一、概述
拉擠成型工藝是將浸透膠液的連續(xù)無捻粗紗、氈、帶或布等增強材料,在牽引力的作用下,通過模具加熱擠拉成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長度不限的玻璃鋼型材。
拉擠成型工藝是玻璃鋼成型工藝中的一種特殊工藝,適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材,如棒、管、實體型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材等。
其優(yōu)點是:
1、生產(chǎn)過程連續(xù)進行,制品質(zhì)量穩(wěn)定,重復性好;
2、增強材料含量可根據(jù)要求進行調(diào)整,產(chǎn)品強度高;
3、能夠調(diào)整制品的縱向強度和橫向強度,滿足不同的使用要求;
4、能夠生產(chǎn)截面形狀復雜的制品,滿足特殊場合使用的要求;
5、制品具有良好的整體性,原材料的利用率高;
6、設(shè)備的投資費用低。
二、拉擠工藝用原材料
1、樹脂基體
在拉擠工藝中,應用最多的是不飽和聚酯樹脂,還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂、熱塑性樹脂、聚氨酯樹脂等。
(1)不飽和聚酯樹脂:用作拉擠的基本上是鄰苯和間苯型。間苯型樹脂有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能。目前國內(nèi)使用的較多的是鄰苯型,因其價格較間苯型有優(yōu)勢,但質(zhì)量因生產(chǎn)廠家不同差距較大,使用時要根據(jù)不同的產(chǎn)品慎重選擇。
(2)乙烯基樹脂:乙烯基樹脂具有較好的綜合性能,可提高耐化學性能和耐水解穩(wěn)定性。
(3)環(huán)氧樹脂:環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,具有優(yōu)良的力學性能、高介電性能、耐表面漏電、耐電弧,是優(yōu)良絕緣材料。
(4)酚醛樹脂:它是最早的一類熱固性樹脂。具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能,目前酚醛樹脂已成功應用在拉擠成型工藝中。
(5)熱塑性樹脂的優(yōu)點是加工成型簡便,具有較高的機械能。缺點是耐熱性和剛性較差。
(6)聚氨酯拉擠樹脂一般具有低粘度、中度至高度反應性、良好的沖擊強度和韌性以及良好的短梁剪切性能。
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、玻璃纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求,可用芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維等。
(1)玻璃纖維
用于拉擠工藝的玻璃纖維主要有無堿、中堿和高強玻璃纖維。 玻璃纖維制品的品種有: ①無捻粗紗 無捻粗紗有并股紗和直接紗,線密度為1100(1200)號到4400(4800)號。要求:成帶性好;退解性好;張力均勻;線密度均勻;浸透性好。 ②玻璃纖維氈片 短切氈要求:面積質(zhì)量均勻;短切原絲、粘c結(jié)劑分布均勻;適中的干氈強度;優(yōu)良浸透性。用于強度要求不太高的制品。 連續(xù)氈增強效果較短切氈好。要求同上。表面氈起到表面修飾作用和耐酸性??p合氈不含粘結(jié)劑,浸透性能好,價格較低。 ③玻璃纖維縫編織物可以增加制品的抗張強度及抗彎強度;減輕制品的重量;制品表面平整光滑。 ④組合玻璃纖維增強材料,可調(diào)整制品的橫向和縱向強度。
(2)碳纖維
多用于要求強度高、重量輕的制品,一般與乙烯基和環(huán)氧樹脂配用。
3、輔助材料
(1)引發(fā)劑
引發(fā)劑的特性通常用活性氧含量、臨界溫度、半衰期來表示。目前常用的引發(fā)劑有: MEKP(過氧化甲乙酮) TBPB(過氧化苯甲酸叔丁酯)(過氧化苯甲酰) TBPO(過氧化異辛酸叔丁酯) 等等。 實際應用中很少有用單組分的,通常都是雙組分或三組分按不同的臨界溫度搭配使用。
(2)環(huán)氧樹脂固化劑
常用的有酸酐類、叔胺、咪唑類固化劑。
(3)著色劑
拉擠中的著色劑一般以顏料糊的形式出現(xiàn)。
(4)填料
填料可以降低制品的收縮率,提高制品的尺寸穩(wěn)定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等;有效的調(diào)節(jié)樹脂粘度;可滿足不同性能要求,提高耐磨性、改善導電性及導熱性等,大多數(shù)填料能提高材料沖擊強度及壓縮強度,但不能提高拉伸強度;可提高顏料的著色效果;某些填料具有極好的光穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性;可降低成本。選擇填料的粒度最好要有個梯度,以達到最佳,的使用效果?,F(xiàn)在也有對填料進行表面處理來加大用量。
(5)脫模劑
脫模劑具有極低的表面自由能,能均勻浸濕模具表面,達到脫模效果。優(yōu)良的脫模效果是保證拉擠成型工藝順利進行的主要條件。早期的拉擠成型工藝是用外脫模劑,常用的有硅油等。但用量很大且制品表面質(zhì)量不理想,現(xiàn)已采用內(nèi)脫模劑。 內(nèi)脫模劑是將其直接加入到樹脂中,在一定加工溫度條件下,從樹脂基體滲出擴散到固化制品表面,在模具和制品之間形成一層隔離膜,起到脫模作用。內(nèi)脫模劑一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸鋅的脫模效果較好。在拉擠生產(chǎn)中,人們通常更愿意使用在常溫下為液體狀的內(nèi)脫模劑。目前市售的內(nèi)脫模劑多為伯胺、仲胺和有機磷酸酯與酯肪酸的共聚體的混合物。
(6)其它
在拉擠生產(chǎn)中還須根據(jù)制品的特殊要求和工藝需要添加一些其它輔助材料,大致有:偶聯(lián)劑、阻聚劑、增韌劑、稀釋劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、阻燃劑等。