玻璃钢管道阻燃抗静电性能研究
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选用抗 静 电剂 时 应 注 意 ： 度 越 小 ， 面 积 越 粒 表
③ 喷浆 用玻 璃钢管 ， 其管外 壁 表面 电阻 值不得
大 于 １０×１ ． Ｑ。
④ 负压 风 、 抽放 瓦斯 用玻 璃钢 管 的表面 电阻不
得 大 于 １０Ｘ１６ ． ａＱ。
５ 实验结果及讨论
经检 测 ， 玻璃 钢管 道 的阻燃性 能 为离 火 自熄 即 试样离开火焰马 上 自熄 ； 抗静 电性 能 为管 内壁 表 其 面 电阻值 为 ３０×１３ 管 外壁 表面 电阻值 为 ４ ０ ． ０Ｑ， ．×
价无法在市场 上立足等许 多需 解决的难题 。 本公 司从 配 方设 计 、 型工 艺 等方面对 玻璃 钢 成
按 所 含阻燃元 素 可将 阻燃剂 分为 卤系阻燃 剂 、 磷 系阻燃 剂 、 系阻 燃剂 、 氮 磷一 卤系 阻燃 剂 、 磷一氮
系阻燃 剂等几类 。 卤系阻燃 剂在 热解 过程 中， 分解 出捕 获传递 燃 烧 自由基的 Ｘ 及 Ｉ Ｉ ・ － － Ｉ Ｉ 稀释可燃物裂解 时产生 Ｘ， Ｘ能
５２ 工艺性 ．
添加助 剂 后 ， 脂 混 合 基 体 的 粘 度 可 控 制 在 树 ４ ０ ７０ ｐ适合 缠绕工艺 。 Ｏ ～ ０ｃ，
①按 本规 范作 火焰燃 烧试 验 时 ， 当酒精 喷灯燃 烧 器移走后 ， 每组 ６条试 件 的火 焰燃 烧 时间 的算 术
平 均值不得大 于 ３ ， 中任何 一条 时间 的火焰 续 燃 ｓ其 时间不得 大于 １ｓ ０。 ②按 本 规范作 火焰 燃烧试 验 时 ， 当酒 精喷灯 燃
１ 前
言
为添加 型和反应 型 。添加 型阻燃 剂主要是通过 在可 燃物 中添加 阻燃剂 ， 以达 到发 挥 阻燃 目的。反应 型
阻燃剂则是 通过化学反应 在高分子材料 中引入阻燃
目前煤 矿井 下 的给水 和排 水用 管 、 煤矿 井下 正 压风 和喷浆用管 、 矿井 下 负压 风 和抽放 瓦斯 用 管 煤 广泛 使用钢管 ， 由于钢 管重量大 、 但 在地下环境 中耐 腐蚀性 较差 ， 以耐腐蚀性 优 良 、 所 轻质高强 的玻璃钢 管道应 当是钢 管的最 佳替代产 品。但煤矿井下用 管
１３ ０Ｑ。
大， 越容易分散 ， 所形 成 的导 电链 锁结 构越 强 ， 分散 后 的粒子 间隙越 小 ， 而导 电性能越好 ， 从 所添加 的 比
例也就越小 。
按照 Ｍ １１ ８ 标 准 中所 规定 的要求 ， Ｔ８ — ８ 管道 的
４ 实
验
阻燃 、 抗静 电性能达到规定要求 ， 可适用 于煤矿井下 环境 。 ５１ 经济性 ． 该配方 添 加助剂 后 ， 每公 斤树 脂混 合基 体价格 低 于每公斤树脂 价格 ， 见表 １ 详 。
性能很差 ， 很难满 足煤矿 井下这种 特定 的环境要求 。
阻燃 剂 是通过 若 干机理 来发挥 其 阻燃 作用 ， 如 吸热作 用 、 覆盖 作用 、 制链 反应 、 抑 不燃 气体 的 窒息 作用 等。多数阻燃剂是 通过若干机理共 同作用达到
阻燃 目的。
