本發(fā)明涉及復合材料領域,特別是涉及一種熱塑性材料拉擠成型方法。
背景技術:
拉擠成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續(xù)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(xù)不斷地生產(chǎn)長度不限的玻璃鋼型材。這種工藝最適于生產(chǎn)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)。
目前,拉擠工藝大多采用的是熱固性樹脂,如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂等,固化過程是一個交聯(lián)反應的過程,得到的是熱固性玻璃鋼,產(chǎn)品一旦定型就不能再改變形狀,而且也難以回收利用,環(huán)境友好性差。與熱固性玻璃鋼相比,采用熱塑性樹脂與連續(xù)纖維復合制得地熱塑性材料則不僅可克服這些缺點,而且熱塑性材料具有更加優(yōu)良的耐熱性和抗沖擊性能,正鑒于此,熱塑性拉擠玻璃鋼在近年來越來越受到人們的重視。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于,針對現(xiàn)有技術的不足,提供一種熱塑性材料拉擠成型方法。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案為:
一種熱塑性材料拉擠成型方法,其包含如下步驟:
1)浸漬料制備:熱塑性聚合物樹脂70~80%、固化劑2~5%、硅烷型偶聯(lián)劑0.5~5.0%、催化劑0.5~1%、填料10~20%,在100~180℃下制得浸漬料;
2)纖維排紗:將成品纖維逐一放置在排紗架上,從紗筒內(nèi)壁引出纖維,并經(jīng)過烘箱進行干燥;
3)干燥后的纖維經(jīng)過導紗網(wǎng)板排布后進入浸漬槽,浸漬槽內(nèi)盛放第1)步驟制備好的浸漬料;
4)浸漬后的纖維進一步均勻并除去多余的浸漬料和氣泡,進入預成型設備,使其形狀逐漸形成成型模的進口形狀;
5)固化成型:經(jīng)預成型后進入固化成型設備,制成熱塑性材料成品。
優(yōu)選地,所述的催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化鈉、氫化鋰、乙醇鈉中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地,所述的纖維選自玻璃纖維、碳纖維、石英纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、碳化硅纖維或玄武巖纖維中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地,所述的固化劑為過氧化物。
優(yōu)選地,所述的浸漬槽設置有擠膠輥以控制含膠量和排氣,還設置有分珊板,以將浸漬后的纖維分開。
優(yōu)選地,固化成型設備分為加熱區(qū)、膠凝區(qū)和固化區(qū)。
優(yōu)選地,所述的纖維在進入浸漬槽前經(jīng)過烘箱進行干燥,烘箱的溫度為80~100℃,纖維在烘箱的停留時間為3~5分鐘。
優(yōu)選地,第3)步驟的浸漬時間為10~15分鐘,浸漬槽的溫度控制在80~110℃,防止浸漬料冷卻固化。
本發(fā)明提供的熱塑性材料拉擠成型方法,具有以下優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明方法中,浸漬料對纖維的浸漬效果好,優(yōu)于粉末浸漬法和混雜無捻粗紗法,產(chǎn)品性能好;
2、本發(fā)明方法與溶液浸漬法相比,無需溶劑回收工序,節(jié)約生產(chǎn)成本,而且不會造成環(huán)境污染的問題。
具體實施方式
以生產(chǎn)玻璃纖維增強聚丙烯樹脂平面板材為例,浸漬料配比為:聚丙烯樹脂70%、過氧化氫(固化物)5%、氫氧化鈉(催化劑)1%,碳酸鈣(填料)20%,硅烷型偶聯(lián)劑4%。
具體工藝包括:
1、將上述配比料放入攪拌釜中混合均勻,然后轉入脫水釜,在150℃下制得浸漬料;
2、將玻璃纖維逐一放置在排紗架上,從紗筒內(nèi)壁引出玻璃纖維,并經(jīng)過烘箱進行干燥,烘箱的溫度設置為100℃,纖維在烘箱的停留時間為5分鐘,以充分干燥玻璃纖維;
3、干燥后的纖維經(jīng)過導紗網(wǎng)板排布后進入浸漬槽,浸漬槽內(nèi)盛放第1)步驟制備好的浸漬料;浸漬槽設置有擠膠輥以控制含膠量和排氣,還設置有分珊板,以將浸漬后的纖維分開,浸漬時間為10分鐘,浸漬槽的溫度控制在80~110℃,防止浸漬料冷卻固化;
4、浸漬后的纖維進一步均勻并除去多余的浸漬料和氣泡,進入預成型設備,使其形狀逐漸形成成型模的進口形狀;
5、固化成型:經(jīng)預成型后進入固化成型設備,制成熱塑性材料成品。固化成型設備分為加熱區(qū)、膠凝區(qū)和固化區(qū),在模具上使用三組加熱板來加熱并嚴格控制溫度,模具的溫度主要依據(jù)樹脂在固化中的放熱曲線及物料與模具的摩擦性能而設定的,溫度低,樹脂不能固化,溫度過高,胚料一入模具就固化,使成型、牽引都困難,嚴重時會產(chǎn)生廢品甚至損壞設備。樹脂在加熱過程中,溫度逐漸升高,粘度降低,通過加熱區(qū)后,樹脂體系開始膠凝、固化,這時產(chǎn)品與模具界面處的阻力增加。壁面上零速度的邊界條件被打破,基本固化的型材以均勻的速度在模具表面摩擦運動,在離開模具后基本固化,型材在烘道中受熱繼續(xù)固化,保證進入牽引機時有足夠的固化度。
當然,此發(fā)明還可以有其他變換,并不局限于上述實施方式,本領域技術人員所具備的知識,還可以在不脫離本發(fā)明構思的前提下作出各種變化,這樣的變化均應落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。