【讲堂】复合材料工艺详解之拉挤成型工艺(连续)

拉挤成型工艺(连续)

拉挤成型:玻纤粗纱或其织物在外力牵引下,经过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割,连续生产玻璃钢线型制品的一种方法。

1.原材料

1.1 树脂基体

主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂等。其中不饱和聚酯树脂大约占总用量的90%。一般来讲,用于BMC和SMC的不饱和聚酯树脂都可用于拉挤成型制品。

国外出现了拉挤专用的不饱和聚酯树脂。美国用于拉挤工艺专用的不饱和聚酯树脂有5种:

①硬质高反应性间苯型不饱和聚酯树脂。与低收缩性填料相容性好,与传统聚酯树脂相比,拉挤速度可提高5倍(如Polylite31-20树脂);

②中反应性间苯型不饱和聚酯。特别适合制造直径为25mm以上的型材,且具有良好的耐腐蚀性(如Polylite 92-310树脂);

③硬质高反应性间苯型不饱和聚酯。特别适用于制造耐水和韧性制品(如Polylite 92-311树脂);

④中反应性间苯型不饱和聚酯树脂。适用于制造耐腐蚀性制品(如Polylite 92-312树脂);

⑤硬质高反应性不饱和聚酯。配方中含有DAP等组分(Polylite92-313树脂)。

环氧树脂主要是室温固化的双酚A型环氧树脂,常用的固化剂是溶解度高和熔点高的二元酸酐或芳香族胺类固化剂。

乙烯基树脂是一种由环氧树脂主链同甲基丙烯酸反应而制成的双酚A乙烯基树脂。大都需要加入促进剂。

1.2 增强材料

绝大部分是玻纤,其次是聚酯纤维。玻纤中应用最多的是无捻粗纱。所用玻纤增强材料都采用增强型浸润剂。

大多数制品采用直接无捻粗纱,为了使拉挤制品有足够的横向强度,常用连续原丝毡、组合毡、无捻粗砂织物和针织物等增强材料。

2.成型工艺分类

2.1 间歇式拉挤成型工艺

牵引机构间断工作,浸胶的纤维在热模中固化定型,然后牵引出模,下一段浸胶纤维再进入热模中固化定型后,再牵引出模。如此间歇牵引,而制品是连续不断的,制品按要求的长度定长切割。

2.2 连续式拉挤成型工艺

制品在拉挤成型过程中,牵引机构连续工作。

2.3 立式拉挤成型工艺

采用熔融或液体金属槽代替钢制的热成型模具。其余工艺过程与卧式拉挤完全相同。值得注意注意的是:由于熔融金属液面与空气接触而产生氧化,并易附着在制品表面而影响制品表观质量。所以,需在槽内金属液面上浇注乙二醇类有机化合物做保护层。

3.拉挤成型工艺参数(以不饱和聚酯树脂为例)

3.1 固化温度和时间

对于卧式拉挤设备来讲,由于模具长度一定,固化炉长度一定,故制品的固化温度和时间取决于树脂的引发固化体系。通用的不饱和聚酯树脂多采用有机过氧化物为引发剂。

3.2 浸胶时间

无捻粗纱及其织物通过浸胶槽所用时间。时间长短以玻纤被浸透为宜,一般对不饱和聚酯树脂的浸胶时间控制在15s~20s为宜。

3.3 张力及牵引力

张力是指拉挤过程中玻纤粗纱张紧的力。它可使浸胶后的玻纤粗纱不松散。牵引力一般分为起动牵引力和正常牵引力,通常前者大于后者。

3.4 玻纤纱用量计算

拉挤制品所用纱团数按下式计算

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A:制品截面积,cm2;βf:玻纤支数,m/g;ρf:玻纤密度,g/cm3;Vf:玻纤体积含量,%;K:玻纤股数;N:玻纤团数。

4.拉挤成型工艺流程图

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