但复合材料本 身的性能优越 性体现在可 以通过 添加 助剂改变微 观结构 ， 而提高其 阻燃 、 电性 能 。 从 抗静 很 多玻璃 钢生 产厂 、 究单 位 已经开始 进行 这 研 方面的研究 ， 但经 常遇 到 阻燃 和抗静 电性能 不能 同 时满足要求 ， 添加 填 料后 ， 脂 基体粘 度 过高 ， 艺 树 工 性很差 ； 配方的经 济性 不佳 ， 成本 过高 ， 导致 产品 售
的可燃 气体 ， 隔断可燃 气体 与空气的接触 。 磷系阻燃剂在燃烧过程 中产生了磷酸酐或磷酸 ， 促使可燃物脱水炭化 ， 阻止或减少 可燃气体产生。
磷 酸酐 在 热解 时 还 形 成 了类 似玻 璃 状 的 熔 融 物， 它覆盖 在 可燃 物表 面 ， 使 其 氧化 生 成 二 氧 化 促 碳 ， 到阻燃 作用 。 起
型工艺 ， 按照设计方 案制备试验所需 管材 。
４． 性 能 测 试 ３
按照 Ｍ １１ ８ 煤 矿 井下 用 塑料 管 安 全性 能 Ｔ ８ —８《 检验规 范》 的规定 ， 测定 玻 璃钢 管 的阻燃 性 能 、 静 抗
电性 能 。Ｍ １１ ８ Ｔ ８ —８ 的规定要求 如下 ：
４３ １ 阻 燃 性 能要 求 ．．
Ｌ ｕ ｓ ｕ ｉＧ ｏｈ
．
（ ｈ ｉ ｈａｇＤ ｖｌｐ ｅ ｔ ｏｅＪ ｕｎＳ ｉ ｃ Ｓｉａ ｕｎ ｅｅ ｍ ｎ Ｚ ｎ ｉ ａ ｃｅ ｅ＆ Ｔｃ ｎｌｇ ｏ Ｌｄ ０ ０ １ ｊｚ ｏ ｙ ｎ ｅｈｏｏｙＣ ．ｔ，￣ ９ ）
Ａ Ｓ ＲＡ Ｔ Ｃ ｍｐ ｓ ｅ ａＩ ｅｍ ｄ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｅｉ ａ ｔｂ ｄ ｉｇ ｔ ａ ｅ ｒｔ ｄ ｎ ｎ ｔ —ｓ ｔ ｓａ ｅ ｔ ｎｏ ｔｅ Ｂ Ｔ Ｃ ｏ ｏｉ ｓｃ ｒｂ ａ ｅ ｆ ｍ ｎ ｔ ｉ ｒ ｓ ｎ ｙ ａ ｄ ｅ ｆ ｍ ｅ ｒａ ｔ ｄ ａ ｉ ｔ ｌ ａｃ ｓ ｔ ｎ ｈ ｌ ａ ａ ｎ ａ ｔ ｃ ｇ ｎ ｉｔ ｈ ｉ
６ 结
论
目前 已有煤 矿企 业开 始利用 该 配方进 行生 产 ，
管道 的阻燃 抗静 电性 能及弯 曲强度 均满足 Ｍ １ １ Ｔ８ — ８《 ８煤矿井下 用 塑料 管安 全性 能检 验 规范》 规定 ， 而 且工艺性 、 经济性很好 ， 适合工业 化大批量缠绕制 管
工艺 。该配方会 对玻璃钢生 产厂带来很好 的经济效 益和社会效 益 。
烧器 移走 后 ， 每组 ６条试 件 的火 星燃烧 时 间 的算 术 平均值 不得大于 ２ ｓ其 中任何一条 时间的火星续燃 ０，
时间不得大于 ６ ｓ ０。
的阻燃 、 抗静 电性 能 进 行 了 深入 研 究 ， 过 多次 试 通 验 ， 发出一种在 满 足标 准要求 的前提 下可 兼顾 配 开
方 的工 艺性 和经济性 的实用配方 。
２ 阻燃 机 理
２ １ 阻燃 方 法 ．
在氮系 阻燃剂 中 ， 的化合物和可燃 物作用 ， 氮 促
玻璃 钢管道 的阻燃 通常是通过在 树脂基体 中加
比， 到阻 燃 、 静 电的 目的。经 试验 ， 制的 管道 阻燃 和抗 静 电性 能满 足 Ｍ Ｉ１ ８《 矿井下 用 塑 料管 安 全性 能 达 抗 研 Ｔ ８ — ８煤 检验 规范 》 的要 求 。
关键 词 不 饱 和聚 酯树 脂 ； 燃 ； 静 电 阻 抗
