第五节特殊板材及填料的作用

第五节特殊板材及填料的作用一、胶衣FRP板材为了延长制品的使用寿命，提高制品的表面质量，并满足特殊用途的需要，有时需要带胶衣的板材。它的表面平滑，色泽鲜艳、均匀，不易褪色，防老化性优异。生产胶衣板材时，必须在FRP波纹板成型机组主机浸渍部分之前安装胶衣生产装置，包括刮刀、自动供给胶衣系统、烘干炉等。通过该装置使胶衣均匀涂覆在上薄膜上，制得凝胶态胶衣层，并进入主机生产线，薄膜通常使用涤纶薄膜。胶衣板材的胶衣应具有特殊的工艺技术要求，除平板外应选用柔性胶衣，这种板材耐候性与标准板材的差别不是很大，但在某些应用方面存在很大优势，这将在后面做介绍。二、阻燃FRP板材1．一级阻燃：氧指数≥30%大多数厂家使用反应型阻燃树脂生产一级阻燃板，成本约为非阻燃标准板树的1.5倍。有部分厂家为降低成本使用添加型，将阻燃粉与阻燃剂混合使用，氧指数也可以达到30%，但会降低透光率，生产透光板材时不建议使用添加型。2.二级阻燃：氧指数≥26%与一级阻燃板材正好相反，很少有厂家使用反应型阻燃树脂生产阻燃板，虽然二级阻燃板材所使用的反应型阻燃树脂成本仅略高于非阻燃标准板材所使用的树脂（其他材料成本相同），但更多的厂家使用添加型阻燃剂(TCEP)来生产二级阻燃板材，非常不可取。三、散射板（斯凯特板）针对采光板材范围，尽管FRP板材具有一定的散射效果，相比玻璃、PC板透过光线会比较柔和，但是由于FRP透光波纹板毕竟是一种高透光材料，在采光工业厂房的使用过程中光斑、眩光等不利于人员生产的情况时有发生，很多客户都转而寻求一种不损失透光效果，同时又避免以上诸多影响环境因素的改进型产品。许多设计和使用部门为了工作环境舒适而不得不采用加入颜料或填料的方式来避免光线照射的不适，但是却是以牺牲产品的透光率为代价的，以乳白色和淡绿色半透明板材来说，雾度提升到70%左右，透光率却降到50%～60%。2009年，唐山润峰复合材料有限公司研发出了兼具以上两种功能的新型板材——斯凯特板。该产品的原理是：在工艺配方中加入一种独特的粒子，使得其光线透过时高度散射，得到良好的光学效果。其透光率（以1.5mm平板为例）为84.3%，雾度值为92%，而同比目前市场上其他FRP采光板材产品，透光率为84%，相差不多，而雾度值只有28%左右。多组实验数据表明，普通透明采光板的透光率一般在75%～85%之间，用以表明散射效果的雾度值仅在25%～30%之间（雾度值越高，代表散射效果越好）四、网格增强板网格增强板的强度增加，外形美观，耐候性及其他性能不变。五、低热能透过板低热能透过板以牺牲透光率为代价，是透光产品的一种。六、铝镁反射板铝镁反射板是在板材表面黏附（或涂覆）有条状铝箔（粉）的产品。由于很薄的铝箔是有点透光的，能在反射阳光的同时透过一部分光，加上不被铝箔覆盖部分的阳光透过，因此铝镁反射板具有采光功能，且屋内温度不会由于光照而升高，是一种价格高、功能性不突出的FRP板材制品。其于2004年左右出现，现市场上基本消失。第六节典型制品的应用及发展方向一、FRP连续成型板材的特点（1)轻质高强FRP板材密度1.40—1.45g/cm³，弯曲强度大于190MPa，拉伸强度大于100MPa。（2）防腐、耐候性强其耐酸碱性、耐盐雾性大大优于金属板材，使用使用寿命40年以上，特殊材质/工艺的可以达到25年以上。（3）长度任意性，生产高效性由于采用的是连续成型工艺，所以理论上可以生产无限长的板材，可以根据需方要求任意切割；每台设备日生产能力达到5000m以上。（4）断面可设计性FRP连续成型板材可以根据设计要求，考虑自身成型的工艺特点，设计不同形状、功用的断面。与其他建筑材料匹配良好。（5）表面覆膜根据使用环境和不同用途，可以在板材表面帖覆不同功能的薄膜，同时可加涂层，以保护产品表面不被划伤，保持表面洁净，同时提高耐候性。（6）颜色、透光率任意控制根据设计要求的不同，可以调节板材的透光率在一定的范围内变化；通过配方调整来生产各种颜色的制品。二、FRP连续成型板材的分类和应用1．