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GRP Pultrusion 玻璃鋼拉擠工藝(一)

時間：2022-11-03 09:03:41 瀏覽量：

拉擠玻璃鋼技術的開發與應用
1．概況
拉擠玻璃鋼成型工藝，早在1948年就有人研究，1951年首先在美國注冊，取得專利。60年代發展緩慢，70-80年代進入快速發展階段。
我國拉擠玻璃鋼成型工藝的研究起步不算晚。1968年北京二五一廠以拉擠法生產了玻璃鋼管，1974年拉制出了槽形玻璃鋼型材，1982年拉制出體操器材雙杠、高低杠的橫杠；并試制成功以酚醛樹脂為基體的電機槽楔。70年代武漢工業大學以拉擠法生產了小直徑園截面拉桿與天線。以上產品都是采用國產樹脂和玻璃纖維原料，自己摸索的工藝技術與裝備研究開發的拉擠技術。
自1985年以來，從國外引進拉擠成型玻璃鋼生產線30多條，有關單位還結合生產實際，消化吸收國外技術自行設計、加工生產線70條，全國拉擠玻璃鋼成型總生產能力近3萬余噸。90年代初，石油天然氣總公司湖北沙市鋼管廠與秦皇島耀華玻璃鋼廠分別以引進技術與自行研制相結合，開發生產石油開采抽油桿，受到石油部門的認可，已用于實際生產。90年代，我國拉擠玻璃鋼業迎來了第一個春天，大小拉擠廠紛紛建立，開始研制用拉擠法生產玻璃鋼門窗型材。經過近十年的刻苦研究，我國玻璃鋼門窗技術已進入成熟階段。經《國家建筑工程質量監督檢驗中心》和《國家建筑工程質量監督檢驗中心》分別對玻璃鋼型材和窗戶的檢測結果均達到了國家門窗標準。
2．拉擠玻璃鋼成型工藝
2．1原材料
拉擠是一種生產玻璃鋼線性型材的工藝，它所使用的原材料是不飽和聚酯樹脂和連續玻璃纖維無捻粗紗及氈片，它所生產的高性能復合材料適合各種行業的使用。
2．1．1樹脂
拉擠成型玻璃鋼主要采用不飽和聚酯樹脂，約占拉擠成型工藝樹脂用量的90%以上，另外還有環氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。
隨著我國對不飽和聚酯樹脂拉擠成型工藝的深入研究，人們對不飽和聚酯樹脂拉擠成型固化系統提出了越來越高的要求，如：提高拉擠成型的速度以提高生產效率，提高樹脂體系的固化度以提高產品的強度，所以國內各大樹脂企業研制適合拉擠專用樹脂和固化體系來滿足國內市場需求。近年來，由于酚醛樹脂具有防火性能等優點，現在國外開發出適合拉擠成型玻璃鋼用的酚醛樹脂，稱第二代酚醛樹脂，已推廣使用。除熱固性樹脂外，根據需要也選用熱塑性樹脂。
2．1．2增強材料
拉擠工藝用的增強材料，主要是玻璃纖維及其制品，如無捻粗紗、連續纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可以選用芳綸纖維、碳纖維及金屬纖維等。不論是哪種纖維，用于拉擠工藝時，其表面都必須經過處理，使之與樹脂基體能很好的粘接。
2．1．3輔助材料
拉擠玻璃鋼的輔助材料主要有內脫模劑和粉末填料等。
2．2拉擠玻璃鋼工藝模具設計的重要性
在玻璃鋼型材的拉擠成型過程中，模具是各種工藝參數作用的交匯點，是拉擠工藝的核心之一。與已經相當成熟的塑料擠拉成型相比，拉擠成型與其有相似之處，但塑料擠拉成型僅是?物理變化過程，而拉擠成型還伴隨著動態的化學反應。模具的工況較塑料擠拉成型要復雜得多，所以拉擠模具的設計和制造具有十分重要的意義，它不僅關系著拉擠工藝的成敗，決定著拉擠制品的質量，同時也影響拉擠模具的使用壽命。拉擠成型玻璃鋼工藝，一般由預成型模和成型模兩部分組成。（1）預成型模具在拉擠成型過程中，增強材料浸漬樹脂后（或被浸漬的同時），在進入成型模具前必須經過由一組導紗元件組成的預成型模具，預成型模的作用是將浸膠后的增強材料按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型?？匦螤詈统叽绲念A成型體，然后進入成模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。（2）成型模具成型模具截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于10，以保證模具有足夠的強度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩定。拉擠模具長度是根據成型過程中牽引速度和樹脂凝固速度決定，以保證制品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要求光潔，耐磨，借以減少拉擠成型的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。
2．2．1模具的選擇
對于拉擠模具，模具材料的選擇直接影響著模具的性能，特別是拉擠窗框型材，由于窗框型材市場前景廣闊，需求量大，這就要求模具本身的使用壽命要特別長，因此對模具材料的選擇要求具備以下性能：
（1）較高的強度，耐疲勞性和耐磨性；
（2）較高的耐熱性和較小的熱變形性；
（3）良好的耐腐蝕性；
（4）良好的切削性和表面拋光性能；
（5）受熱變形小，尺寸穩定性好。
2．3．拉擠玻璃鋼工藝流程簡述
把無捻粗紗紗團裝在紗架上，開卷的紗束通過一系列導向輥和集束柵板、集紗輥后，進入樹脂浸漬膠槽浸透樹脂。然后紗束通過預成型模，該模是根據制品所要求的斷面形狀而配置的導向裝置。在該模中排出多余的樹脂和氣泡之后進入冷模。冷模中用冷卻水冷卻，使樹脂粘度增大，減少流失，最后進入成型模，使纖維增強材料和樹脂在模中成型固化，再由牽引裝置拉出，通過切割裝置切成所需長度的制品。
2．4．拉擠成型玻璃鋼制品的特點
（1）強度高拉擠型材的拉伸強度為150～300MPa，彎曲強度達200～300MPa，經1000h人工加速老化后的彎曲強度保留率可達78%。
（2）變形率低玻璃鋼拉擠型材經1000h人工加速老化后長度變化為+0.03%，寬度變化率為-0.07%。因此用該拉擠型材制做制品的幾何形狀及尺寸可保持長期穩定。
（3）熱變形溫度高拉擠型材的熱變形溫度為186℃，高溫下不軟化，-60℃不變脆，保證了各種環境溫度下的正常使用。
（4）吸水率低普通玻璃鋼制品的吸水率小于0.5%，而拉擠型材的吸水率僅為0.257%，適合潮濕環境下使用。
（5）保溫隔熱系數低拉擠型材的傳熱系數與硬質PVC接近，用其制成的單框雙玻保溫窗的保溫隔熱系數僅為2.69W/（m2?K），而用鋼、鋁材制做的同型窗的保溫隔熱系數高達4.0W/（m2?K），表明玻璃鋼門窗的節能性是很明顯的。
（6）耐腐蝕性強拉擠型材經3%HCI水溶液浸泡24h，其硬度保留率為95%；經3%NaCl水溶液浸泡24h，其硬度保留率為89%。因此用玻璃鋼拉擠型材制做的門窗不僅適用于一般民宅、賓館、飯店，而且更適用于沿海地區和腐蝕性作業環境的工業廠房使用。
（7）適應環境要求加工拉擠型材采用的生產工藝具有低噪聲、高效率、耗電低、污染性小等特點，符合國家有關環境要求。
3．拉擠玻璃鋼制品的應用（續）

文章來源：復材邦

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