GRP Pultrusion 玻璃钢拉挤工艺(一)
2022-11-03 09:03:41
拉挤玻璃钢技术的开发与应用
1．概况
拉挤玻璃钢成型工艺，早在1948年就有人研究，1951年首先在美国注册，取得专利。60年代发展缓慢，70-80年代进入快速发展阶段。
我国拉挤玻璃钢成型工艺的研究起步不算晚。1968年北京二五一厂以拉挤法生产了玻璃钢管，1974年拉制出了槽形玻璃钢型材，1982年拉制出体操器材双杠、高低杠的横杠；并试制成功以酚醛树脂为基体的电机槽楔。70年代武汉工业大学以拉挤法生产了小直径园截面拉杆与天线。以上产品都是采用国产树脂和玻璃纤维原料，自己摸索的工艺技术与装备研究开发的拉挤技术。
自1985年以来，从国外引进拉挤成型玻璃钢生产线30多条，有关单位还结合生产实际，消化吸收国外技术自行设计、加工生产线70条，全国拉挤玻璃钢成型总生产能力近3万余吨。90年代初，石油天然气总公司湖北沙市钢管厂与秦皇岛耀华玻璃钢厂分别以引进技术与自行研制相结合，开发生产石油开采抽油杆，受到石油部门的认可，已用于实际生产。90年代，我国拉挤玻璃钢业迎来了第一个春天，大小拉挤厂纷纷建立，开始研制用拉挤法生产玻璃钢门窗型材。经过近十年的刻苦研究，我国玻璃钢门窗技术已进入成熟阶段。经《国家建筑工程质量监督检验中心》和《国家建筑工程质量监督检验中心》分别对玻璃钢型材和窗户的检测结果均达到了国家门窗标准。
2． 拉挤玻璃钢成型工艺
2．1原材料
拉挤是一种生产玻璃钢线性型材的工艺，它所使用的原材料是不饱和聚酯树脂和连续玻璃纤维无捻粗纱及毡片，它所生产的高性能复合材料适合各种行业的使用。
2．1．1树脂
拉挤成型玻璃钢主要采用不饱和聚酯树脂，约占拉挤成型工艺树脂用量的90%以上，另外还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。
随着我国对不饱和聚酯树脂拉挤成型工艺的深入研究，人们对不饱和聚酯树脂拉挤成型固化系统提出了越来越高的要求，如：提高拉挤成型的速度以提高生产效率，提高树脂体系的固化度以提高产品的强度，所以国内各大树脂企业研制适合拉挤专用树脂和固化体系来满足国内市场需求。近年来，由于酚醛树脂具有防火性能等优点，现在国外开发出适合拉挤成型玻璃钢用的酚醛树脂，称第二代酚醛树脂，已推广使用。除热固性树脂外，根据需要也选用热塑性树脂。
2．1．2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、连续纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求，可以选用芳纶纤维、碳纤维及金属纤维等。不论是哪种纤维，用于拉挤工艺时，其表面都必须经过处理，使之与树脂基体能很好的粘接。
2．1．3辅助材料
拉挤玻璃钢的辅助材料主要有内脱模剂和粉末填料等。
2．2拉挤玻璃钢工艺模具设计的重要性
在玻璃钢型材的拉挤成型过程中，模具是各种工艺参数作用的交汇点，是拉挤工艺的核心之一。与已经相当成熟的塑料挤拉成型相比，拉挤成型与其有相似之处，但塑料挤拉成型仅是?物理变化过程，而拉挤成型还伴随着动态的化学反应。模具的工况较塑料挤拉成型要复杂得多，所以拉挤模具的设计和制造具有十分重要的意义，它不仅关系着拉挤工艺的成败，决定着拉挤制品的质量，同时也影响拉挤模具的使用寿命。拉挤成型玻璃钢工艺，一般由预成型模和成型模两部分组成。（1）预成型模具 在拉挤成型过程中，增强材料浸渍树脂后（或被浸渍的同时），在进入成型模具前必须经过由一组导纱元件组成的预成型模具，预成型模的作用是将浸胶后的增强材料按照型材断面配置形式，逐步形成近似成型模控形状和尺寸的预成型体，然后进入成模，这样可以保证制品断面含纱量均匀。（2）成型模具 成型模具截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于10，以保证模具有足够的强度和刚度，加热后热量分布均匀和稳定。拉挤模具长度是根据成型过程中牵引速度和树脂凝固速度决定，以保证制品拉出时达到脱模固化程度。一般采用钢镀铬，模腔表面要求光洁，耐磨，借以减少拉挤成型的摩擦阻力和提高模具的使用寿命。
2．2．1模具的选择
对于拉挤模具，模具材料的选择直接影响着模具的性能，特别是拉挤窗框型材，由于窗框型材市场前景广阔，需求量大，这就要求模具本身的使用寿命要特别长，因此对模具材料的选择要求具备以下性能：
