CN106195610B - 一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅 - Google Patents

一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅；所述的玄武岩纤维船用格栅型材是由玄武岩纤维无捻粗纱经表面处理剂处理后，再由基体树脂浸渍并固化而成的纤维材料，所述的玄武岩纤维无捻粗纱是由拉丝机拉制，经过浸润处理而成，按重量配比计，制作所述玄武岩纤维无捻粗纱的材料包括以下成分：SO2：51～54%，Al2O3：15～17%，CaO：8～9%，Fe2O3·FeO：9～11%，MgO:6～7%，Na2O：3～4%，其他碱金属：1～2.5%；不仅能获得耐腐蚀性能较现有技术更加优异的纤维材料，还能提高纤维材料制作的性价比，同时，更克服了目前使用较为广泛的玻璃纤维的使用缺陷，更具使用价值。

Description

一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅。
背景技术
玄武岩连续纤维材料的研发和生产，不仅使玄武岩的价值剧增、经济社会效益显著、且因其优异的耐温、耐磨、耐酸碱、增强与吸附过滤性好等性能特点。可满足多种工业领域的许多应用需求。市场需求潜力巨大，开发应用前景良好，产业井喷式发展即将来临。可以说前景光明无限，道路崎岖坎坷。
玄武岩矿石是一种天然的环保型的洁净原料，生产无“三废”排放。由玄武岩纤维制造的复合材料具有天然的高强度和对腐蚀性介质作用的稳定性、耐用性、电绝缘性。随着对玄武岩纤维复合材料的不断研发，将会降低成本，提高和稳定质量，迅速扩大产量，拓展应用领域，将会以更大的广度和深度，日益广泛地应用于各行各业。由于玄武岩纤维产品具有高比强度、高比模量、耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、非导电、非传热和热膨胀系数小与吸附过滤性好等一系列优异性能，还具有一些玻璃纤维，芳纶纤维和碳纤维不具备的特性，他既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用，决定了它作为功能性材料在特殊行业领域有不可替代的市场需求。
中国有广阔的市场，有广泛的需求，发展玄武岩纤维材料工业具有广阔的前景。与其他高科技纤维的发展相比，我国玄武岩连续纤维的发展最有希望“后来者居上”并最终会成为全世界最大的生产及应用大国。
目前，在国内市场上船用的格栅型材效果不 好，耐腐蚀性差、强度较低，不能满足实际的用途。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玄武岩纤维船用格栅型材，选用特定组份含量的玄武岩纤维依次经表面处理和浸渍基体树脂后，不仅能获得耐腐蚀性能较现有技术更加优异的纤维材料，还能提高纤维材料制作的性价比，同时，更克服了目前使用较为广泛的玻璃纤维的使用缺陷，更具使用价值。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
所述的玄武岩纤维船用格栅型材是由玄武岩纤维无捻粗纱经表面处理剂处理后，再由基体树脂浸渍并固化而成的纤维材料，所述的玄武岩纤维无捻粗纱是由拉丝机拉制，经过浸润处理而成，按重量配比计，所述的玄武岩纤维无捻粗纱包括以下组份：
SO2：51～54%；
Al2O3：15～17%；
CaO：8～9%；
Fe2O3·FeO：9～11%；
MgO: 6～7%;
Na2O：3～4%；
其他碱金属：1～2.5%；
所述表面处理剂由偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂组成；
所述偶联剂为KH550或KH560中的一种；
所述成膜剂为环氧聚氨酯、聚酯聚氨酯中的一种；
所述润滑剂为聚氧乙烯胺、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚 中的一种；
所述耐腐蚀剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱氢松香胺中的一种。
优选地，所述偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂的质量比例为1:2:3:1。
优选地，所述的基体树脂为乙烯基脂树脂。
优选地，所述的其他碱金属包括K2O、TiO2 中的至少一种。
一种玄武岩纤维船用格栅型材制作的船用格栅，包括多根格栅板条、多根支柱和多根套管，所述多根格栅板条等间距平行设置，所述多根支柱均垂直于格栅板条并等间距设置，每根支柱均穿过所有格栅板条并和格栅板条固定在一起，相邻两根格栅板条之间的支柱上均套装有套管，所述套管的两端均固定在相邻的两根格栅板条上;所述格栅板条与支柱之间，格栅板条与套管之间均为焊接。
本发明同现有技术相比具有的有益效果为：
（1）本发明涉及的玄武岩纤维船用格栅型材是由特定组份含量的玄武岩纤维依次经表面处理和浸渍基体树脂后制得，基于玄武岩纤维具有的良好的化学稳定性能、热稳定性、耐腐蚀性以及机械强度，可广泛应用于工业、船用行业、石油工业以及航空工业等领域。
（2）本发明设计合理，在实际操作过程中，可采用硅烷偶联剂处理剂作为表面处理剂，用于玄武岩纤维的表面处理，从而达到提高基体树脂与玄武岩纤维复合性能的目的，使用效果良好。
（3）本发明涉及的基体树脂为乙烯基脂树脂，例如：氨基甲酸酯改性乙烯基脂树脂、双酚A 改性环氧乙烯基脂树脂等，经试验证明，在使用乙烯基脂树脂浸渍的玄武岩纤维材料进行密度测试时，测试结果表面，其阻燃性、拉伸度和弯曲性能测试效果更佳。
