玻璃鋼拉擠工藝？

【專家解說(shuō)】：拉擠玻璃鋼技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用 1．概況 拉擠玻璃鋼成型工藝，早在1948年就有人研究，1951年首先在美國(guó)注冊(cè)，取得專利。60年代發(fā)展緩慢，70-80年代進(jìn)入快速發(fā)展階段。 我國(guó)拉擠玻璃鋼成型工藝的研究起步不算晚。1968年北京二五一廠以拉擠法生產(chǎn)了玻璃鋼管，1974年拉制出了槽形玻璃鋼型材，1982年拉制出體操器材雙杠、高低杠的橫杠；并試制成功以酚醛樹脂為基體的電機(jī)槽楔。70年代武漢工業(yè)大學(xué)以拉擠法生產(chǎn)了小直徑園截面拉桿與天線。以上產(chǎn)品都是采用國(guó)產(chǎn)樹脂和玻璃纖維原料，自己摸索的工藝技術(shù)與裝備研究開發(fā)的拉擠技術(shù)。 自1985年以來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)拉擠成型玻璃鋼生產(chǎn)線30多條，有關(guān)單位還結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，消化吸收國(guó)外技術(shù)自行設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)線70條，全國(guó)拉擠玻璃鋼成型總生產(chǎn)能力近3萬(wàn)余噸。90年代初，石油天然氣總公司湖北沙市鋼管廠與秦皇島耀華玻璃鋼廠分別以引進(jìn)技術(shù)與自行研制相結(jié)合，開發(fā)生產(chǎn)石油開采抽油桿，受到石油部門的認(rèn)可，已用于實(shí)際生產(chǎn)。90年代，我國(guó)拉擠玻璃鋼業(yè)迎來(lái)了第一個(gè)春天，大小拉擠廠紛紛建立，開始研制用拉擠法生產(chǎn)玻璃鋼門窗型材。經(jīng)過(guò)近十年的刻苦研究，我國(guó)玻璃鋼門窗技術(shù)已進(jìn)入成熟階段。經(jīng)《國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心》和《國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心》分別對(duì)玻璃鋼型材和窗戶的檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到了國(guó)家門窗標(biāo)準(zhǔn)。 2． 拉擠玻璃鋼成型工藝 2．1原材料 拉擠是一種生產(chǎn)玻璃鋼線性型材的工藝，它所使用的原材料是不飽和聚酯樹脂和連續(xù)玻璃纖維無(wú)捻粗紗及氈片，它所生產(chǎn)的高性能復(fù)合材料適合各種行業(yè)的使用。 2．1．1樹脂 拉擠成型玻璃鋼主要采用不飽和聚酯樹脂，約占拉擠成型工藝樹脂用量的90%以上，另外還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。 隨著我國(guó)對(duì)不飽和聚酯樹脂拉擠成型工藝的深入研究，人們對(duì)不飽和聚酯樹脂拉擠成型固化系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求，如：提高拉擠成型的速度以提高生產(chǎn)效率，提高樹脂體系的固化度以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，所以國(guó)內(nèi)各大樹脂企業(yè)研制適合拉擠專用樹脂和固化體系來(lái)滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。近年來(lái)，由于酚醛樹脂具有防火性能等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國(guó)外開發(fā)出適合拉擠成型玻璃鋼用的酚醛樹脂，稱第二代酚醛樹脂，已推廣使用。除熱固性樹脂外，根據(jù)需要也選用熱塑性樹脂。 2．1．2增強(qiáng)材料 拉擠工藝用的增強(qiáng)材料，主要是玻璃纖維及其制品，如無(wú)捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可以選用芳綸纖維、碳纖維及金屬纖維等。不論是哪種纖維，用于拉擠工藝時(shí)，其表面都必須經(jīng)過(guò)處理，使之與樹脂基體能很好的粘接。 2．1．3輔助材料 拉擠玻璃鋼的輔助材料主要有內(nèi)脫模劑和粉末填料等。 2．2拉擠玻璃鋼工藝模具設(shè)計(jì)的重要性 在玻璃鋼型材的拉擠成型過(guò)程中，模具是各種工藝參數(shù)作用的交匯點(diǎn)，是拉擠工藝的核心之一。