（1）较高的强度，耐疲劳性和耐磨性；
（2）较高的耐热性和较小的热变形性；
（3）良好的耐腐蚀性；
（4）良好的切削性和表面抛光性能；
（5）受热变形小，尺寸稳定性好。
2．3．拉挤玻璃钢工艺流程简述
把无捻粗纱纱团装在纱架上，开卷的纱束通过一系列导向辊和集束栅板、集纱辊后，进入树脂浸渍胶槽浸透树脂。然后纱束通过预成型模，该模是根据制品所要求的断面形状而配置的导向装置。在该模中排出多余的树脂和气泡之后进入冷模。冷模中用冷却水冷却，使树脂粘度增大，减少流失，最后进入成型模，使纤维增强材料和树脂在模中成型固化，再由牵引装置拉出，通过切割装置切成所需长度的制品。
2．4．拉挤成型玻璃钢制品的特点
（1）强度高 拉挤型材的拉伸强度为150～300MPa，弯曲强度达200～300MPa，经1000h人工加速老化后的弯曲强度保留率可达78%。
（2）变形率低 玻璃钢拉挤型材经1000h人工加速老化后长度变化为+0.03%，宽度变化率为-0.07%。因此用该拉挤型材制做制品的几何形状及尺寸可保持长期稳定。
（3）热变形温度高 拉挤型材的热变形温度为186℃，高温下不软化，-60℃不变脆，保证了各种环境温度下的正常使用。
（4）吸水率低 普通玻璃钢制品的吸水率小于0.5%，而拉挤型材的吸水率仅为0.257%，适合潮湿环境下使用。
（5）保温隔热系数低 拉挤型材的传热系数与硬质PVC接近，用其制成的单框双玻保温窗的保温隔热系数仅为2.69W/（m2?K），而用钢、铝材制做的同型窗的保温隔热系数高达4.0W/（m2?K），表明玻璃钢门窗的节能性是很明显的。
（6）耐腐蚀性强 拉挤型材经3%HCI水溶液浸泡24h，其硬度保留率为95%；经3%NaCl水溶液浸泡24h，其硬度保留率为89%。因此用玻璃钢拉挤型材制做的门窗不仅适用于一般民宅、宾馆、饭店，而且更适用于沿海地区和腐蚀性作业环境的工业厂房使用。
（7）适应环境要求 加工拉挤型材采用的生产工艺具有低噪声、高效率、耗电低、污染性小等特点，符合国家有关环境要求。
3．拉挤玻璃钢制品的应用（续）
文章来源：复材邦
1．概况
拉挤玻璃钢成型工艺，早在1948年就有人研究，1951年首先在美国注册，取得专利。60年代发展缓慢，70-80年代进入快速发展阶段。
我国拉挤玻璃钢成型工艺的研究起步不算晚。1968年北京二五一厂以拉挤法生产了玻璃钢管，1974年拉制出了槽形玻璃钢型材，1982年拉制出体操器材双杠、高低杠的横杠；并试制成功以酚醛树脂为基体的电机槽楔。70年代武汉工业大学以拉挤法生产了小直径园截面拉杆与天线。以上产品都是采用国产树脂和玻璃纤维原料，自己摸索的工艺技术与装备研究开发的拉挤技术。
自1985年以来，从国外引进拉挤成型玻璃钢生产线30多条，有关单位还结合生产实际，消化吸收国外技术自行设计、加工生产线70条，全国拉挤玻璃钢成型总生产能力近3万余吨。90年代初，石油天然气总公司湖北沙市钢管厂与秦皇岛耀华玻璃钢厂分别以引进技术与自行研制相结合，开发生产石油开采抽油杆，受到石油部门的认可，已用于实际生产。90年代，我国拉挤玻璃钢业迎来了第一个春天，大小拉挤厂纷纷建立，开始研制用拉挤法生产玻璃钢门窗型材。经过近十年的刻苦研究，我国玻璃钢门窗技术已进入成熟阶段。经《国家建筑工程质量监督检验中心》和《国家建筑工程质量监督检验中心》分别对玻璃钢型材和窗户的检测结果均达到了国家门窗标准。
2． 拉挤玻璃钢成型工艺
2．1原材料
拉挤是一种生产玻璃钢线性型材的工艺，它所使用的原材料是不饱和聚酯树脂和连续玻璃纤维无捻粗纱及毡片，它所生产的高性能复合材料适合各种行业的使用。
2．1．1树脂
拉挤成型玻璃钢主要采用不饱和聚酯树脂，约占拉挤成型工艺树脂用量的90%以上，另外还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。
随着我国对不饱和聚酯树脂拉挤成型工艺的深入研究，人们对不饱和聚酯树脂拉挤成型固化系统提出了越来越高的要求，如：提高拉挤成型的速度以提高生产效率，提高树脂体系的固化度以提高产品的强度，所以国内各大树脂企业研制适合拉挤专用树脂和固化体系来满足国内市场需求。近年来，由于酚醛树脂具有防火性能等优点，现在国外开发出适合拉挤成型玻璃钢用的酚醛树脂，称第二代酚醛树脂，已推广使用。除热固性树脂外，根据需要也选用热塑性树脂。
