返回集团bet3365娱乐场 | 返回bet3365娱乐场
所在位置:bet3365娱乐场 > 政策窗口 > 我国复合材料拉挤成型技术取得新突破
我国复合材料拉挤成型技术取得新突破
  • 来源:科技管理部
  • 发布时间:2014/10/16 13:50:03
  

       拉挤成型技术肇始于1948年美国,上世纪60年代初只有20家厂商,主要集中在美国。如今,美国、西欧、日本拉挤成型工艺厂商已逾90家。国外拉挤复合材料型材年市场规模在25万吨至30万吨之间,其中美国为10万吨。2013年,我国拉挤制品产量达28万吨,约占全球产量的50%。拉挤型材广泛用于电气/器、耐腐蚀解决方案、建筑、运输、军事及消费品领域。

       拉挤成型技术有诸多优点。典型的拉挤线速度可达0.5~2m/min,生产效率较高,适于大批量生产,制造长尺寸的产品;树脂/纤维含量可精确控制;由于纤维呈纵向、且体积比较高(40%~80%),因而型材轴向力学性能非常好;拉挤型材主要用无捻粗纱增强,原材料成本低;多种增强材料组合使用,可调节制品的力学性能;拉挤型材可制造含凹凸复杂断面形状的制品;拉挤型材制品质量稳定、外观平滑。

我国拉挤技术发展历程

       我国拉挤型材的技术源于四种渠道,一是学自日、欧美有关拉挤成型的技术文献;二是引进国外拉挤成型技术及生产线予以启发和参考;三是“黄浦军校”效应;四是自主创新。

       据统计,我国已引进英国PULTREX,美国PC,CPE,CPA,ADVANCED COMPOSITES,PULTRUSION TECHNOLOGY, FIBERFLEX,COAST,BROTHER;意大利TOPGLASS,加拿大INLINE FIBERGLASS,OMNLGLASS,我国台湾地区金才,香港地区捷利德等公司拉挤生产线46条。有的在引进设备时还同时引进了某种拉挤产品的生产技术,如玻璃钢钢筋、抽油杆、门窗等。

       通过消化、吸收国外拉挤工艺及其生产设备的技术,从原始仿制到自主创新,我国拉挤综合技术已臻国际水平(非先进、更非领先),引进起了颇大的促进作用。但也必须指出,由于某些原因,也从国外引进了一些并非先进、且相当差、低于当时我国国内水平的设备。

       “黄浦军校”效应。一些拉挤技术较为成功的企业或主动、或从动输出了人才和技术,成为了拉挤生产的生力军。如:沪宁一带做得好的拉挤企业创业者不少出自南京玻璃纤维研究设计院属下的兴亚玻璃钢有限公司;西安绝缘材料厂引进英国拉挤生产线后,其技术传播到河北、黑龙江等地。

        我国也不乏自主创新的拉挤技术。如同我国的纤维缠绕,企业是我国拉挤技术创新的主体。他们当中有的或许没有高学历,有工农兵大学生、有复员军人,却不乏创新成果,下分述之。

1.初试(上世纪60~70年代)

       处于“文革”中的北京251厂(北京玻璃钢研究所)第四研究室,1968年开始研究拉挤成型,于1974年通过所内鉴定。当时全然没有拉挤机的概念,因陋就简,采用卷扬机钢丝绳牵引,以热固性酚醛树脂为基体,拉制成功25×40mm玻璃钢槽钢与直径8~20mm管材。

2.探索(上世纪80年代)

       一些研究所、院校、企业对拉挤成型工艺及设备着意自主研发。如江苏九鼎新材料公司对拉挤机的原理、具体部件结构作了深入的研究;武汉工业大学(现理工大学)以拉挤法生产了小直径圆截面拉杆与天线。

       北京251厂拉制成功电机槽楔和蛋形截面型材,后者用以生产双杠、高低杠横杠。此全套技术及拉挤生产线转让给天津利生体育用品公司,其产品成功用于1990年亚运会,并获奖。

       秦皇岛耀华玻璃钢厂与西安绝缘材料厂率先引进拉挤机。

3.进取(上世纪90年代)

       沙市钢管厂与秦皇岛耀华玻璃钢厂开发生产玻璃钢抽油杆。

锦州开发玻璃钢门窗技术,国内一时掀起玻璃门窗热。玻璃钢窗是个好产品,然而由于价格等原因并未做大,年实际产量从未突破50万平方米。

       哈尔滨玻璃钢研究所大力研发拉挤技术,其在《纤维复合材料》刊物上发表的文章为航空部门等多家引用;制造了30台履带式拉挤机,可惜未及时推广。

       河北中意玻璃钢公司时任董事长岳红军主编的《玻璃钢拉挤工艺与制品》一书,是国内迄今唯一关于拉挤的专著,至今仍对拉挤技术进步起促进作用。

       无锡一民营企业开发蔬菜大棚竿拉挤在线覆膜技术。

       由武汉理工大学设计、哈尔滨玻璃钢研究院与山东武城北方玻璃钢厂制造生产的地铁接触轨保护罩成功用于伊朗德黑兰地铁。多家拉挤产品生产及设备制造企业兴起。

4.向深度和广度进军(21世纪迄今)

       拉绕、在线编织拉挤、树脂注射浸渍、纤维预加张力、拉挤非金属模具微波加热、钢模具感应加热等技术已逐渐推广。拉挤生产装备及其产品技术含量、附加值提升。面向国内外两个市场,拓宽产品应用领域。拉挤成套技术、拉挤产品已进入欧、美、日等发达国家市场。