與已經(jīng)相當(dāng)成熟的塑料擠拉成型相比，拉擠成型與其有相似之處，但塑料擠拉成型僅是?物理變化過(guò)程，而拉擠成型還伴隨著動(dòng)態(tài)的化學(xué)反應(yīng)。模具的工況較塑料擠拉成型要復(fù)雜得多，所以拉擠模具的設(shè)計(jì)和制造具有十分重要的意義，它不僅關(guān)系著拉擠工藝的成敗，決定著拉擠制品的質(zhì)量，同時(shí)也影響拉擠模具的使用壽命。拉擠成型玻璃鋼工藝，一般由預(yù)成型模和成型模兩部分組成。（1）預(yù)成型模具 在拉擠成型過(guò)程中，增強(qiáng)材料浸漬樹脂后（或被浸漬的同時(shí)），在進(jìn)入成型模具前必須經(jīng)過(guò)由一組導(dǎo)紗元件組成的預(yù)成型模具，預(yù)成型模的作用是將浸膠后的增強(qiáng)材料按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型模控形狀和尺寸的預(yù)成型體，然后進(jìn)入成模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。（2）成型模具 成型模具截面面積與產(chǎn)品橫截面面積之比一般應(yīng)大于或等于10，以保證模具有足夠的強(qiáng)度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。拉擠模具長(zhǎng)度是根據(jù)成型過(guò)程中牽引速度和樹脂凝固速度決定，以保證制品拉出時(shí)達(dá)到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要求光潔，耐磨，借以減少拉擠成型的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。 2．2．1模具的選擇 對(duì)于拉擠模具，模具材料的選擇直接影響著模具的性能，特別是拉擠窗框型材，由于窗框型材市場(chǎng)前景廣闊，需求量大，這就要求模具本身的使用壽命要特別長(zhǎng)，因此對(duì)模具材料的選擇要求具備以下性能：（1）較高的強(qiáng)度，耐疲勞性和耐磨性；（2）較高的耐熱性和較小的熱變形性；（3）良好的耐腐蝕性；（4）良好的切削性和表面拋光性能；（5）受熱變形小，尺寸穩(wěn)定性好。 2．3．拉擠玻璃鋼工藝流程簡(jiǎn)述 把無(wú)捻粗紗紗團(tuán)裝在紗架上，開卷的紗束通過(guò)一系列導(dǎo)向輥和集束柵板、集紗輥后，進(jìn)入樹脂浸漬膠槽浸透樹脂。然后紗束通過(guò)預(yù)成型模，該模是根據(jù)制品所要求的斷面形狀而配置的導(dǎo)向裝置。在該模中排出多余的樹脂和氣泡之后進(jìn)入冷模。冷模中用冷卻水冷卻，使樹脂粘度增大，減少流失，最后進(jìn)入成型模，使纖維增強(qiáng)材料和樹脂在模中成型固化，再由牽引裝置拉出，通過(guò)切割裝置切成所需長(zhǎng)度的制品。 2．4．拉擠成型玻璃鋼制品的特點(diǎn) （1）強(qiáng)度高 拉擠型材的拉伸強(qiáng)度為150～300MPa，彎曲強(qiáng)度達(dá)200～300MPa，經(jīng)1000h人工加速老化后的彎曲強(qiáng)度保留率可達(dá)78%。 （2）變形率低 玻璃鋼拉擠型材經(jīng)1000h人工加速老化后長(zhǎng)度變化為+0.03%，寬度變化率為-0.07%。因此用該拉擠型材制做制品的幾何形狀及尺寸可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。 （3）熱變形溫度高 拉擠型材的熱變形溫度為186℃，高溫下不軟化，-60℃不變脆，保證了各種環(huán)境溫度下的正常使用。 （4）吸水率低 普通玻璃鋼制品的吸水率小于0.5%，而拉擠型材的吸水率僅為0.257%，適合潮濕環(huán)境下使用。 （5）保溫隔熱系數(shù)低 拉擠型材的傳熱系數(shù)與硬質(zhì)PVC接近，用其制成的單框雙玻保溫窗的保溫隔熱系數(shù)僅為2.69W/（m2?K），而用鋼、鋁材制做的同型窗的保溫隔熱系數(shù)高達(dá)4.0W/（m2?K），表明玻璃鋼門窗的節(jié)能性是很明顯的。 （6）耐腐蝕性強(qiáng) 拉擠型材經(jīng)3%HCI水溶液浸泡24h，其硬度保留率為95%；經(jīng)3%NaCl水溶液浸泡24h，其硬度保留率為89%。因此用玻璃鋼拉擠型材制做的門窗不僅適用于一般民宅、賓館、飯店，而且更適用于沿海地區(qū)和腐蝕性作業(yè)環(huán)境的工業(yè)廠房使用。 （7）適應(yīng)環(huán)境要求 加工拉擠型材采用的生產(chǎn)工藝具有低噪聲、高效率、耗電低、污染性小等特點(diǎn)，符合國(guó)家有關(guān)環(huán)境要求。 3．拉擠玻璃鋼制品的應(yīng)用 拉擠成型玻璃鋼制品除了傳統(tǒng)的玻璃鋼材料具有的耐腐蝕性、耐老化性，絕緣性等特性以外，還具有產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，外觀質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。正因?yàn)槠渌哂械倪@些優(yōu)良性能和特點(diǎn)，而在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外具有極為廣闊的市場(chǎng)。 拉擠成型玻璃鋼應(yīng)用實(shí)例如下： 電氣：電纜托架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器用隔熱棒等，電機(jī)槽楔、照明用附件、路燈柱、天線桿、帶電維修架空線路用吊桿、電力?電波塔、光纖電纜芯材等 建筑土木建材：大棚、圍桿、窗框、溫室框架、屋頂裝飾材料、橋梁用構(gòu)件、加油站遮陽(yáng)防雨用頂棚、樓梯扶手、遂道通風(fēng)窗、房屋隔間墻板、人行道橋、混凝土模板、腳手架、遮音壁、防止雪崩棚等 陸地交通車輛：冷藏車構(gòu)件、卡車結(jié)構(gòu)件、公共汽車側(cè)墻板、拖車地板、公共汽車排氣管、行李架、方向牌、座椅等 耐腐蝕設(shè)備：化工設(shè)備、水處理設(shè)備、釀造設(shè)備、下水處理廠蓋板，耐腐蝕貯罐保護(hù)架、洗滌器組合構(gòu)件、水族館檢查走廊、冷卻塔支架、抽油桿、海上采油設(shè)備胎等 體育娛樂(lè)：弓箭、釣魚稈、帳篷桿、帆船用操作桿、沖浪板構(gòu)件、帆船張力構(gòu)件、滑雪板、組合式游泳池側(cè)壁板、雪船、平衡棒、高爾夫球桿等 海洋相關(guān)產(chǎn)品：船舶用槽、管類（包括掃雷艇油箱、海岸路燈柱、船用龍骨、船用欄桿、扶手、樓梯）、浮動(dòng)碼頭、船舶用格柵等 飛機(jī)內(nèi)裝飾材料：結(jié)構(gòu)材料、貨架等 農(nóng)業(yè)用品：畜圈、禽舍用圍墻柵、種植用溫室框架、支撐構(gòu)件、防霜網(wǎng)支柱、藤柵、灌溉用輸水槽等 其它：旗桿、床構(gòu)件、工具把柄等 從以上可以看出，拉擠成型玻璃鋼制品應(yīng)用范圍很廣，在電氣、陸地交通運(yùn)輸、耐腐蝕、建筑土木建材等領(lǐng)域應(yīng)用比例較大。下面對(duì)有關(guān)部分進(jìn)一步闡述。 3．1 與電氣相關(guān)領(lǐng)域 不論現(xiàn)在還是過(guò)去，與電氣相關(guān)的制品一直是拉擠成型玻璃鋼的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，數(shù)年前，歐洲拉擠成型玻璃鋼市場(chǎng)開發(fā)成績(jī)顯著，開發(fā)出各種斷面結(jié)構(gòu)形狀的型材，用作英國(guó)和法國(guó)之間的海峽隧道鋼索支架等材料，支架材料使用氫氧化鋁填料進(jìn)行改性丙烯酸樹脂，達(dá)到高難燃性和低發(fā)煙性很引人注目。采用拉擠材料制作移動(dòng)電話線支架，由于比鋼支架輕80%，安裝在樓頂和塔頂上不需要做特別的補(bǔ)強(qiáng)，工程即可安全使用。 3．2 建筑、土木、建材領(lǐng)域 由于拉擠成型玻璃鋼機(jī)械性能和耐久性以及組合連接技術(shù)方面進(jìn)一步提高，可信性增強(qiáng)，現(xiàn)在已從過(guò)去所適用的內(nèi)外裝飾材料、土木材料，進(jìn)入到結(jié)構(gòu)材料中來(lái)。例如，采用大型拉擠成型工字玻璃鋼制品，做梁用于修建19 m高的樓梯塔，可耐大風(fēng)襲擊，按650kg/cm2以上風(fēng)負(fù)荷設(shè)計(jì)。拉擠成型玻璃鋼用作橋梁結(jié)構(gòu)材料試用正在擴(kuò)大，人行道橋已實(shí)用化了。建筑公路橋的例子也有。如橋跨度6m，橋?qū)?m，11噸載重汽車可以通行。日本采用拉擠成型玻璃鋼制作混凝土模板，代替部分膠合板，節(jié)約天然木材有重要意義。這種玻璃鋼模板比鋼制模板輕1/3，搬運(yùn)、安裝、分解既省力又方便；與混凝土剝離性好、加工面美觀還不生銹、耐腐蝕適合沿海等地施工使用，并能與其它材料鑲嵌成型。高速公路用隔音護(hù)墻板是拉擠成型玻璃鋼制品的一個(gè)新領(lǐng)域。由于這種隔音板強(qiáng)度好、耐候性好、電波透過(guò)性好可與聚氯乙烯隔音板競(jìng)爭(zhēng)。