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山東益碩玻璃鋼有限公司
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益碩關于玻璃鋼原材料的選擇
添加時間:2014-7-5 1:09:05 來源:山東益碩玻璃鋼有限公司
樹脂是玻璃鋼罐的基體材料,其作用是傳遞載荷,并使載荷平衡,基體材料的性能,如耐腐蝕、耐熱性等,直接決定玻璃鋼的性能。常用的樹脂包括:不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂三大類,其中以不飽和聚酯樹脂使用最為廣泛。由于FRP制品的耐化性、耐溫性、抗老化性主要取決于樹脂基體,所以樹脂體系在選擇時應特別注意;w樹脂的選擇可分為內襯層樹脂的選擇以及結構層樹脂的選擇兩大類。
1、內襯樹脂的選擇
總體上說,內襯樹脂的選擇主要取決于容器的壓力等級、介質腐蝕情況、介質的使用溫度這幾方面的因素。
首先,內襯樹脂直接與介質接觸,容器的設計壽命長短很大程度上取決于內襯樹脂的耐腐蝕性。
其次,容器的壓力等級越高,要求內襯樹脂的斷裂延伸率越高。
結構層樹脂的選擇主要考慮其機械性能、耐溫性能,因為結構層樹脂主要承擔結構增強的功能,不與介質直接接觸,但介質溫度的影響必須考慮。所以主要考慮其機械性能、耐溫性能。
結構層樹脂的選擇可參考各樹脂廠家提供的數據。
作為增強材料的纖維及其織物是玻璃鋼主要的承載組分材料,對玻璃鋼的強度和剛度有著直接的影響。常用的纏繞用增強材料包括:玻璃纖維,主要是各種無捻粗紗、表面氈、針織氈、方格布帶、高強纖維紗等。
為適應工藝的要求,玻璃纖維無捻粗紗應具有以下特點:
(2)工藝性與所用樹脂有良好的相容性;
(3)可靠性線密度要有保證,懸垂性要小等。
無堿玻纖對水、弱堿介質的化學穩(wěn)定性較高,電性能好,老化性能好,適用于接觸水的制品與電器絕緣制品,它的缺點是易被稀無機酸侵蝕。中堿玻纖耐酸性能非常好,價格比無堿玻纖便宜。
有捻纖維與無捻纖維:無捻纖維各股紗之間張力均勻,不起毛、不斷頭、成帶性好,對樹脂浸潤性好,所制玻璃鋼制品強度也比有捻纖維要高。
表面氈與針織氈:表面氈應用最早,使表面產生富樹脂層而光滑有彈性,減少摩擦阻力,提高耐磨性、耐腐蝕性、耐水性、耐老化性和抗沖擊性,是制作玻璃鋼內襯耐腐蝕層的首選材料。針織氈不含粘結劑,浸透速度快,工藝過程簡單,在給定方向上提供強度,提高了耐腐蝕層厚度和較好的表面光滑度。
玻璃纖維氈常用于纏繞成型制品的富樹脂層,包括內襯層和外表層,其多用于干法纏繞,即將未浸漬樹脂的干氈直接纏到涂有樹脂的芯模上,再用滾刷一類的工具將樹脂涂覆在氈片上,一般采用短切氈和連續(xù)氈,纏繞工藝對玻璃纖維氈的要求為:
(1)氈片浸透性要好
(2)消泡性要好。
有機纖維和滌綸布:有機纖維和滌綸布工藝性比玻璃纖維要差,但在含氟介質尤其是氫氟酸介質中玻璃纖維不適用,必須選用有機纖維和滌綸布。
本軟件中纖維的選擇可參考纖維數據表。
為使樹脂按工藝要求固化,以及改進樹脂的理化性能或固化后制品的某些性能如阻燃抗靜電、耐磨等性能,通常在樹脂配方中加入某些助劑如固化劑、引發(fā)劑、促進劑、阻燃劑、脫模劑、低收縮劑等。
Ⅰ、固化劑
固化劑也稱引發(fā)劑,它能使樹脂固化,是樹脂配方中不可缺少的組成部分,并且對樹脂性能有極大影響,不同樹脂的固化體系不一,即使同一種樹脂,使用環(huán)境不同,固化劑加入的量也不盡相同,需要在使用前充分試驗,確定配方后方可正式使用。
在玻璃鋼中使用的不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂等溶解在乙烯基單體中,它們進行共聚反應,是要由引發(fā)劑分解產生的游離基來引發(fā),常用的引發(fā)劑有兩種,有機過氧化物和偶氮化合物。
固化劑的特性可用四個指標來衡量
(1)、活性氧含量
指過氧化物中活性-O-O-的百分含量,含量越高,在相同條件下分解產生的游離基越多。
(2)、臨界溫度指過氧化物受熱分解形成具有引發(fā)活性的游離基所需要的最低溫度。
(3)、引發(fā)劑在一定溫度下分解一半所需的時間,常用來評價過氧化物的活性大小。
(4)、活化能指過氧化物產生游離基所需的能量。
固化劑的選用要考慮以下幾個因素
(1)樹脂活性
所選固化劑與樹脂的反應性相匹配,樹脂反應性強,選用的引發(fā)劑活性要高,樹脂反應性弱,選用的引發(fā)劑的活性要較低以免游離基產生較快,到固化后期缺乏引發(fā)劑。
(2)適用期
配制好的膠液,必須保證有效地浸漬增強材料,其膠液的存放時間為適用期,不同配方的適用期是不同的。
(3)成型溫度
按成型產物溫度可分為低溫、中溫、高溫三種固化類型,必須選擇適合于該溫度范圍的有氧化物,纏繞成型法在中溫固化范圍內,固化周期:30-60MIN,適用期2-3D以上。
(4)固化速度
樹脂的固化速度與引發(fā)劑的活性、加入量和成型溫度有關,引發(fā)劑的用量一般為1%-2%,成型溫度確定,就可了解引發(fā)劑的活性與固化時間的關系,以達到防熱峰溫度來計算固化時間。
(5)其他助劑的影響
在選用引發(fā)劑時必須考慮到填料、顏料及其他添加劑對固化工藝的影響,有的填料起促進作用,會減少貯存期,也有的起阻滯作用會延緩貯存期。特別是顏料對引發(fā)劑影響很大,如碳黑對過氧化苯甲酸叔丁酯引發(fā)的樹脂,存放期只有3H,減少到不能使用的程度。
Ⅱ、促進劑
促進劑目前固化不飽和聚酯樹脂用的有機過氧化物的臨界溫度都在60度以上,對于固化溫度要求在室溫時,這些有機過氧化物就不能滿足要求,必須設法使過氧化物的臨界溫度降低,當有機過氧化物在叔胺作用下,就可在較低溫度下產生游離基。
選擇促進劑是應注意選擇活性好,用量少,膠凝時間快。放熱峰適當、毒性小的促進劑。
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