2．1．2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、连续纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求，可以选用芳纶纤维、碳纤维及金属纤维等。不论是哪种纤维，用于拉挤工艺时，其表面都必须经过处理，使之与树脂基体能很好的粘接。
2．1．3辅助材料
拉挤玻璃钢的辅助材料主要有内脱模剂和粉末填料等。
2．2拉挤玻璃钢工艺模具设计的重要性
在玻璃钢型材的拉挤成型过程中，模具是各种工艺参数作用的交汇点，是拉挤工艺的核心之一。与已经相当成熟的塑料挤拉成型相比，拉挤成型与其有相似之处，但塑料挤拉成型仅是?物理变化过程，而拉挤成型还伴随着动态的化学反应。模具的工况较塑料挤拉成型要复杂得多，所以拉挤模具的设计和制造具有十分重要的意义，它不仅关系着拉挤工艺的成败，决定着拉挤制品的质量，同时也影响拉挤模具的使用寿命。拉挤成型玻璃钢工艺，一般由预成型模和成型模两部分组成。（1）预成型模具 在拉挤成型过程中，增强材料浸渍树脂后（或被浸渍的同时），在进入成型模具前必须经过由一组导纱元件组成的预成型模具，预成型模的作用是将浸胶后的增强材料按照型材断面配置形式，逐步形成近似成型模控形状和尺寸的预成型体，然后进入成模，这样可以保证制品断面含纱量均匀。（2）成型模具 成型模具截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于10，以保证模具有足够的强度和刚度，加热后热量分布均匀和稳定。拉挤模具长度是根据成型过程中牵引速度和树脂凝固速度决定，以保证制品拉出时达到脱模固化程度。一般采用钢镀铬，模腔表面要求光洁，耐磨，借以减少拉挤成型的摩擦阻力和提高模具的使用寿命。
2．2．1模具的选择
对于拉挤模具，模具材料的选择直接影响着模具的性能，特别是拉挤窗框型材，由于窗框型材市场前景广阔，需求量大，这就要求模具本身的使用寿命要特别长，因此对模具材料的选择要求具备以下性能：
（1）较高的强度，耐疲劳性和耐磨性；
（2）较高的耐热性和较小的热变形性；
（3）良好的耐腐蚀性；
（4）良好的切削性和表面抛光性能；
（5）受热变形小，尺寸稳定性好。
2．3．拉挤玻璃钢工艺流程简述
把无捻粗纱纱团装在纱架上，开卷的纱束通过一系列导向辊和集束栅板、集纱辊后，进入树脂浸渍胶槽浸透树脂。然后纱束通过预成型模，该模是根据制品所要求的断面形状而配置的导向装置。在该模中排出多余的树脂和气泡之后进入冷模。冷模中用冷却水冷却，使树脂粘度增大，减少流失，最后进入成型模，使纤维增强材料和树脂在模中成型固化，再由牵引装置拉出，通过切割装置切成所需长度的制品。
2．4．拉挤成型玻璃钢制品的特点
（1）强度高 拉挤型材的拉伸强度为150～300MPa，弯曲强度达200～300MPa，经1000h人工加速老化后的弯曲强度保留率可达78%。
（2）变形率低 玻璃钢拉挤型材经1000h人工加速老化后长度变化为+0.03%，宽度变化率为-0.07%。因此用该拉挤型材制做制品的几何形状及尺寸可保持长期稳定。
（3）热变形温度高 拉挤型材的热变形温度为186℃，高温下不软化，-60℃不变脆，保证了各种环境温度下的正常使用。
（4）吸水率低 普通玻璃钢制品的吸水率小于0.5%，而拉挤型材的吸水率仅为0.257%，适合潮湿环境下使用。
（5）保温隔热系数低 拉挤型材的传热系数与硬质PVC接近，用其制成的单框双玻保温窗的保温隔热系数仅为2.69W/（m2?K），而用钢、铝材制做的同型窗的保温隔热系数高达4.0W/（m2?K），表明玻璃钢门窗的节能性是很明显的。
（6）耐腐蚀性强 拉挤型材经3%HCI水溶液浸泡24h，其硬度保留率为95%；经3%NaCl水溶液浸泡24h，其硬度保留率为89%。因此用玻璃钢拉挤型材制做的门窗不仅适用于一般民宅、宾馆、饭店，而且更适用于沿海地区和腐蚀性作业环境的工业厂房使用。
（7）适应环境要求 加工拉挤型材采用的生产工艺具有低噪声、高效率、耗电低、污染性小等特点，符合国家有关环境要求。
3．拉挤玻璃钢制品的应用（续）
文章来源：复材邦
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