如圖1所示,本產品的玻璃鋼煙肉,筒壁包括內襯功能層1、中間結構層2和任選的外保護層3。
內襯功能層1的作用是防腐蝕和阻燃、導靜電、防積灰。
中間結構層2的主要作用是提供力學性能。
外保護層3對中間結構層2起一定保護作用。代表性的保護作用包括(但并不限 于):抗紫外線、防污(清潔)、防腐蝕、抗氧化。此外,外保護層3還可起到一定的裝飾作用。
本產品的玻璃鋼煙囪,高度為10-400m。較佳地,所述玻璃鋼煙囪的高度在 200-350m。在另一優選例中,所述玻璃鋼煙囪高度為50m、100m、150m、200m、250m、300m或 350m〇
本產品的玻璃鋼煙囪,直徑為2-15m。較佳地,所述玻璃鋼煙囪的直徑在6-12m。在 另一優選例中,所述玻璃鋼煙肉的直徑為3m、4m、5m、6m、7m、8m、5. 5m、6. 5m、7. 5m、8. 5m、9m、 9. 5m、10m、或 12m〇
本產品中,內襯功能層1、中間結構層2和任選的外保護層3均是主要由各種不同 的結構單層構成。
本產品所述的玻璃鋼煙囪的制備方法,包括以下步驟:
(a)制作內襯功能層;
⑹在所述內襯功能層外鋪設(制作)所述中間結構層,以及任選的
(c)在所述中間結構層外鋪設(制作)所述外保護層得到所述玻璃鋼煙囪;
或包括以下步驟:
(a)提供內襯功能層、中間結構層,以及任選的外保護層;
⑹將所述內襯功能層、中間結構層,以及任選的外保護層組裝成所述玻璃鋼煙囪。
本產品的玻璃鋼煙囪,具有以下一個或多個特征:
(1)環向拉伸強度大于235MPa,模量大于19. OGPa,軸向拉伸強度大于llOMPa,模 量大于12. 5GPa;
(2)環向彎曲強度大于250MPa,模量大于18. OGPa,軸向彎曲強度大于140MPa,模 量大于ll.OGPa;
(3)環向壓縮強度大于260MPa,模量大于12. OGPa,軸向壓縮強度大于200MPa,模 量大于9. OGPa。
結構單層
本產品中,結構單層包括噴射紗層、單向布層、環向纏繞層、表面氈層和網格布層、 碳纖維氈層和膠衣層。
本產品中,噴射紗層、單向布層、環向纏繞層、表面氈層和網格布層均是由玻璃纖 維增強塑料(也稱為玻璃鋼)制成。玻璃鋼是由合成樹脂和玻璃纖維經復合工藝,制作而成 的一種功能型復合材料。本產品中,玻璃纖維可以采用市售產品,例如由重慶**復合材 料有限公司或歐文斯科寧公司提供的ECR纖維及制品。其中,所述噴射紗可采用市售產品,如:ECR10k-2400或Adv£mtex_ P209(2400TEX)。所述單向布可采用市售產品,如:DW(ECR) 430-600/630 或 Advamex? UD(430g/m2)。所述纏繞紗可采用市售產品,如:ECR469L-2400 或Advantex? SE1200 (2400TEX)。所述表面氈可采用市售產品,如:ST(ECR)30M-250或 M524-ECR30A(30g/m2)。所述網格布的面密度為40-65g/m2,較佳為55-60g/m2,更佳為60g/m2。
碳纖維氈層是由碳纖維增強塑料制成。碳纖維增強塑料是以碳纖維及其制品作為
增強材料,以合成樹脂作基體材料,經過特定成型工藝而形成的另一種高性能復合材料。其 中,碳纖維氈的面密度可以為15-25g/m2,較佳為17-20g/m2。
本產品以上各纖維增強塑料中使用的樹脂包括化學阻燃型樹脂、耐高溫型樹脂。
具體包括環氧乙烯基酯類樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂。優選的樹脂包括:化學阻燃型 環氧乙烯基酯類樹脂、酚醛型環氧乙烯基酯類樹脂。通常,結構樹脂可耐至少80°C,較佳 地至少可耐120°C,更佳地至少可耐150°C。本產品優選使用的樹脂是化學阻燃型環氧乙 烯基酯樹脂DERAKANE M0M510C-350H0I或者*公司生產化學阻燃型環氧乙烯基酯樹脂 Atlac750〇
