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我国玻璃钢拉挤工艺产品应用及现状
发布时间:2014-12-16 15:33:29

一、概述
   拉挤成型工艺是将浸透胶液的连续无捻粗纱、毡、带或布等增强材料,在牵引力的作用下,通过模具加热挤拉成型、固化,连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。
 
    2008 年,拉挤成型工艺用不饱和聚酯树脂消费量4 万吨,过氧化物消费量约为 600 吨。拉挤成型工艺是玻璃钢成型工艺中的一种特殊工艺,适于生产各种断面形状的玻璃钢型材, 如棒、管、实体型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材等。其优点是:
 1、生产过程连续进行,制品质量稳定,重复性好;
 2、增强材料含量可根据要求进行调整,产品强度高;
 3、能够调整制品的纵向强度和横向强度,满足不同的使用要求;
 4、能够生产截面形状复杂的制品,满足特殊场合使用的要求;
 5、制品具有良好的整体性,原材料的利用率高;
 6、设备的投资费用低。


二、拉挤工艺用原材料
1、树脂基体
  在拉挤工艺中,应用最多的是不饱和聚酯树脂,还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。
 (1)不饱和聚酯树脂
  用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。目前国内使用的较多的是邻苯型,因其价格较间苯型有优势,但质量因生产厂家不同差距较大,使用时要根据不同的产品慎重选择。
 (2)乙烯基树脂乙烯基树脂具有较好的综合性能,可提高耐化学性能和耐水解稳定性。
 (3)环氧树脂
  环氧树脂和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧,是优良绝缘材料。
 (4)酚醛树脂
  它是最早的一类热固性树脂。具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能,目前酚醛树脂已成功应用在拉挤成型工艺中。
2、增强材料
   拉挤工艺用的增强材料主要是玻璃纤维及其制品,如无捻粗纱、玻璃纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求,可用芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维及玄武岩纤维等。
(1)玻璃纤维
  用于拉挤工艺的玻璃纤维主要有无碱、中碱和高强玻璃纤维。
   玻璃纤维制品的品种有:
①无捻粗纱
  无捻粗纱有并股纱和直接纱,线密度为 1100 (1200)号到4400(4800 )号。要求:成带性好;退解性好;张力均匀;线密度均匀;浸透性好。
②玻璃纤维毡片
   短切毡要求:面积质量均匀;短切原丝、粘 c 结剂分布均匀;适中的干毡强度;优良浸透性。用于强度要求不太高的制品。
  连续毡增强效果较短切毡好。要求同上。
 表面毡起到表面修饰作用和耐酸性。
  缝合毡不含粘结剂,浸透性能好,价格较低。
  ③玻璃纤维缝编织物可以增加制品的抗张强度及抗弯强度;减轻制品的重量;制品表面平整光滑。
  ④组合玻璃纤维增强材料,可调整制品的横向和纵向强度。
(2)碳纤维
   多用于要求强度高、重量轻的制品,一般与乙烯基和环氧树脂配用。
3、辅助材料
 (1)引发剂
   引发剂的特性通常用活性氧含量、临界温度、半衰期来表示。
目前常用的引发剂有:
 MEKP(过氧化甲乙酮)
 TBPB (过氧化苯甲酸叔丁酯)/TRIGONOX C
 BPO (过氧化苯甲酰)PERKADOX CH-50,PERKADOX CH-50X,PERKADOX CH-50L
 TBPO (过氧化异辛酸叔丁酯)/TRIGONOX 21S
 BPPD(过氧化二碳酸二苯氧乙基酯)
 PERKADOX 16[过氧化二碳酸双(4—叔丁基环已酯]
   实际应用中很少有用单组分的,通常都是双组分或三组分按不同的临界温度搭配使用。
 (2)环氧树脂固化剂
   常用的有酸酐类、叔胺、咪唑类固化剂。
 (3)着色剂
   拉挤中的着色剂一般以颜料糊的形式出现。
(4)填料
   填料可以降低制品的收缩率,提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等;有效的调节树脂粘度;可满足不同性能要求,提高耐磨性、改善导电性及导热性等,大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度,但不能提高拉伸强度;可提高颜料的着色效果;某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性;可降低成本。
  选择填料的粒度最好要有个梯度,以达到最佳,的使用效果。现在也有对填料进行表面处理来加大用量。
(5)脱模剂
   脱模剂具有极低的表面自由能,能均匀浸湿模具表面,达到脱模效果。优良的脱模效果是保证拉挤成型工艺顺利进行的主要条件。
   早期的拉挤成型工艺是用外脱模剂,常用的有硅油等。但用量很大且制品表面质量不理想,现已采用内脱模剂。
   内脱模剂是将其直接加入到树脂中,在一定加工温度条件下,从树脂基体渗出扩散到固化制品表面,在模具和制品之间形成一层隔离膜,起到脱模作用。
   内脱模剂一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸盐类、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸锌的脱模效果较好。在拉挤生产中,人们通常更愿意使用在常温下为液体状的内脱模剂。目前市售的内脱模剂多为伯胺、仲胺和有机磷酸酯与酯肪酸的共聚体的混合物。
(6)其它
  在拉挤生产中还须根据制品的特殊要求和工艺需要添加一些其它辅助材料,大致有:
  偶联剂——可以增加增强材料与树脂之间粘合强度,提高玻璃钢的性能,改善界面状态,有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。常用的有硅烷偶联剂。
  阻聚剂——在夏天的生产中胶料常会发生自聚,可以适当添加,以延长适用期。常用的阻聚剂有:a- 甲基苯乙烯、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚。
  增韧剂——具有降低玻璃钢脆性和提高玻璃钢抗冲击性能。常用的增韧剂有苯乙烯类、聚烯烃类和苯二甲酸酯类。一般用于环氧树脂的拉挤生产中。
  稀释剂——可以降低树脂粘度,改善树脂对增强材料、填料等的浸润性;控制固化时的反应热;延长树脂固化体系的适用期;填料用量增加,降低成本。不饱和聚酯用的稀释剂主要是苯乙烯、a- 甲基苯乙烯、甲基丙烯酸单体等。酚醛树脂用稀释剂主要是酒精、丙酮等溶剂。环氧树脂用稀释剂有邻苯二甲酸二丁酯、含有环氧基团的低分子化合物等。
  抗氧剂——能抑制或减缓高分子材料自动氧化反应速度。主要有二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺、醛胺、单酚、烷基化多酚及硫代双酚等。
   光稳定剂——能够抑制或减弱光降解作用,提高聚合物和复合材料耐光性能的物质,由于大多数光稳定剂都吸收紫外光,所以习惯上把这类物质称为紫外线吸收剂。主要有水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类及有机镍络合物等。
  热稳定剂——能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联,延长玻璃钢使用寿命。常用的有盐基类、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂。
   阻燃剂——能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插。最常用的和最重要的是阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。

 

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