透光类板材透光类板材俗称采光板（采光带），这类板材也是国外最早研发连续成型工艺的主要目的，当时主要应用于温室大棚、水产养殖等需要透光的场所。海湾战争爆发期间，首先由美国军队大规模使用于钢结构营地、仓库等，由于其安装方便快捷，建筑周期短、外形美观、可设计性强、成本与传统砖混结构建筑的接近，所以海湾战争后，轻钢结构厂房在建筑领域得到了大量的推广使用，钢结构建筑得以大规模发展。轻钢结构厂房使用的彩色钢板形状多种多样，要求采光材料也要有多种多样的板型与之配合，FRP采光板恰好有这方面的优良特性。因此采光板的使用也得到了大量的推广，从传统的农牧业逐渐转移到建筑行业，同时采光板在建筑上的使用也由以前的几十、几百平方米发展到目前的一个大型项圈都能达到10万平方米以上。如2004年沈阳机床厂新建厂房采光板达到了近11万平方米。大跨度厂房、仓库安装采光板与不安装采光板区别非常明显，不安装采光板的厂房在白天正常日照情况下都要灯光照明，虽然使用了采光板建筑成本相对提高，但是不到半年节省的白天用于照明的电费就足以弥补差价，所以采光板的使用在以后的建筑行业中仍将发挥很大作用。下面就目前透光类FRP连续成型板材的使用分别加以介绍。(l)温室大棚、水产养殖等的应用这是FRP板材连续成型采光板在农牧业方面的主要应用，用于解决玻璃等传统材料存在的易碎裂、安装复杂、维修成本高等缺点。该类建筑物跨度较小，檩条间距不会太大，一般为600—900mm，高度不高，设计风载不大，所以一般经常选用平板或小波纹形板材，如63波纹型、Q9000型。在畜禽养殖业中主要以透光性采光板的牛棚、鸡舍居多，一般尾架和檩条多为木结构或钢筋混凝土结构，屋面板为透光板。考虑空气流通，一般还安装有换气通风设备。(2)厂房、仓库等的应用在厂房、仓库建筑中，透光类板材主要应用于屋面采光、侧墙采光、连跨厂房内部隔断用采光及屋脊通风器，这方面是透光类板材用量最大的一个领域。按照使用场合，FRP采光板分为标准型、一级阻燃型和二级阻燃型。采光面积按厂房的使用要求一般为3%—14%甚至更多。长江以北地区屋面更多地选用双层采光板以防止结露。根据厂房、仓库的采光设计要求，采光位置的分布为点式采光、带式采光（纵向、横向）和整坡星面采光三种。普通厂房及仓库一般选用标准型FRP采光板，钢铁厂一般较多采用阻燃型采光板，大型钢铁厂更多地选择一级阻燃塑，中小型钢铁厂选用二级阻燃型居多。2002年以后，有一种新的理念开始出现，以上海消防局为代表（上海市消防局文件2002年7月21日），在建筑行业首先提出，必须使用非阻燃型的标准型板材，当火灾一旦发生，采光板须快速燃烧作为排烟通道以便人员快速撤离以免窒息而死。现这一理念已被国内更多的消防部门认可。(3)机场、火车站、轻轨站、地铁站、公路收费站、加油站等公共设施场所以前此类场所多数采用PVC板，后来使用PC类板材（卡普隆板、阳光板、中空板、耐力板都属于此类范畴）。由于该类材料为单一材质，透明度较高，很受使用者的喜爱．但随着使用过程中出现的一系列问题：PVC板的使用寿命较短，有些产品还不到一年就无法使用；强度太低，不能承受正常的载荷而断裂，失去使用功效；PC中空板出现裂纹，进入灰尘，且不易逸出，热膨胀系数（6.75×10-5℃）与金属相差太大（钢材热膨胀系数为1·20×10-5℃一1），材料温差引起内应力造成无法修复的漏水。FRP板材（热膨胀系数为2.15×10-5℃一1）的出现解决了以上诸多问题，从力学性能上确保了能够满足设计要求的强度指标，方便灵活的形状可设计性，各种不同的颜色也能满足不同的审美要求，尤为重要的是其与金属构件的热膨胀系数接近，使得建筑物的防渗漏效果大大增加。所以2002年以后此类FRP采光板的使用逐步成为主流，PVC、PC类板材逐步淡出钢结构采光市场。(4)体育场馆、会展中心等大型体育场馆和会展中心的屋面多为弧形，而FRP采光板可以自由地弯曲成弧形。以常用的820板型为例，厚度1.5mm，弯曲半径可以达到8m。体育场馆、会展中心等如果使用夹胶玻璃，采光成本太高，使用一般玻璃不安全，所以更多情况下会选用FRP采光板。