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玻璃钢卷管的成型工艺

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-02  来源:复材应用技术网  浏览次数:1072
核心提示:玻璃钢卷管可用作化工管道、轻质结构材料、电工绝缘材料等,其成型工艺与层压板有许多共同之处。一、工艺过程及主要工艺参数卷管
     玻璃钢卷管可用作化工管道、轻质结构材料、电工绝缘材料等,其成型工艺与层压板有许多共同之处。
一、工艺过程及主要工艺参数
    卷管工艺是借助于卷管机上的热辊将胶布软化,使胶布中树脂熔融;在一定张力作用下,借助滚筒与芯模的摩擦力将胶布连续地卷到芯模上,经冷辊冷却定型,然后在固化炉中固化得到产品的一种生产方式。
    制备卷管所用的管芯可用铸铁管、无缝管和圆钢来加工制造,一般要求具有较高的光洁度,并有一定的锥度以便于脱模。卷管机见图5-8。卷管工艺示意图见图5-9。
1、卷管工艺过程
    卷管成型按其上布方法的不同可分为手工上布法和连续机械法两种。其基本过程是:首先清理各辊筒,然后将热辊加热到设定温度,调整好胶布张力。在压辊不施加压力的情况下,将引头布先在涂有脱模剂的管芯模上缠上约1圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同时将胶布拉上,盖贴在引头布的加热部分,与引头布相搭接。引头布的长度约为800~1200mm,视管径而定,引头布与胶布的搭接长度,一般为150~250mm。在卷制厚壁管材时,可在卷制正常运行后,将芯模的旋转速度适当加快,在接近设计壁厚时再减慢转速,至达到设计厚度时,切断胶布。然后在保持压辊压力的情况下,继续使芯模旋转1~2圈。最后提升压辊,测量管坯外径,合格后,从卷管机上取出,送入固化炉中固化成型。
   卷管工艺一般采用平纹布或人字纹布;与层压板所用胶布相比,其不溶性树脂含量相对低一些,含胶量则相对高一些,这是由于卷管工艺所用压力较低的缘故。部分卷管用玻璃胶布质量指标见表5-10。  
表5-10   部分卷管用玻璃胶布质量指标
玻璃布规格
粘结剂
胶布指标
备注
含胶量(%
不溶性树脂含量(%
0.10.2平纹布
616酚醛
35~43
<5
胶布不相互粘在一起为宜。
0.1平纹布
环氧酚醛(64
35~43
<3
0.2高硅氧布
616酚醛
33~41
<5
0.15单向布
环氧酚醛(64
38~44
<3

2、主要工艺参数
  1)前支承辊的温度
   卷管时前支承辊的温度是一个重要参数,卷管温度是否合适根据胶布预热的情况来判断。胶布在卷入时必须充分发软发粘,以保证层间有良好的粘结,但也不能有明显的流胶情况。当胶布中不溶性树脂含量较高时前支承辊的温度应相应地提高一些,而当不溶性树脂含量较低时则应相应地降低温度。
   在连续卷制过程中,前支承辊表面会粘上一些树脂,影响操作和温度的均匀性,因此在黏附树脂达到一定的程度后,即应临时停车,将表面清理干净。
  2)压力和张力
   压辊的作用是将胶布压紧,并使管芯持续转动达到卷管的目的。管芯所受的压力可以通过调节两个支承辊之间的距离加以调节。支承辊之间的距离大,管芯受到的压力就大,两个支承辊之间的距离一般控制在管芯直径的1/3~1/2。
   胶布张力是卷管工艺中的一项重要参数,一般来说张力大一些有助于将管卷紧和清除气泡,同时应注意控制张力的均匀性,避免出现一边紧一边松的情况。
  3)固化制度
   固化制度是指管品在固化炉中固化时的控温制度,主要根据所用粘结剂的类型和管子的壁厚来决定。
   以壁厚小于6mm的酚醛管坯为例,其固化制度为(80~100)℃入炉,2小时内均匀升温到(170±4)℃,保温40分钟后取出,在炉外自然降至常温。
  4)底布
   底布的卷制操作比较简单,但对管材的质量影响却比较大。
   为了使胶布能粘到管芯上并使玻璃钢管卷紧,应先在管芯上包上底布,底布的长度以管周长的两倍为好,底布应选比较平整的胶布。手卷底布时要卷紧卷齐,在卷管机上空转两、三圈后使底布卷紧后再卷管。
二、玻璃钢卷管基本性能

表5-11   卷制环氧酚醛玻璃钢管的力学和电学性能

性能
0.15mm单向布,内径44mm,壁厚3mm
0.1mm平纹布,内径37mm,壁厚2.5~3.5mm
比重(g/cm3
1.6~1.7
1.6~1.76
弯曲强度(MPa
380~450
140~200
弯曲弹性模量(GPa
17~19
11~14
轴向压缩强度(MPa
210~250
100~150
拉伸强度(MPa
400~450
300~350
体积电阻(干燥)(Ω cm)
——
1.31016
体积电阻(浸水24h) (Ω cm)
——
2.91014
表面电阻(干燥)(Ω)
——
2.01014
表面电阻(浸水24h) (Ω)
——
2.31012
树脂含量(%)
——
31~35
三、常见问题及解决措施

表5-12   卷管常见问题及解决措施

缺陷
原因
对策
分层
①胶布太干,树脂可溶性低或浸胶不均匀。
②压辊温度太高,胶布老化;或压辊压力低。
③张力小或不均匀。
④胶布混有杂质。
⑤固化温度低且时间短。
①调整浸胶工艺和胶布指标。
②调整压辊温度和压力。
③调整张力。
④保证胶布清洁。
⑤调整固化温度,保证足够的固化时间。
起皱或变形
①管芯温度太高或黏附残胶太多。
②底布质量控制不当
③张力小或不均匀。
①降低管芯温度,清理残胶。
②加强底布质量控制。
③调整张力。
气泡
①胶布挥发份太高,而压辊温度低、转速快。
②张力不均匀。
③脱模剂过厚或模具温度太高。
④升温过急。
①调整胶布挥发份,调整压辊温度、转速。
②控制张力。
③脱模剂不宜过厚;调整模具温度。
④调整工艺。
树脂积聚
①含胶量太高且压辊温度高。
②压辊提升过早。
③固化升温过急。
①调整浸胶工艺,控制胶布指标;降低压辊温度。
②控制压辊提升时机。
③固化升温不宜过急,适当延长保温时间。
力学性能差
玻璃纤维布热处理时强度损失太大。
②材料经前和后处理条件不当。
③固化温度低且时间不足即固化不彻底。
④固化温度太高或时间太久。
①控制玻纤布热处理温度与车速。
②严格控制工艺要求,正确进行前或后处理。
③改善固化条件或适当延长保温时间。
④严格掌握好固化温度及操作时间。
 
 
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