膠衣層主要由樹脂制成。在另一優選例中,膠衣層中樹脂含量為l〇〇wt%,以膠衣層 的總重量計。在另一優選例中,所述膠衣層的成膜物選自:環氧乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯 樹脂。在另一優選例中,所述膠衣層的成膜物為間苯型不飽和聚酯樹脂。
在另一優選例中,各結構單層在所述玻璃鋼煙囪環向上的厚度變化< 平均厚度的 50%,較佳地厚度變化<平均厚度的20%。
優選采用以下方法制備各結構單層:
基面處理:當基面為模具時,清理模具表面,涂裝脫模劑,鋪設塑料薄膜;當基面
為其他結構單層時,機械打磨表面,清理浮灰、涂裝脫模劑,鋪設塑料薄膜;
單向布層:將單向布進行裁剪,通過纏繞機或手工將浸有樹脂(已混有固化劑)的 單向布纏繞到基面上,纏繞張力為10_500MPa,固化后得到單向布層。較佳地,采用間歇式操 作工藝。
環向纏繞層:通過纏繞機或手工控制張力10_500MPa將浸有樹脂(已混有固化劑) 的纏繞紗纏繞到基面上,固化以后形成環向纏繞層。在另一優選例中,所述環向纏繞層施工 時,采用連續纏繞的方法,纏繞紗的纏繞角度為40-90度,較佳地,纏繞角度為75-90度,更 佳地,纏繞角度為80-90度。
噴射紗層:使用噴射機,將玻璃纖維與樹脂、固化劑在噴嘴處匯合,一起噴射到基 面上,固化得到噴射砂層。
表面氈層:通過纏繞機或手工將浸有樹脂(已混有固化劑)的表面氈纏繞到基面
上,纏繞張力為10_500MPa,固化以后形成表面氈層。較佳地,采用連續纏繞工藝。
網格布層:通過纏繞機將浸有樹脂(已混有固化劑)的網格布纏繞到基面上,纏繞 張力為10_500MPa,固化以后形成網格布層。較佳地,采用連續纏繞工藝。
碳纖維氈層:通過纏繞機將浸有樹脂(已混有固化劑)的碳纖維氈纏繞到基面上, 纏繞張力為10_500MPa,固化以后形成碳纖維氈層。較佳地,采用連續纏繞工藝。
膠衣層:將樹脂膠衣(已混有固化劑)涂覆在基面上,固化以后形成膠衣層。較佳地,采用連續噴涂工藝。
內襯功能層
如圖2所示,自所述玻璃鋼煙囪的內部至外部,所述內襯功能層1的結構為:
碳纖維氈層11-表面氈層12-噴射紗層13,
在所述噴射紗層13外還可包括任選的網格布層(圖未示)。
在另一優選例中,所述碳纖維氈層與所述表面氈層之間還具有網格布層。
在另一優選例中,在所述內襯功能層中,所述碳纖維氈層的纖維面密度為10_30g/ m2,樹脂含量為80wt%-99wt%,以所述碳纖維氈層的總重量計。較佳地,所述碳纖維氈層的纖 維面密度為12-25g/m2。較佳地,所述碳纖維氈層的樹脂含量為85wt%-98wt%,以所述碳纖 維氈層的總重量計。在另一優選例中,所述碳纖維氈層的厚度為〇. 1-1_,較佳地,厚度為 0? 15-0. 8mm〇
在另一優選例中,在所述內襯功能層中,所述表面氈層的纖維面密度為15_50g/ m2,樹脂含量為80wt%-98wt%,以所述表面氈層的總重量計。較佳地,所述表面氈層的纖維面 密度為20-40g/m2。較佳地,所述表面氈層的樹脂含量為85wt%-95wt%,以所述表面氈層的總 重量計。在另一優選例中,所述表面氈層的厚度為〇. 1-1_,較佳地,厚度為〇. 15-0. 5_。
在另一優選例中,在所述內襯功能層中,所述噴射紗層的纖維面密度為100_800g/ m2,樹脂含量為65wt%-90wt%,以所述噴射紗層的總重量計。較佳地,所述噴射紗層的纖維面 密度為200-500g/m2,較佳地,所述噴射紗層的樹脂含量為70wt%-85wt%,以所述噴射紗層的 總重量計。在另一優選例中,所述噴射紗層的厚度為0. 1_3_,較佳地,厚度為0. 5-1. 5_。
在另一優選例中,在所述內襯功能層中,所述網格布層的纖維面密度為30-100g/ m2,樹脂含量為50wt%-95wt%,以所述網格布層的總重量計。較佳地,所述網格布層的纖維面 密度為40-70g/m2。較佳地,所述網格布層的樹脂含量為60wt%-90wt%,以所述網格布層的總 重量計。在另一優選例中,所述網格布層的厚度為〇. i-i. 5_,較佳地,厚度為0. 15-0. 9_。
