、工业化制造程度高且防火、耐腐蚀的A级防火高强度耐腐蚀檩条。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下。

本发明提供一种由带导流层的预织件制成的电木檩条，以酚醛树脂为基体树脂，所述带导流层的预织件包含层铺好的玻璃毡、导流层纤维布和层间连续纤维，其中，所述导流层纤维布位于所述层铺好的玻璃毡的中间层位置，所述层铺好的玻璃毡和所述导流层纤维布通过所述层间连续纤维缝合在一起。

进一步地，由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，其中，酚醛树脂：20～30份，无卤阻燃剂：0.5～2份，碳纤维：1～3份，玻璃纤维纱：50～70份，聚酯表面毡：4～7份，稀释剂：2～8份，脱模剂：0.5～1.5份，颜料：0.5～1.5份。

进一步地，由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，其中，酚醛树脂：25份，无卤阻燃剂：1份，碳纤维：1.5份，玻璃纤维纱：60份，聚酯表面毡：5.5份，稀释剂：5份，脱模剂：1份，颜料：1份。

进一步地，所述拉挤工艺中拉挤模具的温度为140～280℃。

进一步地，所述颜料为粒径5～15微米的三氧化二铁，或者为粒径1～5微米的二氧化钛。

进一步地，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或多聚磷铵酸中的一种或几种。

此外，本发明还提供一种制造上述电木檩条的方法，包含以下步骤：

步骤1)树脂体系料的制备：将酚醛树脂、无卤阻燃剂、稀释剂、颜料、脱模剂进行共混，并保持共混槽为恒温以得到树脂体系料；

步骤2)预织件的制造：先将玻璃纤维毡进行层铺，再将导流层纤维布加入层铺好的玻璃毡中间层位置，然后运用缝纫技术，通过高强度连续碳纤维丝将所述层铺好的玻璃纤维毡和所述导流层纤维布缝和在一起，制得碳纤维层间增强的玻璃纤维毡预织件；将制得的所述玻璃纤维毡预织件浸透步骤1)中得到的所述树脂体系料，之后包裹聚酯表面毡并通过预成型模具定型为所述预织件；以及

步骤3)固化成型：将所述预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化。

进一步地，步骤1)中，将所述共混槽保持为85摄氏度。

进一步地，步骤3)中三段的温度分别为140～170℃，180～240℃,，160～190℃。

进一步地，所述三段的温度分别优选为160℃，210℃，180℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明预织件采用了具有增强作用的纤维布作为导流层，在树脂浸渍过程中，能够均匀浸透纤维毡，使获得的复合材料性能稳定，此外，酚醛玻璃钢采用普通无碱玻璃纤维纱，用碳纤维进行了层间增强，并使用聚酯表面毡进行包裹，其重量远低于同体积的金属檩条，且力学性能已达到钢材的强度，承重达到620kg以上；通过对纤维织物构造的设计达到各方应力均匀的目的，解决了截面面积大的拉挤型材横向强度高，而纵向强度低的问题，同时在织物中混入碳纤维使得拉伸强度提高了50％以上。

2.本发明的酚醛玻璃钢采用超细的氢氧化镁作为填料，树脂混入填料起到了粘结剂的作用，其燃烧热值低于3MJ/kg；产烟毒性达到ZA1；氧指数达到80以上；使产品能很好的满足钢结构阻燃的要求。

附图说明

图1为本发明中电木浪板的纤维预织件的结构图。

附图标记说明：

1、玻璃毡，2、导流层纤维布，

3、层间连续纤维。

具体实施方式

为充分公开的目的，以下将结合实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，以下所述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的保护范围。

本发明提供的电木檩条，是由带导流层的预织件制成的，所述带导流层的预织件包含层铺好的玻璃毡1、导流层纤维布2和层间连续纤维3，其中，所述导流层纤维布2位于所述层铺好的玻璃毡1的中间层位置，所述层铺好的玻璃毡1和所述导流层纤维布2通过所述层间连续纤维3缝合在一起。其中，导流层纤维布2可以采用碳纤维单向布，碳纤维单向布是指在一个方向(通常是经向)具有大量的碳纤维丝，在另一方向只有少量并且通常是细的碳纤维丝。