日本開發(fā)防止雪崩柵板代替以前鋼板，解決鋼板易生銹，不易搬動(dòng)、施工難，維修費(fèi)高等缺點(diǎn)，重量可減輕1/2。 拉擠玻璃鋼制品之所以能應(yīng)用在建筑行業(yè)，是因?yàn)檫@種材料本身具有很好的高強(qiáng)、體輕、耐腐蝕、吸水低、阻燃、保溫、隔聲、長(zhǎng)期光照不變形等綜合性能，優(yōu)于木材、鋼材、塑料、鋁合金等材料，所以玻璃鋼門窗將成為我國(guó)理想的新型建筑門窗，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)潛力巨大。 3．3 耐腐蝕領(lǐng)域 耐腐蝕領(lǐng)域一直是整個(gè)玻璃鋼型材重要的應(yīng)用領(lǐng)域。拉擠成型玻璃鋼自身的特點(diǎn)，可做結(jié)構(gòu)材料使用，如用作冷卻塔中心梁和底盤，采用斷面為120×25cm大型中空拉擠成型玻璃鋼型材，前景看好。另外拉擠成型玻璃鋼可制下水處理場(chǎng)蓋板，用途越來(lái)越多，比手糊玻璃鋼和RTM法玻璃鋼材料更適合。拉擠成型玻璃鋼型材可用作海上采油設(shè)備胎，取代鋼材，達(dá)到質(zhì)輕、耐腐蝕、不需焊接、維修費(fèi)減少等特點(diǎn)。 3．4 其它領(lǐng)域 農(nóng)業(yè)、漁業(yè)用拉擠成型玻璃鋼支柱、稈、棒等材料前景看好，日本采用玻璃纖維與碳纖維為增強(qiáng)材料的拉擠成型玻璃鋼水閘門，取代鋼制閘門，重量由300kg減為70kg，開啟方便，不生銹。日本還開發(fā)出玻璃纖維與碳纖維為增強(qiáng)材料的拉擠成型玻璃鋼灌溉用輸水槽，取代鋼筋混凝土或鋼制的輸水槽，輸水槽寬1.7m槽深800mm ,每節(jié)長(zhǎng)12m，采用60mm方型材制成，不僅耐酸性土質(zhì)腐蝕，而且能減少工程造價(jià)，一舉兩得。 4． 拉擠玻璃鋼技術(shù)的市場(chǎng)開發(fā)前景 拉擠玻璃鋼生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能優(yōu)良且質(zhì)量穩(wěn)定，這已成為共識(shí)。只要在拉擠技術(shù)上有所突破而能生產(chǎn)出高質(zhì)量的玻璃鋼拉擠產(chǎn)品，市場(chǎng)就能迅速的加以接受。 國(guó)內(nèi)玻璃鋼原材料工業(yè)的發(fā)展已為玻璃鋼拉擠技術(shù)及市場(chǎng)開發(fā)創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，除少數(shù)增強(qiáng)材料外，拉擠生產(chǎn)所需主要原材料國(guó)內(nèi)均能提供。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的150余條拉擠生產(chǎn)線為玻璃鋼拉擠技術(shù)及市場(chǎng)開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)，生產(chǎn)能力約達(dá)3萬(wàn)余噸。 目前，我國(guó)有規(guī)模的拉擠企業(yè)借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)拉擠成型工藝的深入研究，研制出具有自己特色的性能穩(wěn)定的液壓式和覆帶式拉擠生產(chǎn)線，并基本實(shí)現(xiàn)了拉擠工藝原材料的國(guó)產(chǎn)化，開發(fā)出格柵、護(hù)欄、地溝蓋、電工梯、抽油桿、門窗等通用產(chǎn)品；同時(shí)，還利用自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)開發(fā)了移動(dòng)通訊基站天線罩、汽車空調(diào)導(dǎo)風(fēng)罩等一系列高技術(shù)含量高難度的拉擠玻璃鋼異型材，成為國(guó)際知名企業(yè)的供應(yīng)商。他們已成長(zhǎng)為專業(yè)從事玻璃鋼拉擠成型技術(shù)的研究、開發(fā)以及玻璃鋼拉擠成型設(shè)備和模具設(shè)計(jì)、制造、銷售的高新技術(shù)企業(yè)。技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品更新給企業(yè)帶來(lái)勃勃生機(jī)，不斷地形成新的利潤(rùn)之源，這是我國(guó)玻璃鋼拉擠技術(shù)及市場(chǎng)開發(fā)的主流。 總之，我國(guó)玻璃鋼拉擠技術(shù)及市場(chǎng)開發(fā)的總體狀況良好。展望未來(lái)，前途是光明的，讓我們共同努力，在今后共鑄中國(guó)拉擠玻璃鋼產(chǎn)業(yè)之輝煌。