在另一優選例中,在所述內襯功能層中,各結構單層在所述玻璃鋼煙囪環向上的 厚度變化<平均厚度的50%,較佳地厚度變化<平均厚度的20%。
在制備內襯功能層時,可先將碳纖維氈、表面氈、噴射紗通過纏繞或噴射的方式依 次鋪設在基面上,再通過趕壓排出氣泡、涂覆或噴射補充樹脂的方式使樹脂與纖維或纖維 制品均勻結合在一起,固化得到各結構單層。
或者,先在基面上鋪設碳纖維氈層,再在碳纖維氈層上進行噴射紗層施工,以及任 選地在噴射紗層上鋪設網格布層和/或在所述碳纖維氈層與所述表面氈層之間鋪設網格 布層。各結構單層的具體施工方式如前所述。
本產品的玻璃鋼煙囪,具有上述新型結構的內襯功能層,能夠防止靜電積聚,杜絕 雷擊引起擊穿、火災等隱患的玻璃鋼煙囪,且能夠防止或減少粉塵吸附,具有一定自潔能 力,使用壽命長,適用于大型火力發電廠。
中間結構層
本產品的玻璃鋼煙囪,優選的中間結構層2包括至少一個結構亞層20,如圖3所 示,自所述煙囪的內部至外部,所述結構亞層20包括:
結構單層A21-結構單層B22-結構單層C23-結構單層D24,
其中,結構單層A21為噴射紗層或單向布層;
結構單層B22為無或環向纏繞層;
結構單層C23為噴射紗層或單向布層;
結構單層D24為環向纏繞層;
并且當結構單層A21為噴射紗層時,結構單層C23為單向布層;或結構單層A21為 單向布層時,結構單層C23為噴射紗層。
本產品的中間結構層2的厚度為8_50mm。在另一優選例中,中間結構層2的厚度 為 8_18mm, 19~24mm 或 25_50mm。
在另一優選例中,所述中間結構層在環向上的不同部位的厚度變化< 平均厚度的 25%,較佳地,厚度變化<平均厚度的10%,更佳地,厚度變化<平均厚度的5%。
在所述中間結構層中,所述結構亞層的數量為2-30個,較佳地為3-20個。所述結 構亞層的厚度為1. 5-5mm,較佳地為2-4mm。在另一優選例中,對于同一結構亞層,其在環向 上的不同部位的厚度變化<平均厚度的30%,較佳地,厚度變化<平均厚度的15%。
本產品中優選的結構亞層包括結構亞層1 (在以下實施例中記為S1)、結構亞層2 (記為S2)、結構亞層3 (記為S3)、結構亞層4 (記為S4)。
在結構亞層1中,結構單層A為噴射紗層,結構單層B為環向纏繞層,結構單層C 為單向布層,結構單層D為環向纏繞層。
結構亞層2中,結構單層A為噴射紗層,結構單層B為無,結構單層C為單向布層, 結構單層D為環向纏繞層。
結構亞層3中,結構單層A為單向布層,結構單層B為無,結構單層C為噴射紗層, 結構單層D為環向纏繞層。
結構亞層4中,結構單層A為單向布層,結構單層B為環向纏繞層,結構單層C為 噴射紗層,結構單層D為環向纏繞層。
在各所述結構亞層之間可以設置附加結構單層,所述附加結構單層為單向布層 (在以下實施例中記為F1)、環向纏繞層(記為F2)、噴射紗層(記為F3)、表面氈層(記為F4)、 或其組合。
中間結構層還包括與所述外保護層相接的較外結構單層,所述較外結構單層為噴 射紗層(在以下實施例中記為Y1)或環向纏繞層(記為Y2),且所述較外結構單層與所述結 構亞層之間可以設置附加結構單層,所述附加結構單層為單向布層(在以下實施例中記為 F1)、環向纏繞層(記為F2)、噴射紗層(記為F3)、表面氈層(記為F4)、或其組合。
在中間結構層中,所述噴射紗層的纖維面密度為100_800g/m2,樹脂含量為 50wt%-80wt%,,以所述噴射紗層的總重量計。較佳地,纖維面密度為200-600g/m2,樹脂含量 為55wt%-75wt%,以所述噴射紗層的總重量計。
在中間結構層中,所述單向布層的纖維面密度為200_600g/m2,樹脂含量為 30wt%-60wt%,以所述單向布層的總重量計。較佳地,纖維面密度為250-500g/m2,樹脂含量 為35wt%-55wt%,以所述單向布層的總重量計。
