【拉挤】酚醛拉挤成型工艺的难点在于哪里爱游戏体育下注爱游戏体育下注?

                                          浏览人数:735 发布日期:2019-2-21

                                          酚醛树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,具有耐燃、烟雾释放量低,以及含有毒气体量较少等显著特点,因而酚醛玻璃钢广泛用于各种防火阻燃等应用场合爱游戏体育下注。但是爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,如何将酚醛树脂用于拉挤成型工艺,这是近十多年来,引起国内外玻璃钢业界广泛重视的一个工艺技术问题爱游戏体育下注。现对酚醛拉挤工艺的一些最新进展爱游戏体育下注爱游戏体育下注,作简单的介绍爱游戏体育下注。


                                          一、拉挤成型工艺概述
                                            

                                          从理论上讲爱游戏体育下注爱游戏体育下注,拉挤成型工艺比较简单爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。所用增强材料的种类较为广泛,可以使用纤维状的爱游戏体育下注,也可以使用编织物或毡状的爱游戏体育下注,其组分可以是玻璃纤维,也可以是芳纶纤维爱游戏体育下注、碳纤维或其他纤维材料的。
                                            

                                          增强材料通常采用连续的喂入方法爱游戏体育下注,例如采用无捻粗纱纱团爱游戏体育下注,从纱架上连续喂入纤维的方法爱游戏体育下注爱游戏体育下注。拉挤成型时爱游戏体育下注,纤维首先穿过与玻璃钢制品尺寸相同的热成型模,然后进入一个拉引机构。在纱架与成型模之间爱游戏体育下注爱游戏体育下注,设有一个胶槽爱游戏体育下注爱游戏体育下注,其中放置有预先配制好的树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,纤维浸渍树脂后经导向装置进行排布,而后进入成型模。
                                            

                                          在导向装置上爱游戏体育下注,设有一个圆孔或狭缝爱游戏体育下注,用来除去纤维上粘有的过多的树脂。成型模的温度分布爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,是经过精心设计的爱游戏体育下注,以确保拉挤料离开模具后部端口时,树脂已完成固化过程。在拉引机构和切割机的前方爱游戏体育下注爱游戏体育下注,设有一个空气冷却段,以冷却温度较高的拉挤制品爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          据有关报道,对拉挤工艺的工序排布爱游戏体育下注,目前已出现一种新的形式爱游戏体育下注。这种新的排布形式爱游戏体育下注,是把经过配制混合的树脂,在成型模的前端位置上,在压力的作用下注射入模爱游戏体育下注。这种新的拉挤工艺形式,不但省去了树脂浸胶槽爱游戏体育下注,而且增强材料入模前保持为干燥状态。这种工艺方法也称为“注射拉挤工艺”(IP)。
                                            

                                          这种注射拉挤工艺方法有以下两个优点:

                                          ①树脂组分配料较为准确爱游戏体育下注爱游戏体育下注,可利用计量泵连续计量爱游戏体育下注爱游戏体育下注,以避免手工混合带来的误差爱游戏体育下注;②树脂浸渍槽爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,由开放形式变成了全封闭形式爱游戏体育下注,大大降低了树脂溅散的可能性,从而改善了拉挤工艺的工作环境爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。


                                          二、酚醛拉挤工艺所遇到的问题
                                            

                                          在聚酯树脂拉挤成型工艺中爱游戏体育下注,由于采用了活性稀释剂苯乙烯爱游戏体育下注爱游戏体育下注,它本身可起到交联剂的作用,因而在拉挤成型模内不会产生挥发性的物质爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。但酚醛树脂是一种缩聚树脂爱游戏体育下注,在树脂链增长或交联过程中爱游戏体育下注,将会产生出水分子爱游戏体育下注爱游戏体育下注。由于拉挤成型模腔温度,经常在100℃以上,因而酚醛树脂固化过程中爱游戏体育下注,将会发生什么现象,水分子如何排出爱游戏体育下注,这是酚醛拉挤工艺,首先遇到的一个需要解决的技术关键问题爱游戏体育下注。
                                            

                                          1、酚醛缩聚反应放出水分爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,对拉挤工艺所产生的影响问题
                                          早在八十年代初期,欧洲一些酚醛生产厂商就开始研制酸催化的酚醛树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,其固化温度约为30℃-80℃爱游戏体育下注,大大降低原来酚醛树脂所需130℃-180℃的固化温度爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,从此开始了酚醛拉挤工艺的研究和试制过程。

                                            