(5)帐篷以军用帐篷居多，主要考虑在野外宿营和行军过程中不易破碎，安装便捷。如秦皇岛3524工厂所生产的军用帐篷所用窗户全部采用此类材料。(6)家庭住宅、阳台、走廊、防雨棚、车棚等。(7)太阳能盖板1.2mm厚的FRP采光板透光率可达到90%，超过5mm以上的玻璃；且透过近红外线的能力高于玻璃，透过远红外线的能力又低于玻璃。其具有良好的抗冲击性，在太阳能利用领域FRP采光板不怕冰雹，不怕碰撞，使用安全，光热转化效果优于玻璃等其他透光材料，更好地保证了太阳能吸收设备的使用要求。(8)拖挂车等车厢内采光2．不透光类板材不透光FRP板材的使用场合也很广泛，它是一个非常有潜力的产品系列。轻质高强、颜色亮丽、表面平整润泽、抑制细菌滋生、热导率低及很强的可修复性使FRP板材具有很强的应用优势。(l)交通工具壳体和方舱用于冷藏车、邮政车、干货车、通信基站方舱等的内衬板、车厢板。此类板材的优点在于重量轻、节能、安全、噪声低、保温隔热性能优良等。尤其在冷藏车及邮政车等场合的应用中，FRP板材的抗细菌滋生能力也成为了一大突出优势。以通信基站方舱为例，厢顶板、前板、侧板、门板均采用FRP板材作为厢壁内外蒙皮。保温车厢的中间层为新型无氟聚氨酯发泡材料，通过高强度胶黏剂、螺钉与骨架连接，隔热层厚度达50～80mm，隔热性能极佳，车脯本体紧密坚实，强度高，表面平整美观，耐腐蚀、抗冲击、耐磨损、易清洗。其重要性能如下。①重量轻比国内传统产品减轻自中30%~40%。②保温隔热性能玻璃钢面板的热导率约为0.23W/（m·K），硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率为0.018～0.028W/(m．K)，总传热系数K值可低于0.3W/（m·K）。③表面性能玻璃钢表面具有极强的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性，不变形。对大气、雨水和一般浓度的酸、碱、盐等介质具有极佳的化学稳定性。其表面光洁度高，抗紫外线，保光性佳，不变色，易清洁，特别适宜用于各种车厢广告。④抗渗性能双面玻璃钢面板均具有不透水性，耐水性极佳。⑤阻燃性能FRP板材阻燃指数符合国家标准B1级。⑥易维护性修补处理后无明显的修补痕迹，这是钢质、铝质厢板无法比拟的。⑦环保性能玻璃钢表面无挥发性和易腐蚀性物质，夹层保温板材填充无氟聚酯泡沫塑料，绿色环保。(2)内饰板、吊顶板使用FRP板材进行内装怖或吊顶，具有表面光滑明亮、重量轻、不易结垢、除污容易、抗细菌滋生和极好的耐水防潮等优点，国外比较广泛，国内一直未能批量生产，现在有些厂家已经开始生产此类板材，但成品率不高。此类板材在行业里面习惯被称为凯斯板，因其表面凹凸，所以也有人称为珍珠板。以上特性使得该种产品应用于制药厂、宾馆等场所。近期还出现了一些压制的FRP吊顶板与之竞争。(3)防腐、耐酸碱的厂房侧墙、屋面在很多大型化工厂的生产车间，如生产钛、镍等工厂，以及在生产过程中产生C12，S02等腐蚀气体的工厂，在此类厂房的维护系统方面很难处理，甚至有些场合即便使用了昂贵的氟碳板都无法完美地解决。FRP板材以其优良的防腐、耐酸性能得到了使用者的青睐，一般此类厂房屋面会全部使用FRP连续成型板材，厚度为3～4mm，而且更多地会选用乙烯基树脂为基体材料生产的FRP板材，板型大多为W550。如宝钢1800mm及宽厚板项目中就大量地使用了此类板材。（4)工业冷却塔一般应用予冷却塔的塔体外壳（围护结构）和水槽。较之木结构、钢结构和钢筋混凝土三种绪构，玻璃钢冷却塔具有优异的防腐性能、。快速的施工周期以及较低的制作成本。外包围护壳体一散会选用FRP彩色板材，利用耐候、轻质等特性。（5）污水处理的格栅板在污水处理厂的沉淀池中，需要大量的FRP板材制作紊流导板，加大污水的乱流程度，使污水与沉淀药剂充分混合再进入沉淀池，从而达到良好的排污净化效果。(6)挡风抑尘板随着国家对环保的重视，在2004年前后出现了更多的挡风墙，已解