专利名称：一种酚醛玻璃钢格栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主要用作平台、地板、地沟盖子等的玻璃钢格栅的改进，尤其涉及主要用于高阻燃、只允许有少量烟熏的场合的酚醛玻璃钢格栅，此酚醛玻璃钢格栅包括模塑酚醛玻璃钢格栅和拉挤酚醛玻璃钢格栅。
背景技术：
玻璃钢格栅又称玻璃纤维增强塑料(FRP)格栅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，分为间苯格栅、乙烯基格栅和酚醛格栅等；根据其成型方法的不同，又分为模塑玻璃钢格栅和拉挤玻璃钢格栅。模塑玻璃钢格栅是通过玻璃纤维交错编织、树脂浇注模压整体而成，具有极好的耐腐蚀性能；拉挤格栅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。
长期以来，海上石油钻井平台是酚醛玻璃钢格栅大量使用的主要场所之一，美国海岸警卫队(United States Coast Guard，简称U.S.C.G.)制定了一系列燃烧测试标准，其主要标准为ASTM-E119，该标准分为三级、二级和一级，每级对产品的测试要求不一样。1.三级标准为①按照明火燃烧温度曲线，高温明火燃烧1小时到达927℃，格栅不断，烧蚀1小时冷却后，在格栅中心305mm×305mm的面积上能承载40kg的负荷。②在燃烧过程中，在格栅中心305mm×305mm的面积上加载40kg负荷，与规定要求的铁格栅作对比测试，在中心点挠度达到(格栅跨距/10)时，两格栅此时燃烧温度差不超过100℃。2.二级标准为①必须通过三级标准。②测完三级标准并通过后，格栅必须承受460kg/m2的平均载荷而不断裂。3.一级标准为①必须通过二级标准。②测完二级标准并通过后，在格栅中心305mm×305mm的面积上承受80kg.m的冲击动量而不断裂。
到目前为止，还没有一家公司的产品能通过U.S.C.G.一级标准的测试，所以许多大石油公司均以酚醛玻璃钢格栅能通过U.S.C.G.二级标准测试认证作为采用的先决条件。
由于普通玻璃纤维其软化点低于880℃，当环境温度超过其软化点时，玻璃纤维会因软化而完全失去其应有的力学强度，即若采用普通玻璃纤维作为酚醛格栅的增强材料，因玻璃纤维软化点的限制，将使酚醛格栅在燃烧条件下完全失去应有的力学性能和强度，因而无法满足ASTM-E119标准二级规定的高温强度要求以及残余强度要求，甚至在不加载荷的条件下，会因重力作用而断裂，从而不能通过此认证。
发明内容
针对上述要求，本发明的目的在于提供一种耐高温烧蚀、在高温烧蚀过程中和烧蚀1小时后仍具有ASTM-E119标准二级规定载荷强度要求的酚醛玻璃钢格栅，包括模塑酚醛玻璃钢格栅和拉挤酚醛玻璃钢格栅。
本发明的目的是这样实现的一种酚醛玻璃钢格栅，采用酚醛树脂作基体、玻璃纤维作增强材料，根据其成型方法的不同，分为拉挤酚醛玻璃钢格栅和模塑酚醛玻璃钢格栅，在所述的酚醛玻璃钢格栅所用的增强材料中加入了高强度玻璃纤维，该高强度玻璃纤维由镁铝硅系统玻璃拉制而成，其玻璃软化点在900℃以上，用该高强度玻璃纤维作为部分或全部的增强材料。
所述的高强度玻璃纤维重量组分如下SiO2含量55％～70％；Al2O3含量20％～30％；MgO含量6％～15％。
高强度玻璃纤维软化点在900℃以上，接近或超过了ASTM-E119标准规定的燃烧温度927℃，并且明显高于普通玻璃纤维的软化点。本发明采用的上述技术解决方案，利用高强度玻璃纤维比普通玻璃纤维较耐高燃烧温度的隐性特性，(对于高强度玻璃纤维，通常考虑的是高强度，而非其具有较高的软化点)，通过在酚醛玻璃钢格栅中引入高强度玻璃纤维作为增强材料，完全能够保证酚醛格栅在高温条件下的力学性能和强度，从而满足ASTM-E119标准二级的要求，顺利通过美国U.S.C.G.二级测试认证，取得产品销售的通行证。