（4）本发明采用的耐腐蚀剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱氢松香胺中的一种，可由有效的提高船用格栅型材的耐腐蚀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为玄武岩纤维船用格栅型材的结构示意图。
图2为含有套管的支柱结构俯视图。
图中：1为格栅条，2为支柱，3为套管。
具体实施方式
本发明公开了一种玄武岩纤维船用格栅型材及用其制作的船用格栅，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述产品已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的组合物和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种玄武岩纤维船用格栅型材，该玄武岩纤维复合材料是由玄武岩纤维无捻粗纱经表面处理剂处理后，再由基体树脂浸渍并固化而成的纤维材料。
以下是对本发明技术方案的进一步描述：
在本发明中，所述的玄武岩纤维无捻粗纱是由拉丝机拉制，经过浸润处理而成，按重量配比计，所述的玄武岩纤维无捻粗纱包括以下组份：
SO2：51%；
Al2O3：17%；
CaO：9%；
Fe2O3·FeO：10%；
MgO：67%;
Na2O：4%；
其他碱金属：2%；
本发明所述的表面处理剂为偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂，所述的偶联剂为KH550，用于玄武岩纤维的表面处理，从而达到提高基体树脂与玄武岩纤维复合性能的目的，使用效果良好；所述的成膜剂为环氧聚氨酯；所述润滑剂为聚氧乙烯胺；所述耐腐蚀剂为烷基酚聚氧乙烯醚，可以有效地提高产品的耐腐蚀性能；所述偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂的质量比例为1:2:3:1；所述的基体树脂为乙烯基脂树脂；例如：氨基甲酸酯改性乙烯基脂树脂，经试验证明，在使用乙烯基脂树脂浸渍的玄武岩纤维材料进行密度测试时，测试结果表面，其阻燃性、拉伸度和弯曲性能测试效果更佳。
实施例2
在本发明中，所述的玄武岩纤维无捻粗纱是由拉丝机拉制，经过浸润处理而成，按重量配比计，所述的玄武岩纤维无捻粗纱包括以下组份：
SO2：54%；
Al2O3：15%；
CaO：9%；
Fe2O3·FeO：11%；
MgO: 7%;
Na2O：3%；
其他碱金属：1%。
本实验所用硅烷偶联剂为KH560，成膜剂为聚酯聚氨酯；润滑剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚 ；耐腐蚀剂为聚氧乙烯脱氢松香胺，基体树脂为双酚A 改性环氧乙烯基脂树脂。
实施例1中得到的产品的力学性能与耐腐蚀性能,如下表。
表1 力学性能
表2玄武岩纤维船用格栅型材360天腐蚀后的拉伸参数
表3玄武岩纤维船用格栅型材720天腐蚀后的拉伸参数
表4玄武岩纤维船用格栅型材900天腐蚀后的拉伸参数
实施例3
将实施例1制成的船用格栅型材，做成图1所示的产品。
一种玄武岩纤维船用格栅型材制作的船用格栅，包括多根格栅板条1、多根支柱2和多根套管3，所述多根格栅板条1等间距平行设置，所述多根支柱2均垂直于格栅板条并等间距设置，每根支柱2均穿过所有格栅板条并和格栅板条1固定在一起，相邻两根格栅板条1之间的支柱上均套装有套管3，所述套管3的两端均固定在相邻的两根格栅板条1上；所述格栅板条1与支柱2之间，格栅板条1与套管3之间均为焊接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种玄武岩纤维船用格栅型材，其特征在于，所述的玄武岩纤维船用格栅型材是由玄武
岩纤维无捻粗纱经表面处理剂处理后，再由基体树脂浸渍并固化而成的纤维材料，所述的玄武岩纤维无捻粗纱是由拉丝机拉制，经过浸润处理而成，按重量配比计，制作所述玄武岩纤维无捻粗纱的材料包括以下成分：
SO2：51～54%；
Al2O3：15～17%；
CaO：8～9%；
Fe2O3·FeO：9～11%；
MgO：6～7%；
Na2O：3～4%；
其他碱金属：1～2.5%；
所述表面处理剂由偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂组成；
所述偶联剂为KH550或KH560中的一种；
所述成膜剂为环氧聚氨酯、聚酯聚氨酯中的一种；
所述润滑剂为高级脂肪酸、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种；
所述耐腐蚀剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱氢松香胺中的一种；
所述偶联剂、成膜剂、润滑剂、耐腐蚀剂的质量比例为1:2:3:1。
2.根据权利要求1 所述的一种玄武岩纤维船用格栅型材，其特征在于：所述基体树脂为乙烯基脂树脂。
3.根据权利要求1 所述的一种玄武岩纤维船用格栅型材，其特征在于：所述其他碱金属包括K2O、TiO2 中的至少一种。
4.用如权利要求1所述的一种玄武岩纤维船用格栅型材制作的船用格栅，其特征在于：包括多根格栅板条（1）、多根支柱（2）和多根套管（3），所述多根格栅板条（1）等间距平行设置，所述多根支柱（2）均垂直于格栅板条并等间距设置，每根支柱（2）均穿过所有格栅板条并和格栅板条（1）固定在一起，相邻两根格栅板条（1）之间的支柱上均套装有套管（3），所述套管（3）的两端均固定在相邻的两根格栅板条（1）上。
5.根据权利要求4所述的船用格栅，其特征在于：所述格栅板条（1）与支柱（2）之间，格栅板条（1）与套管（3）之间均为焊接。
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