拉擠成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續玻璃纖維束、帶或布等，在牽引力的作用下，通過擠壓模具成型、固化，連續不斷地生產長度不限的玻璃鋼型材。這種工藝最適于生產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（門窗型材、葉片等）。等。
一、拉擠成型工藝特點
拉擠成型是復合材料成型工藝中的一種特殊工藝，其優點：
①生產過程完全實現自動化控制，生產效率高；
②拉擠成型制品中纖維含量可高達80%，浸膠在張力下進行，能充分發揮增強材料的作用，產品強度高；
③制品縱、橫向強度可任意調整，可以滿足不同力學性能制品的使用要求；
④生產過程中無邊角廢料，產品不需后加工，故較其他工藝省工，省原料，省能耗；
⑤制品質量穩定，重復性好，長度可任意切斷。
拉擠玻璃鋼制品的物理力學性能參見表3-8。
 拉擠成型工藝的缺點是產品形狀單調，只能生產線形型材，而且橫向強度不高。
拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。典型的拉擠工藝流程如圖3-34所示。無捻粗紗從紗架1引出后，經過排紗器2進入浸膠槽3浸透樹脂膠液，然后進入預成型模4，將多余樹脂和氣泡排出，再進入成型固化模5凝膠、固化。固化后的制品由牽引機6連續不斷地從模具中拔出，最后由切斷機7定長切斷。在成型過程中，每道工序都可以有不同方法：如送紗工序，可以增加連續纖維氈，環向纏繞紗或用三向織物以提高制品橫向強度；牽引工序可以是履帶式牽引機，也可以用機械手；固化方式可以是模內固化，也可以用加熱爐固化；加熱方式可以是高頻電加熱，也可以用熔融金屬（低熔點金屬）等。
 拉擠成型工藝的模具很重要，一般用鋼模鍍鉻，模具表面要求光潔、耐磨，借以減少拉擠成型時的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。模具的長度，是根據成型過程中的牽引速度和樹脂凝膠固化度決定。預成型模為冷模，用自來水冷卻。纖維浸膠時間，一般控制在15～20s為宜。纖維在進入膠槽時要有一定張力，使浸膠后的纖維不松散。牽引力的大小，視制品的斷面尺寸和幾何形狀而定，一般初始起動牽引力大于正常運轉時的牽引力。
二、拉擠成型用原材料
（1）樹脂基體：選擇拉擠工藝用的樹脂，除滿足產品使用要求外，從工藝角度考慮，還應滿足以下要求：
①樹脂黏度要低，固化過程無揮發物，一般黏度應低于2Pa·s，最好是無溶劑型樹脂，或反應型溶劑樹脂，使用過程中易浸透纖維，易消除氣泡；
②適用期要長，配制好的膠液在室溫下的適用期應在8h以上；
③固化收縮小，與填料相容性好，一般要保證固化收縮率在4%以內。
拉擠工藝用的環氧樹脂，主要是室溫固化型雙酚A環氧與環氧氯丙烷的混合物，黏度在0.4Pa·s以上，固化劑選用二酸酐或芳香族胺類固化劑。
（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，連續纖維氈等。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。高性能纖維可以單獨使用，也可以和玻璃纖維混合使用。不論是哪種纖維，用于拉擠工藝時，其表面都必須經過處理，使之與樹脂基體能很好的粘接。
拉擠工藝對玻璃纖維無捻粗紗的性能要求：
①表面進行偶聯劑處理，與選用的樹脂相匹配，如熱固性聚酯用硅烷型，熱塑性樹脂則選用碳酸酯型偶聯劑，樹脂易浸透；
②纖維本身強度高，不易產生靜電；
③集束性好，生產過程中無松緊不均現象，不影響制品強度。
為了提高制品的橫向強度，除選用無捻粗紗外，還需要連續纖維原絲氈加強。還可以選用針織單向纖維與短切纖維復合氈和三向針織物，也有采用拉擠加環向纏繞來增強制品的橫向強度。
三向針織物是制造高性能復合材料拉擠型材的理想材料，它可以克服拉擠制品橫向和層間剪切強度低、沿縱向斷面易開裂等缺陷。
（3）輔助材料 拉擠工藝用的輔助材料如下。
①脫模劑 拉擠工藝的模具，在連續生產過程中是閉合的，不可能涂脫模劑，為了使制品順利從模具中脫出，必須使用內脫模劑。
環氧樹脂拉擠成型工藝用內脫模劑對于拉擠成型工藝的實現是非常重要的。國內哈爾濱玻璃鋼研究所研制的HBT-6、HB-7，是分別運用于酸酐/環氧和胺/環氧樹脂體系有效的內脫模劑，其用量一般為2%以內。其性能與美國Axel-1846，Axel-1850，Axel-1854等相當。
②填料 環氧拉擠工藝制品常用填料有石英粉、高嶺土等，但是環氧樹脂收縮率非常小，因此一般不用。
三、拉擠成型模具
模具是拉擠成型技術中的重要工具，一般由預成型模和成型模兩部分組成。