本方案的有益效果还在于，本发明提供的酚醛玻璃钢格栅，根据不同产品的强度要求在所用的增强材料中加入适量的高强度玻璃纤维，用高强度玻璃纤维作为部分或全部的增强材料增强格栅，不改变现有的酚醛玻璃钢格栅制造工艺，并且，高强度玻璃纤维的价格只有其它高软化点纤维如高硅氧纤维、碳纤维的1/5～1/8，与同类产品相比，成本可以大大降低，使产品更具有竞争力。
图1是本发明实施例1示意图；图2是本发明实施例2示意图；图3是本发明实施例3示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步加以描述在制造本发明提供的酚醛玻璃钢格栅时，用玻璃软化点为900℃以上的镁铝硅高强度玻璃纤维作为部分或全部的增强材料增强格栅，不改变现有的酚醛玻璃钢格栅制造工艺，但是，增强材料中高强度玻璃纤维与普通玻璃纤维的比例不一样，在经过927℃高温烧蚀后，其格栅残余强度也不一样，在具体的实施过程中应根据对格栅残余强度的不同要求选择相应的高强度玻璃纤维的添加比例，当然若格栅的结构发生改变，则高强度玻璃纤维的添加比例也要作相应的改变。
实施例1如图1，是一种拉挤酚醛玻璃钢格栅，其规格为工字钢高38mm，相邻工字钢中心距为38mm，以酚醛树脂作基体，增强材料全部采用2400TEX高强玻璃纤维，其中上法兰1和下法兰2各是用54股和56股2400TEX高强玻璃纤维作增强材料，竖筋3是用34股2400TEX高强玻璃纤维作增强材料，经过927℃高温烧蚀后，在跨距为1118mm情况下，其残余断裂强度约为1370kg/m2。
实施例2如图2，是一种拉挤酚醛玻璃钢格栅，其格栅规格同实施例1，以酚醛树脂作基体，增强材料中2400TEX高强玻璃纤维与2400TEX普通玻璃纤维的比例为100∶31，其中上法兰4和下法兰5各是用54股和56股2400TEX高强玻璃纤维作增强材料，竖筋6则是用34股2400TEX普通玻璃纤维作增强材料，经过927℃高温烧蚀后，在跨距为1118mm情况下，其残余断裂强度约为625kg/m2。
实施例3如图3，是一种模塑酚醛玻璃钢格栅，其规格为模压格栅厚38mm，相邻受力筋7中心距为38mm，当受力筋条7全部用高强玻璃纤维作增强材料，非受力筋条8用普通玻璃纤维作增强材料时，经过927℃烧蚀后，在跨距为1118mm情况下，其残余断裂强度约为720kg/m2。
以上三个实施例均通过了美国U.S.C.G.二级标准认证。
权利要求
1.一种酚醛玻璃钢格栅，采用酚醛树脂作基体、玻璃纤维作增强材料，其特征在于所述的酚醛玻璃钢格栅所用的增强材料中加入了高强度玻璃纤维，该高强度玻璃纤维由镁铝硅系统玻璃拉制而成，其玻璃软化点在900℃以上，该高强度玻璃纤维的重量组分如下SiO2含量55％～70％；Al2O3含量20％～30％；MgO含量6％～15％。；
2.根据权利要求1所述的一种酚醛玻璃钢格栅，其特征在于所述的酚醛玻璃钢格栅所用的增强材料中部分或全部为高强度玻璃纤维。
全文摘要
一种酚醛玻璃钢格栅，采用酚醛树脂作基体、玻璃纤维作增强材料，其特征在于在所述的酚醛玻璃钢格栅所用的增强材料中加入了高强度玻璃纤维。本发明利用高强度玻璃纤维能耐高燃烧温度的特性，能够保证酚醛格栅在高温条件下的力学性能和强度，接近或超过了ASTM－E119标准规定的燃烧温度927℃，从而满足ASTM－E119标准的要求，顺利通过美国U.S.C.G.测试认证；本发明提供的酚醛玻璃钢格栅，不改变现有的酚醛格栅制造工艺，并且，高强度玻璃纤维的价格只有其它高软化点纤维的1/5～1/8，与同类产品相比，成本大大降低，产品更具有竞争力。
文档编号C03C3/085GK1690000SQ20041001481
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者冯毅 申请人:苏州格瑞特格栅有限公司