近年拉挤技术进步

1.原辅材料

       1)增强材料

       我国玻纤池窑拉丝生产的拉挤用直接无捻粗纱,相比合股纱,能更好地发挥纤维的力学性能,提高拉挤制品的质量。

       玻纤连续原丝毡的纤维随机分布,组织疏松、有弹性,在拉挤成型中易为树脂浸渍,可提高制品的横向强度,并改善表面质量,长期以来一直多采用美国进口产品。数年前,南京、丹阳已有厂家生产。江苏九鼎新材料公司与美国专家联合设计连续毡生产线已投产,九鼎本身便生产拉挤型材,其连续毡必具有良好的工艺性等综合性能。

       膨体纱有利于改善界面、提高力学性能,亦可改善拉挤制品表面品质,国内引进加拿大技术生产门窗型材的企业早已采用,只可惜广大拉挤业者尚无此概念,价格是深层原因。

       玻纤缝编毡已广为拉挤业者采用,不似单用无捻粗纱时易致产品开裂,且令横向强度大为增加。

       玻纤与聚酯表面毡已有国产并用于拉挤,亦有毡材印花后用于拉挤产品面饰。

       玻纤/合成纤维复合纱(类似Twintex)可用于生产拉挤热塑性玻璃钢制品。

       T700碳纤维已成功用于拉挤成型,制造电缆芯、抽油杆(带)等产品。

        2)基体树脂及其助剂

       拉挤成型用得最多的树脂是不饱和聚酯树脂(UPR),要求活性、热稳定性好,现主流树脂厂商产品多能满足工艺要求。

       拉挤用UPR所用固化剂亦有进步:历经早期从美国引进设备带来的配方TBPB(过氧化苯甲酸叔丁酯)+MEKP(过氧化甲乙酮),台商带进来的TBPB+BPO(过氧化苯甲酰),后者比前者拉挤速度提高40%~60%;现在TBPB+TBPO(过氧化异辛酸叔丁酯),其拉挤速度可较第二种快50%,且型材表面质量有所提高。BPPD(过氧化二碳酸二苯氧乙基酯)被称为新型拉挤高效固化剂,可单独或与TBPB和(或)TBPO同时使用。在模温T1=85~140℃、T2=130~170℃情况下,拉挤速度可达2m/min。

       国产新型酚醛树脂用于拉挤,取得良好的技术经济效果,多用于制造要求阻燃低烟的产品,其耐酸性、耐温性亦佳。国产酚醛胶衣性能已优于舶来品。

       我国环氧树脂成功用于生产绝缘棒、反渗透管等产品。

       双组份热固性聚氨酯树脂(PUR)活性高、拉挤速度快、力学性能(尤以层间剪切强度)与耐化学腐蚀优于传统树脂、不用连续毡亦可有较高的横向强度、纤维含量可达80%Wt,故性价比高。国内已有4家企业生产PUR拉挤制品,所用PUR购自德商Bayer与美商Huntsman公司。

2.工艺

       经过近几年的发展拉挤技术工艺不断取得突破。如,在线拉挤发泡生产PU隔热隔音砌块技术;PMMA的原位反应拉挤技术,此工艺以上海杰事杰、中科院化学所为代表。

       我国还相继开发出了拉绕工艺,在线编织拉挤工艺,树脂注射技术,金属模具电磁感应加热工艺,预浸料拉挤技术等,还有以天津金锚为代表的纤维预加张力工艺,即纤维进入模具前,酌施张力,拉挤制品纵向强度与刚度提高10%~20%。

       此外,还有大直径环氧玻璃钢绝氧棒拉挤技术,采用无脱模剂、真空注射树脂等技术,现最大可拉制直径130mm的棒材(据美国专家马丁称,其最大棒材直径42mm,拉挤线速度0.7m/min);连续玻璃纤维增强PU泡沫制品生产技术,反应注射拉挤技术,混杂复合材料拉挤技术,拉挤机及相关设备设计与制造技术,筋材/锚杆制造技术,弯曲型材生产技术。

拉挤制品应用概况

       发达国家的市场以电子电器、建筑、工业设备、运输、游乐设施为主,我国与之相近。

建议

        据统计,目前我国大陆拉挤机拥有量已达3000台,从量上讲十分可观,虽然业内参差不齐,然总体上我国拉挤技术发展已迈过了低层次的台阶。

       必须正视我国真正原创的拉挤技术非常少,业内缺乏学习交流。如在线编织拉挤、模内树脂注射等已被批准的国家发明专利,上世纪国外就有了。笔者认为,我国与发达国家在拉挤技术研究水平上落后20年,尽管美、欧现在购买我国的型材与拉挤设备,主要是价格因素。

       企业已成为创新的主体,希望相关高校及研究院所发挥自身优势,真正做到产学研相结合,能动地促进技术进步和产业升级。

       笔者建议,面向国内外潜在市场,能动地研发新产品,使之处于技术与市场竞争的俯视高度;研发并采用新型树脂及固化剂、固化系统,提高拉挤线速度;利用机械相对运动原理,开发异型产品,如近年德国的“反向拉挤技术”即是一例;发展纤维增强热塑性塑料拉挤技术及其产品,可考虑采用玻纤/合成纤维复合纱,工艺较简捷;发展预浸料拉挤;进一步研发微波加热与电磁感应加热技术,使之用于提高拉挤线速度和节能及减少模具预热时间等方面;具有实力的企业可审时度势迈出国门。(摘自bet3365娱乐场手机版报)

工作动态
机构设置

主    任:姚 燕
副 主 任:颜碧兰、解小平、郅晓
京ICP备09067230号 版权所有:中国建筑材料集团有限公司 中国建筑材料集团有限公司主办
博华无限科技发展(北京)有限公司 BHCMS 技术支持
XML 地图 | Sitemap 地图