所述电木檩条由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，拉挤模具温度为140～280℃：

在本发明的实施例中，所述酚醛树脂为普通的热塑性酚醛树脂。所述无卤阻燃剂可以为超细的氢氧化铝粉或氢氧化镁粉末，也可以为多聚磷铵酸；或者这些阻燃剂的复合体系。所述碳纤维为普通T300系列级的碳纤维，可以为国产的碳纤维，如江苏恒神、中复神鹰产的T300级系列；也可以为进口的T300级系列碳纤维，如日本东丽、东邦等生产的产品。所述玻璃纤维纱为普通无碱玻璃纤维纱。所述聚酯连续毡为市售的聚酯连续毡。所述稀释剂为行业常规稀释剂，如乙醇。所述酚醛树脂为市售成规的酚醛树脂，如常熟东南塑料有限公司型号NR9450的酚醛树脂(棕色粘稠液体适用拉挤成型)。所述脱模剂为行业常规脱模剂，如工业石蜡。所述颜料为粒径5～15微米的三氧化二铁，或者粒径1～5微米的二氧化钛即钛白粉等。

此外，本发明还提供一种制造上述电木檩条的方法：

1.树脂体系的制备：先将酚醛树脂、无卤阻燃剂、稀释剂、颜料、脱模剂进行共混，共混槽为恒温，温度保持在85度，使树脂料既保持很好的流动性又不会反生反应交联。

2.预织件制造：先将玻璃纤维毡进行层铺，再将导流层纤维布加入层铺好的玻璃毡中间层位置，然后运用缝纫技术，通过高强度连续碳纤维丝将所述层铺好的玻璃纤维毡和所述导流层纤维布缝和在一起，制得碳纤维层间增强的玻璃纤维毡预织件；将制得的所述玻璃纤维毡预织件浸透步骤1)中得到的所述树脂体系料，之后包裹聚酯表面毡并通过预成型模具定型为所述预织件。

3.固化成型：将上述的预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化，三段的温度分别为140～170℃，180～240℃，160～190℃。金属模具尾部采取履带牵引机对型材进行拖拽。

实施例1

一种电木檩条，由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，拉挤模具温度为140～280℃：

其制备方法为：按上述比例先将酚醛树脂、超细的氢氧化镁、稀释剂、脱模剂、钛白粉倒入搅拌反应釜中进行共混，混合均匀后，转入到共混槽。共混槽为恒温，温度保持在85℃左右。在此温度下，树脂体系具有很好的流动性，同时树脂体系的交联固化温度在190℃左右，远低于其反应交联，其适用期长。

将上述的碳纤维、玻璃纤维通过织机织成厚度为4.5毫米厚的筒状预织件，将该预织件通过装有树脂的恒温共混槽，浸透树脂之后通过挤压装置，将多余的树脂挤出。然后在浸透树脂的预织件上包裹聚酯表面毡，再通过预成型模具定型。

将上述定型后的预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化。三段的温度分别为140℃、180℃、160℃，固化时间分别为1分钟、2分钟和1分钟。金属模具尾部采取履带牵引机对型材进行牵引，并进行冷却，从而制得电木檩条。

实施例2

一种电木檩条，由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，拉挤模具温度为140～280℃：

其制备方法为：按上述比例先将酚醛树脂、超细的氢氧化镁、稀释剂、脱模剂、钛白粉倒入搅拌反应釜中进行共混，混合均匀后，转入到共混槽。共混槽为恒温，温度保持在85℃左右。在此温度下，树脂体系具有很好的流动性，同时树脂体系的交联固化温度在190℃左右，远低于其反应交联，其适用期长。

将上述的碳纤维、玻璃纤维通过织机织成厚度为4.5毫米厚的筒状预织件，将该预织件通过装有树脂的恒温共混槽，浸透树脂之后通过挤压装置，将多余的树脂挤出。然后在浸透树脂的预织件上包裹聚酯表面毡，再通过预成型模具定型。