Ｓｕ ｙ Ｏｌｔ ｅ Ｆ ｒ ｌ ｆＦ ａ ｉｔ ｎ ｅ＆ ＡＮ１ — Ｓ Ａ１ Ｃ ｆ ｒＦ Ｉ Ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｌｍｅ Ｒｓｓａ ｃ ｒ Ｉ Ｔ ｒ ｏ ＲＰ Ｐ Ｐ Ｉ
表 １ 阻燃 抗静 电管道 的价 格 表
４ １ 原 材 料 ．
基 体树脂 ： 采用通用 型不饱 和聚酯树 脂 （９ １６＃） 及引发 剂和促进剂 ； 增强材料 ： 采用 无碱 无捻 缠 绕纱 、 切毡 、 面 短 表 毡、 网格 布 ； 添加 剂： 阻燃剂 Ａ、 阻燃剂 Ｂ 抗静 电剂 Ｃ 、 。 ４ ２ 管道 的制备 ． 按照 配方 准确称 取 各种组 分材 料 ， 采用 缠绕 成
ｍａｒ ｆｕ ｓ ｔｒｔｄ ｐ ｌｅｔｒａ ｄ ｓｌ ｔ ｇｔｅｐ ｏ ｅ ｄ ｔｉｃ ｎ ｏｍｕａ ｔｘ ｏ ｎ ａｕａｅ ｏｙｓｅ ｎ ｅｅ ｉ ｒｐ ｒａ ｄ ｔ ｓ ａ ｄ ｆｒ ｌ． ｉ ｃ ｎ ｈ ｉｖ
Ｋ ＹＶ Ｅ Ｖ ＯＲＤ ｕ ｓｔｒｔ ｌ ｓ ｒ ｅｉ ； ａ ｅ ｅｉ ａ ｃ ： ｔ—ｓ ｔ ｓ Ｓ ｎ ａｕａ ｐ ｙ ｔ ｓ ｆ ｍ —ｒ ｓ ｎ ｅ ａ ｉ ｔ ｉ ｄ ｅ ｏ ｅ ｅ ｒ ｎｌ ｓｔ ｎ ａｃ
入 阻燃 剂来实现 。按使 用方法 的不 同可把阻燃 剂分
进交链成 炭 ， 降低 可燃 物 的 分解 温度 ， 生 不燃 气 产 体， 起到稀释 可燃 气体 的作用 。
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wenku.baidu.com１ ０
纤
维
复
合
材
料
２Ｏ 年 ０４
磷一 卤系阻燃 剂 、 磷一 氮 系阻燃 剂 主要 是 通过 磷一 卤 、 氮协 同效 应 达 到 阻燃 目的 ， 有 磷～ 磷一 具 卤、 磷一 氮的双重效应 ， 阻燃效 果 比较 好 。 经实验证 明 ， 二种 阻燃剂组合使用 ， 可达 到最佳
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第 ４ 期 ２Ｏ 年 ｌ 月 ０４ ２
纤
维
复
合
材
料
Ｆ【 ｌ 】ＥＲ Ｃ０Ⅳ瞪・ Ｓｎ ＥＳ 日 ０Ｉ
玻 璃 钢 管 道 阻燃 抗 静 电性 能 研 究
李 国树
（ 石家庄 开 发 区技源 科 技有 限公 司 ，￣ ９ ） ０ ￣０ １ 摘 要 在 以不 饱 和聚酯 树 脂 为基 体 的 复合 材 料 中加 入 阻 燃 剂 和 抗 静 电剂 ， 过 选 择 添 加 剂 的种 类 以 及合 理 配 通
基 团 ， 而提高材料 的抗 燃性 ， 到阻止材料 被引燃 从 起 和抑制火焰 传播 的 目的 。在 阻燃 剂类 型 中 ， 添加 型 阻燃剂 占主导地位 ， 用范 围 比较广 ， 占阻燃 剂的 使 约 ８％ ， ５ 反应 型阻燃 剂仅 占 １％。 ５
２． 阻 燃 剂 ２
道都 有很高 的阻燃 、 静 电要求 ， 抗 而玻 璃钢 材料 ， 由 于其组分属 于易燃 、 缘材 料 ， 以其 阻燃 、 静 电 绝 所 抗
的阻燃效果 。
４ ３ ２ 导 电性 能要 求 ．．
①给 、 排水用玻 璃钢管 ， 其管外壁表 面电阻值不