                                          这种酸催化的酚醛树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,可较好地应用于手糊爱游戏体育下注、喷射、低压模塑、RTM和纤维缠绕等成型工艺方法爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,其制品具有良好的防火性能,发烟雾量少爱游戏体育下注,以及毒性低等优异性能爱游戏体育下注。 经过拉挤工艺的实际试验爱游戏体育下注,酸催化酚醛树脂在低温固化情况下爱游戏体育下注,其结果却与设想的完全相反爱游戏体育下注,具体表现在:一是放出的水份量爱游戏体育下注,要高于高温酚醛体系的水份量爱游戏体育下注爱游戏体育下注;二是根据实测性能结果爱游戏体育下注,放出的水份并不产生对拉挤工艺的“破坏”作用爱游戏体育下注,反而却使其制品的某些性能有所改善爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          另外爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,高强固化酚醛体系缩聚脱水爱游戏体育下注,在100℃以上时会变成水蒸汽爱游戏体育下注,它是否会对拉挤工艺带来什么不利的影响爱游戏体育下注爱游戏体育下注?因此能否在100℃温度以下爱游戏体育下注,利用酸催化剂拉挤酚醛树脂,以避免脱出水份的沸腾现象爱游戏体育下注爱游戏体育下注。 针对这些问题,有人也曾做过酚醛的固化试验,发现在低于 100℃温度下,在不到 1米长的成型模内爱游戏体育下注,酚醛树脂完全固化是不可能的爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。而对于高温固化酚醛体系,由于拉挤成型模腔的内压力很高爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,因而水的沸点也将超过 100℃,将达到110 ℃爱游戏体育下注,甚至更高爱游戏体育下注。在早期制作酚醛拉挤杆时爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,发现在玻璃钢杆出模时爱游戏体育下注,只有在模具的尾端才冒出水蒸气爱游戏体育下注。
                                            

                                          2、酸催化酚醛拉挤模具的耐腐蚀问题
                                          在酚醛拉挤成型工艺的工业化生产中爱游戏体育下注爱游戏体育下注,首先遇到的一个问题爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,是模具的耐酸腐蚀问题爱游戏体育下注。在生产实践中爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,往往只需经过几个小时以后,镀铬表面层就会遭到酸性的腐蚀爱游戏体育下注,从工具钢的表面剥落下来爱游戏体育下注。有人企图通过在酚醛树脂内爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,加入合适的内脱模剂爱游戏体育下注,以解决模具的耐腐蚀问题。但试验结果发现,使用内脱模剂后,铬层与工具钢模具仍然会剥离下来,仅仅是剥离的时间延长一些而已爱游戏体育下注。
                                            

                                          3爱游戏体育下注、高温固化酚醛树脂的固化及高粘度问题
                                          为避免酸催化酚醛树脂对模具的腐蚀问题爱游戏体育下注,有人曾对高温固化酚醛树脂用于拉挤工艺作过试验爱游戏体育下注。 有些酚醛树脂,在130℃-150℃温度下就能很快地固化爱游戏体育下注。例如砂纸用的树脂层爱游戏体育下注,在130℃温度下经过5-6分钟即可固化。酸催化酚醛树脂的拉挤温度约为180℃爱游戏体育下注,根据固化温度上升10℃,固化时间就可以缩短一半的经验规律爱游戏体育下注,130℃6分钟固化的树脂爱游戏体育下注,在180℃温度下就只需几秒钟即可完成固化爱游戏体育下注。因而拉挤成型工艺,采用高温固化的酚醛树脂完全是有可能的爱游戏体育下注。
                                            

                                          通常,高温固化酚醛树脂的粘度较高,约为4000-6000cP爱游戏体育下注爱游戏体育下注。若为改善制品表面质量爱游戏体育下注,需加入填料爱游戏体育下注爱游戏体育下注,粘度还会增大爱游戏体育下注,这将会对拉挤工艺带来不利的影响。


                                           

                                          三、酚醛树脂拉挤工艺的研究和开发
                                            

                                          如上所述爱游戏体育下注爱游戏体育下注,酚醛拉挤工艺还存在着不少的技术问题爱游戏体育下注,另外爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,酚醛拉挤制品还不十分完美。但是,经过不断的探索和研究爱游戏体育下注,近年来发现单组分酚醛树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,完全适用于拉挤成型工艺。
                                            

                                          目前爱游戏体育下注爱游戏体育下注,研究开发酚醛树脂拉挤工艺的工作爱游戏体育下注,主要有两种途径:一是改善单组分酚醛树脂的综合性能例如在热固化时间爱游戏体育下注爱游戏体育下注、粘度和脱水量等方面爱游戏体育下注,以使其尽量适应快速拉挤工艺的需要。二是改变酚醛树脂的化学组分爱游戏体育下注,提高苯酚/甲醛的比例爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,以加快其交联速度,并对酚醛树脂的粘度和脱水量等相关性能,进行专项的研究爱游戏体育下注。
                                            