将上述定型后的预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化。三段的温度分别为170℃、240℃、190℃，固化时间分别为1分钟、2分钟和1分钟。金属模具尾部采取履带牵引机对型材进行牵引，并进行冷却，从而制得电木檩条。

实施例3

一种电木檩条，由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，拉挤模具温度为140～280℃：

其制备方法为：按上述比例先将酚醛树脂、超细的氢氧化镁、稀释剂、脱模剂、钛白粉倒入搅拌反应釜中进行共混，混合均匀后，转入到共混槽。共混槽为恒温，温度保持在85℃左右。在此温度下，树脂体系具有很好的流动性，同时树脂体系的交联固化温度在190℃左右，远低于其反应交联，其适用期长。

将上述的碳纤维、玻璃纤维通过织机织成厚度为4.5毫米厚的筒状预织件，将该预织件通过装有树脂的恒温共混槽，浸透树脂之后通过挤压装置，将多余的树脂挤出。然后在浸透树脂的预织件上包裹聚酯表面毡，再通过预成型模具定型。

将上述定型后的预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化。三段的温度分别为160℃、210℃、180℃，固化时间分别为1分钟、2分钟和1分钟。金属模具尾部采取履带牵引机对型材进行牵引，并进行冷却，从而制得电木檩条。

经试验证明，本发明提供的酚醛树脂玻璃钢电木檩条，其性能和规格如下：

承载性能：(跨距6000mm，载荷6000N下的扰度)31.6mm；外观：日字形截面；纵向弯曲强度：1098MPa；纵向弯曲弹性模量4.03×104MPa；横向弯曲强度：147.8MPa；巴氏硬度：67.2；防火等级：A级防火。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种由带导流层的预织件制成的电木檩条，以酚醛树脂为基体树脂，其特征在于，所述带导流层的预织件包含层铺好的玻璃毡、导流层纤维布和层间连续纤维，其中，所述导流层纤维布位于所述层铺好的玻璃毡的中间层位置，所述层铺好的玻璃毡和所述导流层纤维布通过所述层间连续纤维缝合在一起。

2.根据权利要求1所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条，其特征在于由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，其中，酚醛树脂：20～30份，无卤阻燃剂：0.5～2份，碳纤维：1～3份，玻璃纤维纱：50～70份，聚酯表面毡：4～7份，稀释剂：2～8份，脱模剂：0.5～1.5份，颜料：0.5～1.5份。

3.根据权利要求2所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条，其特征在于由包含以下重量份的组分通过拉挤工艺制成，其中，酚醛树脂：25份，无卤阻燃剂：1份，碳纤维：1.5份，玻璃纤维纱：60份，聚酯表面毡：5.5份，稀释剂：5份，脱模剂：1份，颜料：1份。

4.根据权利要求1或2所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条，其特征在于，所述拉挤工艺中拉挤模具的温度为140～280℃。

5.根据权利要求1或2所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条，其特征在于，所述颜料为粒径5～15微米的三氧化二铁，或者为粒径1～5微米的二氧化钛。

6.根据权利要求1或2所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条，其特征在于，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或多聚磷铵酸中的一种或几种。

7.一种制造如权利要求1所述的由带导流层的预织件制成的电木檩条的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1)树脂体系料的制备：将酚醛树脂、无卤阻燃剂、稀释剂、颜料、脱模剂进行共混，并保持共混槽为恒温以得到树脂体系料；

步骤2)预织件的制造：先将玻璃纤维毡进行层铺，再将导流层纤维布加入层铺好的玻璃毡中间层位置，然后运用缝纫技术，通过高强度连续碳纤维丝将所述层铺好的玻璃纤维毡和所述导流层纤维布缝和在一起，制得碳纤维层间增强的玻璃纤维毡预织件；将制得的所述玻璃纤维毡预织件浸透步骤1)中得到的所述树脂体系料，之后包裹聚酯表面毡并通过预成型模具定型为所述预织件；以及

步骤3)固化成型：将所述预织件拉进金属模腔，进行三段温控固化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)中，将所述共混槽保持为85摄氏度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤3)中三段的温度分别为140～170℃，180～240℃,，160～190℃。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述三段的温度分别优选为160℃，210℃，180℃。