（1）預成型模具 在拉擠成型過程中，增強材料浸漬樹脂后（或被浸漬的同時），在進人成型模具前，必須經過由一組導紗元件組成的預成型模具，預成型模的作用是將浸膠后的增強材料，按照型材斷面配置形式，逐步形成近似成型模腔形狀和尺寸的預成型體，然后進入成型模，這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。
要求預成型模中的導紗元件能導紗，能導氈或能導紗同時又能導氈。導紗元件的結構形式可根據拉擠產品斷面形狀進行設計。板狀結構導紗元件如圖3-35所示。
 導紗元件需用耐磨、光滑材料制造，導紗或導氈孔應有倒角，其尺寸應略大于紗和氈的尺寸。
（2）成型模具設計基本要求
①成型模具模截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于10。其目的一是保證模具有足夠的強度和剛度；二是加熱后熱量分布均勻和穩定。
②拉擠模具長度與樹脂固化速度、模具加熱條件及拉擠成型速度有關。最主要的是保證制品拉出時達到脫模固化程度。根據經驗，一般模具長度在50～1500mm范圍。
③模腔表面要求光潔，耐磨，硬度大于HRC50，模腔進出口兩端有倒角，圓角半徑在1.5～6mm范圍。
④模腔尺寸應比制品尺寸大1.5%～3.5%。
（3）模具材料 應能滿足以下要求：強度高，熱處理變形小，加工性能好，易拋光，耐磨、耐熱及耐熱腐蝕等。完全都能滿足這些要求的材料為數不多，價格昂貴。設計模具時應按其主要要求考慮。國產模具材料見表3-9。
 （4）槽形型材成型模具 槽形拉擠型材的增強材料配置形式一般用氈、紗、氈形式，其模具組合形式如圖3-36所示。
 四、拉擠成型工藝的發展及其應用
拉擠成型技術始于20世紀50年代，首先在美國專利注冊，60年代得到應用，70年代
得到發展，80年代發展速度達最快。美國20世紀80年代的增長率為20%左右，居各種成型方法之首，近年的增長率仍保持在10%以上，受到各國同行們的重視，各種拉擠成型機不斷涌現，如立式、臥式、彎曲型材式、反應注射式、加輕質填料式等，目前用拉擠法生產的產品規模有細到1mm的線材，粗到70mm的棒材，大到800mm×280mm空腹型材，生產時的牽引速度達6m/min，最大牽引力達40t。
拉擠工藝的發展趨勢可以概括為：
①斷面幾何形狀趨于復雜；
②斷面尺寸朝著特大和特小方向發展；
③拉擠速度和生產效率日趨提高，如線速度＞6m，一機同時拉數根型材等；
④發展高性能復合材料拉擠型材；
⑤開發熱塑性復合材料型材。
拉擠成型產品的開發應用，在國內外都受到行業同仁的關注，已開發應用的產品有近百種，應用領域十分廣闊，已廣泛用于多個領域。
（1）電工領域 已開發應用的產品有電纜保護槽、蓋，電機槽楔塊，絕緣棒，電工梯，電纜支架，高壓線路工具，天線、電線桿、橫擔、電纜地下保護管，變壓器零件，光纜增強芯材，變電所結構，電纜分線架，熔斷絲管，線路維修車吊架等。
（2）防腐工程 拉擠產品是結構形狀和材料特性的合理結合，在化工防腐工程領域更能發揮其特長，已開發的產品有：防腐結構型材、管網支撐結構、格柵地板、欄桿、油井抽油桿、井下壓力管道、梯子、堰板和溢流閘、排霧器葉片、化學器貯罐的內外支撐、進料槽、排氣管、廢水處理設備等。
（3）建筑工業 主要用于輕型結構，高層樓層的上層結構，活動房結構，移動式工作臺，門窗型材，混凝土增強筋（代替鋼筋），帳篷支架，發電站的煙氣洗滌和粉塵收集系統，房屋吊頂結構，檐槽，電腦，試驗室。
（4）交通領域 主要產品有高速公路護欄板、支柱，過街人行橋，公路橋，汽車貨架，車內扶手，冷藏車車廂板，行李架，保險杠，架空單軌，汽車簧片，叉口路障，剎車片，電力火車軌道護板等。
（5）運動娛樂領域 主要產品有弓箭、高爾夫球桿、滑雪板、滑雪杖、曲棍球棒、木琴部件、機動雪橇滑軌加固件、單杠和雙杠、活動游泳池底板，高低欄架，船艇槳柄，釣魚竿，撐竿，橫桿等。
（6）其他方面的應用 其他方面待開發的產品很多，是一個廣闊的領域，已應用的產品有太陽能收集器支架，測量標桿，塔尺，雨傘柄，拖把，笤帚把，工具柄（錘柄、鏟柄），梯子以及航空航天飛行器中的高性能絕緣桿件，風機葉片，路燈柱等。
五、環氧樹脂的RIM拉擠工藝
盡管有許多制造方法可用于復合材料的制造，拉擠工藝近年卻引起人們極大注意。在這一領域的發展中不僅包括多種多樣的基體材料，而且也包括新型的增強材料和制造形式。RIM拉擠工藝被認為是在這種領域中一種特殊類型的拉擠工藝，它具有拉擠工藝的所有特點，而且消除了某些不利之處。
RIM拉擠工藝即反應注射成型拉擠工藝，與其他拉擠工藝的機理基本相同。RIM拉擠工藝的獨特之處是將樹脂直接導人增強材料中，這一點不像通常的拉擠工藝，增強材料在入模之前首先需要經過樹脂槽浸漬。它是將增強材料拉過一個預成型模，該模是直接裝在反應注射模塑（RIM）混合頭的下面。在預成型模內，增強材料被浸漬，然后進入加熱的成型模內固化成型。 環氧樹脂 - www.ytfilter.com -(責任編輯：admin) |