                                          经过实践证明,对于酚醛树脂来讲爱游戏体育下注,若需加快它的固化速度爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,其粘度和脱水量必然也相应地有所提高爱游戏体育下注。这种情况爱游戏体育下注爱游戏体育下注,是拉挤成型工艺所不希望的爱游戏体育下注。为此爱游戏体育下注,有人企图寻找各种不同的单体爱游戏体育下注,以改变酚醛的化学组分结构爱游戏体育下注爱游戏体育下注。其中较为成功的一个例子爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,就是使用间苯二酚爱游戏体育下注爱游戏体育下注,既加快了固化速度爱游戏体育下注爱游戏体育下注,又不至于增加酚醛树脂的粘度和脱水量爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          除此以外爱游戏体育下注,对于酚醛拉挤工艺的研究工作,还正寻找一种可在模腔内加速固化过程爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,但对模具钢材不会产生腐蚀作用的催化剂。最理想的是,在室温下具有很低的活性爱游戏体育下注,甚至活性为零的催化剂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,这样就可以延长酚醛树脂在胶槽中的贮存时间爱游戏体育下注。实际使用时爱游戏体育下注,先把催化剂加入到胶槽内爱游戏体育下注,而后在拉挤模的高温条件下经过水解或其他反应分解爱游戏体育下注,产生出反应所需的自由酸爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          由于酸催化酚醛树脂爱游戏体育下注,对拉挤模和贮槽都会产生一定的腐蚀作用爱游戏体育下注,从而影响到模具和贮槽的使用寿命爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。为此爱游戏体育下注,能否使用碱性催化剂爱游戏体育下注,也已引起业界广泛的注意。由于苛性钠等强碱的溶解性很强爱游戏体育下注,因而不能适应于酚醛的拉挤工艺。经过试验爱游戏体育下注,一些室温下不溶的,或者难溶的爱游戏体育下注爱游戏体育下注,但在拉挤模腔高温条件下爱游戏体育下注,溶解度和活性都变得很强的弱碱爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,是非常适合用作为酚醛拉挤工艺的催化剂。
                                            

                                          目前,欧美一些国家已经将酚醛树脂,成功地应用于拉挤成型工艺爱游戏体育下注爱游戏体育下注,并形成了一定的工业化生产规模爱游戏体育下注。澳大利亚爱游戏体育下注、日本和一些其他国家,也已开始进入酚醛拉挤工艺的工业化试验阶段爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。这些国家在工业生产时爱游戏体育下注,不管是采用高温酚醛成型爱游戏体育下注爱游戏体育下注,还是采用酸催化酚醛成型爱游戏体育下注,一般都使用拉挤脱模剂爱游戏体育下注,这样可有效地减少酸性对拉挤模具的侵蚀作用爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          另外爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,有些生产厂商还经常对 316#不锈钢模具的内表面爱游戏体育下注,进行必要的硬度处理,以达到具有高光洁表面和耐磨损性的要求。在欧洲爱游戏体育下注,大多采用酸催化酚醛拉挤工艺,也有一些采用高温固化的酚醛拉挤工艺爱游戏体育下注。而美国大多采用高温固化酚醛拉挤成型工艺爱游戏体育下注爱游戏体育下注,其所用的树脂,有长链型的酚醛树脂和改性的酚醛树脂等两个品种爱游戏体育下注。
                                            

                                          通常,酚醛树脂的拉挤速度爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,要比不饱和聚酯树脂的拉挤速度慢一些。若进行一些化学改性后爱游戏体育下注,加热固化型酚醛树脂的拉挤速度爱游戏体育下注爱游戏体育下注,可达到与聚酯树脂相同的水平。由此可见爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,酚醛拉挤成型模的长度,要比其他树脂爱游戏体育下注爱游戏体育下注,如聚酯爱游戏体育下注、乙烯基酯爱游戏体育下注爱游戏体育下注、环氧、丙烯酸-氨酯系统等的成型模长出许多。
                                            

                                          这无疑将增加一些生产投资成本爱游戏体育下注,但当达到一定生产批量时爱游戏体育下注爱游戏体育下注,增加拉挤模的长度是合适的爱游戏体育下注爱游戏体育下注。因为若采用较短的成型模,由于拉挤速度较慢,将降低拉挤工艺的生产效率爱游戏体育下注。
                                            