得 大 于 １０×１ Ｑ。 ．
② 正压 风用 玻璃钢 管 ， 其管 外壁 表 面 电阻值不
得 大 于 １０×１８ ． ０Ｑ。
３ 抗 静 电机 理
玻璃钢 管道 的抗静 电通常是通过在树脂 基体 中 添加抗静 电剂 ， 使制 品 具有 导 电性能 。常用 的抗 静 电剂包括 ： 墨 、 石 炭黑 、 乙炔黑等 ， 它们 的导电性能差 别很 大 ， 加 比例也有很 大区别 。 添
③ 喷浆 用玻 璃钢管 ， 其管外 壁 表面 电阻 值不得
大 于 １０×１ ． Ｑ。
④ 负压 风 、 抽放 瓦斯 用玻 璃钢 管 的表面 电阻不
得 大 于 １０Ｘ１６ ． ａＱ。
５ 实验结果及讨论
经检 测 ， 玻璃 钢管 道 的阻燃性 能 为离 火 自熄 即 试样离开火焰马 上 自熄 ； 抗静 电性 能 为管 内壁 表 其 面 电阻值 为 ３０×１３ 管 外壁 表面 电阻值 为 ４ ０ ． ０Ｑ， ．×
价无法在市场 上立足等许 多需 解决的难题 。 本公 司从 配 方设 计 、 型工 艺 等方面对 玻璃 钢 成
按 所 含阻燃元 素 可将 阻燃剂 分为 卤系阻燃 剂 、 磷 系阻燃 剂 、 系阻 燃剂 、 氮 磷一 卤系 阻燃 剂 、 磷一氮
系阻燃 剂等几类 。 卤系阻燃 剂在 热解 过程 中， 分解 出捕 获传递 燃 烧 自由基的 Ｘ 及 Ｉ Ｉ ・ － － Ｉ Ｉ 稀释可燃物裂解 时产生 Ｘ， Ｘ能
５２ 工艺性 ．
添加助 剂 后 ， 脂 混 合 基 体 的 粘 度 可 控 制 在 树 ４ ０ ７０ ｐ适合 缠绕工艺 。 Ｏ ～ ０ｃ，
①按 本规 范作 火焰燃 烧试 验 时 ， 当酒精 喷灯燃 烧 器移走后 ， 每组 ６条试 件 的火 焰燃 烧 时间 的算 术
平 均值不得大 于 ３ ， 中任何 一条 时间 的火焰 续 燃 ｓ其 时间不得 大于 １ｓ ０。 ②按 本 规范作 火焰 燃烧试 验 时 ， 当酒 精喷灯 燃
１ 前
言
为添加 型和反应 型 。添加 型阻燃 剂主要是通过 在可 燃物 中添加 阻燃剂 ， 以达 到发 挥 阻燃 目的。反应 型
阻燃剂则是 通过化学反应 在高分子材料 中引入阻燃
目前煤 矿井 下 的给水 和排 水用 管 、 煤矿 井下 正 压风 和喷浆用管 、 矿井 下 负压 风 和抽放 瓦斯 用 管 煤 广泛 使用钢管 ， 由于钢 管重量大 、 但 在地下环境 中耐 腐蚀性 较差 ， 以耐腐蚀性 优 良 、 所 轻质高强 的玻璃钢 管道应 当是钢 管的最 佳替代产 品。但煤矿井下用 管
１３ ０Ｑ。
大， 越容易分散 ， 所形 成 的导 电链 锁结 构越 强 ， 分散 后 的粒子 间隙越 小 ， 而导 电性能越好 ， 从 所添加 的 比
例也就越小 。
按照 Ｍ １１ ８ 标 准 中所 规定 的要求 ， Ｔ８ — ８ 管道 的
４ 实
验
阻燃 、 抗静 电性能达到规定要求 ， 可适用 于煤矿井下 环境 。 ５１ 经济性 ． 该配方 添 加助剂 后 ， 每公 斤树 脂混 合基 体价格 低 于每公斤树脂 价格 ， 见表 １ 详 。
性能很差 ， 很难满 足煤矿 井下这种 特定 的环境要求 。
阻燃 剂 是通过 若 干机理 来发挥 其 阻燃 作用 ， 如 吸热作 用 、 覆盖 作用 、 制链 反应 、 抑 不燃 气体 的 窒息 作用 等。多数阻燃剂是 通过若干机理共 同作用达到