在中間結構層中,所述環向纏繞層的纖維面密度為300_3000g/m2,樹脂含量為 25wt%-50wt%,以所述環向纏繞層的總重量計。較佳地纖維面密度為400-2000g/m2,樹脂含 量為30wt%-45wt%,以所述環向纏繞層的總重量計。
在中間結構層中,各結構單層的厚度為0. 2-4_,較佳地為0. 4-3_。在另一優選例中,所述噴射紗層的厚度為〇. 2-2mm,較佳地為0. 5-1. 5mm。在另一優選例中,所述單向 布層的厚度為0. 2-1_,較佳地為0. 2-0. 8_。在另一優選例中,所述環向纏繞層的厚度為 0. 2-lmm,較佳地為 0. 3-0. 8mm。
在另一優選例中,各結構單層在所述玻璃鋼煙囪環向上的厚度變化< 平均厚度的 50%,較佳地厚度變化<平均厚度的20%。
在制備結構亞層時,可先將玻璃纖維或玻璃纖維制品通過噴射或纏繞的方式鋪設 在基面上,再通過趕壓排出氣泡、涂覆或噴射補充樹脂的方式使樹脂與玻璃纖維或玻璃纖 維制品均勻結合在一起,固化得到各結構單層。
另外,可采用以下方法制備結構亞層。以下以結構亞層1為例詳述其優選的制備 方法,包括以下步驟:
噴射紗層施工:使用噴射機,將玻璃纖維與樹脂、固化劑在噴嘴處匯合,一起噴射 到基面上,固化得到噴射紗層;
環向纏繞層施工:通過纏繞機控制張力10-500MPa,將浸有樹脂(已混有固化劑)的 纏繞紗纏繞到噴射紗層上,固化以后形成環向纏繞層;
鋪設單向布層:通過纏繞機將浸有樹脂(已混有固化劑)的單向布纏繞到環向纏繞 層上,纏繞張力為10-500MPa,固化后得到單向布層;較佳地,采用間歇式操作工藝。
環向纏繞層施工:通過纏繞機控制張力10_500MPa,將浸有樹脂(已混有固化劑)的 纏繞紗纏繞到單向布層上,固化以后形成環向纏繞層。
優選采用類似的方法制備結構亞層2、結構亞層3和結構亞層4,此處不再贅述。
外保護層
如圖4所示,在本產品的玻璃鋼煙囪中優選的所述外保護層3包括膠衣層31,以及 任選的表面氈層32和任選的網格布層33。
在另一優選例中,所述外保護層包括膠衣層和表面氈層,所述表面氈層在所述膠 衣層與所述中間結構層之間。任選的,所述外保護層還包括網格布層,所述網格布層在所述 表面氈層和所述膠衣層之間。
在外保護層中,膠衣層主要由樹脂制成。在另一優選例中,所述膠衣層由間苯型 不飽和聚酯樹脂制成。在另一優選例中,所述膠衣層的厚度為〇. 1-1. 5mm,較佳地,厚度為 0? 15-0. 6mm。
在外保護層中,所述表面氈層的纖維面密度為20-800g/m2,樹脂含量為 80wt%-98wt%,以所述表面氈層的總重量計。在另一優選例中,所述表面氈層的纖維面密度 為20-50g/m2。在另一優選例中,所述表面氈層的纖維面密度為200-500g/m2。在另一優選 例中,所述表面氈層的樹脂含量為85wt%-95wt%,以所述表面氈層的總重量計。在另一優選 例中,所述表面氈層的纖維面密度為20-500g/m2。在另一優選例中,所述表面氈層的厚度為 0. 1-1. 5mm,較佳地,厚度為 0. 15-0. 6mm。
在一起,固化得到所述表面氈層、任選的網格布層,較外的樹脂膠衣形成所述膠衣層。
或者,先在基面上鋪設表面氈層,任選在表面氈層上進行網格布層施工,最后涂覆 樹脂膠衣形成膠衣層。各結構單層的具體施工方式如前所述。
本文中,厚度是指隨機選取25個測量點測得的厚度的平均值,例如,中間結構層 的厚度t是在中間結構層上隨機選取25個測量點,計算25個測得的厚度的平均值,得到中 間結構層的厚度t。
本產品提到的上述特征,或實施例提到的特征可以任意組合。本案說明書所揭示 的所有特征可與任何組合物形式并用,說明書中所揭示的各個特征,可以被任何提供相同、 均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明,所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。