拉擠成型聚氨酯復合材料異型材主要應用領域;建筑節能門窗和防火門窗,地鐵隔斷屏蔽門,光伏邊框和支架,通訊電力支架,梯具,金具,橫擔等。
一、對生產環境要求
由于雙組份聚氨酯樹脂反應活性高,樹脂使用期短并放熱,同時異氰酸酯與空氣和原材料中的水份會發生反應, 產生發泡影響產品強度和表面質量, 纖維的微裂紋也會吸水,所以濕度對聚氨酯樹脂的反應影響非常大。 而且環境溫度的變化對樹脂凝膠時間影響也非常大,溫度高凝膠時間短,溫度低凝膠時間長,同時也會造成樹脂粘度變化,影響配料精度。基于聚氨酯樹脂反應的特性,為保證聚氨酯復合材料產品的成型和產品性能指標,生產車間和原料存放必須設有除濕機,降低環境空氣濕度,降低原料的含水量。
二、 產品的設計原則和原料選擇及配方
復合材料其實是一種結構,同時具備可設計性強特點,所以復合材料產品是設計出來。產品的設計應根據產品的使用工況和用戶要求以及國家相關政策市場需求,進行產品的截面設計,纖維的選擇及分布,樹脂的選擇及配方,同時還要考慮成型工藝可行性,以保證生產的連續性和產品的成品率。 由于拉擠工藝的特
點樹脂含量低,所以耐候性和防滲水性差,同時纖維以縱向分布為主,所以橫向和環向強度低,易開裂,因此在產品設計中要考慮增加纖維織物及橫向環向分布。
原材料選擇及配方;應根據產品的性能要求和成本選擇纖維品種和織物,盡量采用適用聚氨酯樹脂的浸潤劑配方的纖維紗,改善復合材料的界面,嚴格控制纖維紗的含水率指標。對于纖維織物的厚度均勻性和裁剪尺寸要有嚴格的要求。對于聚氨酯樹脂的選擇和配方,應根據產品的性能要求和使用工況進行,配方要綜合考慮產品力學性能,耐腐蝕,耐候,阻燃,脫模劑,界面,水分,拉擠工藝,成本等因素,同時還要考慮各種添加原料助劑的相容性,減少配方中原料分層,保證各組分在使用中是混合均勻的。
三、 產品的工藝預成型設計
預成型的作用是梳理纖維及織物,同時也有對纖維和織物定位功能。對于拉擠型材產品,因纖維及織物含膠量的不同,樹脂的收縮會造成產品的變形。所以預成型設計及分紗板的加工非常重要,預成型設計要科學合理,分紗板的加工要滿足設計的尺寸精度,應保證產品的每個位置纖維分布均勻,纖維及織物定位準確,減少產品變形的變化,這樣才能保證產品的尺寸公差滿足要求。
四、 對拉擠成型工藝設備及模具的要求
對拉擠設備的要求:因聚氨酯樹脂粘接強度高,含紗量高, 所以拉擠設備與拉擠環氧樹脂條件相同,應保證足夠的牽引力和夾緊力(不卸壓)。
對模具的要求:模具長度 900mm-1000mm,模具材料采用熱作模具鋼,模具內尺寸直線度,平面度,垂直度等行為公差,滿足設計要求,模具的工作面光潔度按環氧樹脂體系要求加工。
注膠模盒的設計應考慮不得有存料死點, 下設排料口, 上設壓力顯示, 增加水循環冷卻裝置。
成型技術需采用注膠工藝,注膠設備原料罐應保證一定容積,配比準確,混合均勻,對于多線生產,可采用集中供料,每條線配備無原料罐注膠機。
五、 產品的直線度及調整
對于不對稱異型材產品,因型材截面不對稱, 樹脂的收縮會造成產品發生彎曲變形。 拉擠型材的變形原理是, 型材從模具出口是有溫度, 如果與夾持裝置產生角度及產品重力,就會造成型材的彎曲變形。因此可以利用拉擠成型型材變形的原理,對型材進行調整控制,通過反向實施限制型材方向,即可解決產品的彎曲變形問題,保證產品的直線度。可采用可調整模具架進行調整,也可在拉擠生產線模具與夾持裝置之間增加調整限位架進行調整。
六、 產品的切割與組裝
產品的切割應選擇專用切割設備,同時要增加環保吸塵設備,保證產品切割尺寸精度,減少切割粉塵對人體的傷害。產品的組裝應選擇專用組裝設備,組裝工藝要采用鋁合金與塑鋼門窗相結合的組裝工藝,同時要增加環保吸塵設備和個人防護,減少粉塵對人體的傷害。
七、 產品的耐候性及解決辦法
國家早已成立玻璃鋼老化組,做了十五年的老化試驗,明確了在配方中加入紫外線吸收劑,增加富樹脂層,表面噴涂耐候性涂料和氟薄膜涂層等方法,用來提高玻璃鋼產品耐候性和使用壽命。
目前聚氨酯樹脂配方選擇的是芳香族聚氨酯,所以耐候性滿足不了產品長期使用要求,為提高產品耐候性,除了樹脂配方中要加入紫外線吸收劑,顏料糊也要選擇耐候性好的材料,然后對型材表面在線打磨砂光, 再涂覆耐候性涂料來解決耐候性問題。也可選擇脂肪族聚氨酯樹脂體系,提高產品的耐候性和使用年限,但會增加產品成本和價格。對于耐鹽霧腐蝕應該按環氧乙烯基樹脂一樣,進行耐腐蝕試驗,進一步完善聚氨酯配方,保證產品的耐腐蝕性能。
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