阻燃 目的。
但复合材料本 身的性能优越 性体现在可 以通过 添加 助剂改变微 观结构 ， 而提高其 阻燃 、 电性 能 。 从 抗静 很 多玻璃 钢生 产厂 、 究单 位 已经开始 进行 这 研 方面的研究 ， 但经 常遇 到 阻燃 和抗静 电性能 不能 同 时满足要求 ， 添加 填 料后 ， 脂 基体粘 度 过高 ， 艺 树 工 性很差 ； 配方的经 济性 不佳 ， 成本 过高 ， 导致 产品 售
的可燃 气体 ， 隔断可燃 气体 与空气的接触 。 磷系阻燃剂在燃烧过程 中产生了磷酸酐或磷酸 ， 促使可燃物脱水炭化 ， 阻止或减少 可燃气体产生。
磷 酸酐 在 热解 时 还 形 成 了类 似玻 璃 状 的 熔 融 物， 它覆盖 在 可燃 物表 面 ， 使 其 氧化 生 成 二 氧 化 促 碳 ， 到阻燃 作用 。 起
型工艺 ， 按照设计方 案制备试验所需 管材 。
４． 性 能 测 试 ３
按照 Ｍ １１ ８ 煤 矿 井下 用 塑料 管 安 全性 能 Ｔ ８ —８《 检验规 范》 的规定 ， 测定 玻 璃钢 管 的阻燃 性 能 、 静 抗
电性 能 。Ｍ １１ ８ Ｔ ８ —８ 的规定要求 如下 ：
４３ １ 阻 燃 性 能要 求 ．．
Ｌ ｕ ｓ ｕ ｉＧ ｏｈ
．
（ ｈ ｉ ｈａｇＤ ｖｌｐ ｅ ｔ ｏｅＪ ｕｎＳ ｉ ｃ Ｓｉａ ｕｎ ｅｅ ｍ ｎ Ｚ ｎ ｉ ａ ｃｅ ｅ＆ Ｔｃ ｎｌｇ ｏ Ｌｄ ０ ０ １ ｊｚ ｏ ｙ ｎ ｅｈｏｏｙＣ ．ｔ，￣ ９ ）
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６ 结
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目前 已有煤 矿企 业开 始利用 该 配方进 行生 产 ，
管道 的阻燃 抗静 电性 能及弯 曲强度 均满足 Ｍ １ １ Ｔ８ — ８《 ８煤矿井下 用 塑料 管安 全性 能检 验 规范》 规定 ， 而 且工艺性 、 经济性很好 ， 适合工业 化大批量缠绕制 管
工艺 。该配方会 对玻璃钢生 产厂带来很好 的经济效 益和社会效 益 。
烧器 移走 后 ， 每组 ６条试 件 的火 星燃烧 时 间 的算 术 平均值 不得大于 ２ ｓ其 中任何一条 时间的火星续燃 ０，
时间不得大于 ６ ｓ ０。
的阻燃 、 抗静 电性 能 进 行 了 深入 研 究 ， 过 多次 试 通 验 ， 发出一种在 满 足标 准要求 的前提 下可 兼顾 配 开
方 的工 艺性 和经济性 的实用配方 。
２ 阻燃 机 理
２ １ 阻燃 方 法 ．
在氮系 阻燃剂 中 ， 的化合物和可燃 物作用 ， 氮 促
玻璃 钢管道 的阻燃 通常是通过在 树脂基体 中加
比， 到阻 燃 、 静 电的 目的。经 试验 ， 制的 管道 阻燃 和抗 静 电性 能满 足 Ｍ Ｉ１ ８《 矿井下 用 塑 料管 安 全性 能 达 抗 研 Ｔ ８ — ８煤 检验 规范 》 的要 求 。
关键 词 不 饱 和聚 酯树 脂 ； 燃 ； 静 电 阻 抗