                                          目前爱游戏体育下注爱游戏体育下注,世界各国用于拉挤工艺的酚醛树脂用量爱游戏体育下注,很难精确地统计出来。但据最近有一家厂商承接一个14万平方米酚醛拉挤耐腐格栅的订货单,这数字完全可以充分说明,酚醛拉挤玻璃钢制品的前景是非常广阔的。

                                           

                                          四爱游戏体育下注、酚醛拉挤玻璃钢制品性能测试
                                            

                                          据有关报道,酚醛拉挤玻璃钢制品的各项性能爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,有的已接近爱游戏体育下注、达到爱游戏体育下注,或超过不饱和聚酯树脂拉挤制品的各项性能指标爱游戏体育下注。现将有关性能指标分列如下:
                                            

                                          1爱游戏体育下注、酸催化酚醛拉挤玻璃钢制品的各项物理性能
                                          在采用无捻粗纱作为增强材料时爱游戏体育下注,酚醛拉挤玻璃钢的抗弯强度为675MPa爱游戏体育下注,抗弯模量为20GPa爱游戏体育下注。若采用多向增强材料爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,则其抗弯强度为259MPa爱游戏体育下注爱游戏体育下注,抗弯模量为9.57GPa爱游戏体育下注爱游戏体育下注;抗拉强度为329MPa,抗拉模量为18.75GPa爱游戏体育下注;断裂延伸率约为1.84%爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          2爱游戏体育下注爱游戏体育下注、加热高温固化酚醛拉挤玻璃钢制品的各项物理性能
                                          酚醛拉挤玻璃钢制品的玻纤含量约为76~77%爱游戏体育下注,比不饱和聚酯树脂拉挤制品的73~74%,高出约3%爱游戏体育下注爱游戏体育下注。其抗压强度为641MPa爱游戏体育下注爱游戏体育下注,远高于不饱和聚酯拉挤制品的517MPa爱游戏体育下注;层间剪切强度为39MPa爱游戏体育下注,略低于聚酯拉挤制品的41.4MPa;短臂剪切强度为45.5MPa爱游戏体育下注;抗弯强度(16∶1)为1.12GPa,略高于聚酯拉挤制品的1.06GPa;抗弯模量(16∶1)约为45GPa爱游戏体育下注;抗弯强度(32∶1)为1.21GPa,高于聚酯拉挤制品的1.15GPa;抗弯模量(32∶1)为48GPa。
                                            

                                          经过实际证明爱游戏体育下注,酚醛拉挤玻璃钢的机械性能爱游戏体育下注爱游戏体育下注,主要取决于玻璃纤维增强材料与树脂的匹配情况爱游戏体育下注。据最新报道爱游戏体育下注爱游戏体育下注,一些玻璃纤维生产厂商爱游戏体育下注,已成功地解决了这方面的生产技术问题,使酚醛复合材料的性能变得更为优异。但必须注意的是,一种玻璃纤维,不一定能同时适用于上述两种酚醛树脂体系。有些适用于高温型酚醛树脂的玻纤偶联剂爱游戏体育下注,却能被酸催化剂破坏爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,而丧失其玻纤的表面处理作用爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。
                                            

                                          酚醛拉挤玻璃钢制品的另一个显著的性能爱游戏体育下注爱游戏体育下注,是它具有非常高的热变形温度爱游戏体育下注爱游戏体育下注,通常约在250-300℃的温度范围内爱游戏体育下注。这一突出的优异性能,使酚醛拉挤制品在格栅楼板方面,开拓了广阔的应用前景。
                                            

                                          有人认为爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注,酚醛拉挤成型工艺爱游戏体育下注,虽然已经付诸实践爱游戏体育下注爱游戏体育下注,但尚未形成一种独立的技术体系爱游戏体育下注,因为掺入各种不同的催化剂爱游戏体育下注,不同的阻燃剂,以及采用不同的化学改性方法,这些变化的因素爱游戏体育下注,都将导致拉挤条件乃至玻璃钢制品的性能发生各种不同的变化。

                                           

                                          五爱游戏体育下注爱游戏体育下注、酚醛拉挤玻璃钢制品性能符合有关的国际标准

                                          经过近十多年来,对酚醛拉挤工艺及其制品的研究开发爱游戏体育下注,除了开拓出不少酚醛玻璃钢的应用领域,而且对酚醛制品的耐燃性和耐温性等方面爱游戏体育下注,也取得了比较一致的认识爱游戏体育下注爱游戏体育下注爱游戏体育下注。

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