Ｓｕ ｙ Ｏｌｔ ｅ Ｆ ｒ ｌ ｆＦ ａ ｉｔ ｎ ｅ＆ ＡＮ１ — Ｓ Ａ１ Ｃ ｆ ｒＦ Ｉ Ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｌｍｅ Ｒｓｓａ ｃ ｒ Ｉ Ｔ ｒ ｏ ＲＰ Ｐ Ｐ Ｉ
表 １ 阻燃 抗静 电管道 的价 格 表
４ １ 原 材 料 ．
基 体树脂 ： 采用通用 型不饱 和聚酯树 脂 （９ １６＃） 及引发 剂和促进剂 ； 增强材料 ： 采用 无碱 无捻 缠 绕纱 、 切毡 、 面 短 表 毡、 网格 布 ； 添加 剂： 阻燃剂 Ａ、 阻燃剂 Ｂ 抗静 电剂 Ｃ 、 。 ４ ２ 管道 的制备 ． 按照 配方 准确称 取 各种组 分材 料 ， 采用 缠绕 成
ｍａｒ ｆｕ ｓ ｔｒｔｄ ｐ ｌｅｔｒａ ｄ ｓｌ ｔ ｇｔｅｐ ｏ ｅ ｄ ｔｉｃ ｎ ｏｍｕａ ｔｘ ｏ ｎ ａｕａｅ ｏｙｓｅ ｎ ｅｅ ｉ ｒｐ ｒａ ｄ ｔ ｓ ａ ｄ ｆｒ ｌ． ｉ ｃ ｎ ｈ ｉｖ
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入 阻燃 剂来实现 。按使 用方法 的不 同可把阻燃 剂分
进交链成 炭 ， 降低 可燃 物 的 分解 温度 ， 生 不燃 气 产 体， 起到稀释 可燃 气体 的作用 。
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２Ｏ 年 ０４
磷一 卤系阻燃 剂 、 磷一 氮 系阻燃 剂 主要 是 通过 磷一 卤 、 氮协 同效 应 达 到 阻燃 目的 ， 有 磷～ 磷一 具 卤、 磷一 氮的双重效应 ， 阻燃效 果 比较 好 。 经实验证 明 ， 二种 阻燃剂组合使用 ， 可达 到最佳
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玻 璃 钢 管 道 阻燃 抗 静 电性 能 研 究
李 国树
（ 石家庄 开 发 区技源 科 技有 限公 司 ，￣ ９ ） ０ ￣０ １ 摘 要 在 以不 饱 和聚酯 树 脂 为基 体 的 复合 材 料 中加 入 阻 燃 剂 和 抗 静 电剂 ， 过 选 择 添 加 剂 的种 类 以 及合 理 配 通
基 团 ， 而提高材料 的抗 燃性 ， 到阻止材料 被引燃 从 起 和抑制火焰 传播 的 目的 。在 阻燃 剂类 型 中 ， 添加 型 阻燃剂 占主导地位 ， 用范 围 比较广 ， 占阻燃 剂的 使 约 ８％ ， ５ 反应 型阻燃 剂仅 占 １％。 ５
２． 阻 燃 剂 ２
道都 有很高 的阻燃 、 静 电要求 ， 抗 而玻 璃钢 材料 ， 由 于其组分属 于易燃 、 缘材 料 ， 以其 阻燃 、 静 电 绝 所 抗
的阻燃效果 。
４ ３ ２ 导 电性 能要 求 ．．
①给 、 排水用玻 璃钢管 ， 其管外壁表 面电阻值不
得 大 于 １０×１ Ｑ。 ．
② 正压 风用 玻璃钢 管 ， 其管 外壁 表 面 电阻值不
得 大 于 １０×１８ ． ０Ｑ。
３ 抗 静 电机 理
玻璃钢 管道 的抗静 电通常是通过在树脂 基体 中 添加抗静 电剂 ， 使制 品 具有 导 电性能 。常用 的抗 静 电剂包括 ： 墨 、 石 炭黑 、 乙炔黑等 ， 它们 的导电性能差 别很 大 ， 加 比例也有很 大区别 。 添