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            玻璃鋼卷管的成型工藝

            放大字體  縮小字體 發布日期:2020-04-02  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:1259
            核心提示:玻璃鋼卷管可用作化工管道、輕質結構材料、電工絕緣材料等,其成型工藝與層壓板有許多共同之處。一、工藝過程及主要工藝參數卷管
                 玻璃鋼卷管可用作化工管道、輕質結構材料、電工絕緣材料等,其成型工藝與層壓板有許多共同之處。
            一、工藝過程及主要工藝參數
                卷管工藝是借助于卷管機上的熱輥將膠布軟化,使膠布中樹脂熔融;在一定張力作用下,借助滾筒與芯模的摩擦力將膠布連續地卷到芯模上,經冷輥冷卻定型,然后在固化爐中固化得到產品的一種生產方式。
                制備卷管所用的管芯可用鑄鐵管、無縫管和圓鋼來加工制造,一般要求具有較高的光潔度,并有一定的錐度以便于脫模。卷管機見圖5-8。卷管工藝示意圖見圖5-9。
            1、卷管工藝過程
                卷管成型按其上布方法的不同可分為手工上布法和連續機械法兩種。其基本過程是:首先清理各輥筒,然后將熱輥加熱到設定溫度,調整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下,將引頭布先在涂有脫模劑的管芯模上纏上約1圈,然后放下壓輥,將引頭布貼在熱輥上,同時將膠布拉上,蓋貼在引頭布的加熱部分,與引頭布相搭接。引頭布的長度約為800~1200mm,視管徑而定,引頭布與膠布的搭接長度,一般為150~250mm。在卷制厚壁管材時,可在卷制正常運行后,將芯模的旋轉速度適當加快,在接近設計壁厚時再減慢轉速,至達到設計厚度時,切斷膠布。然后在保持壓輥壓力的情況下,繼續使芯模旋轉1~2圈。最后提升壓輥,測量管坯外徑,合格后,從卷管機上取出,送入固化爐中固化成型。
               卷管工藝一般采用平紋布或人字紋布;與層壓板所用膠布相比,其不溶性樹脂含量相對低一些,含膠量則相對高一些,這是由于卷管工藝所用壓力較低的緣故。部分卷管用玻璃膠布質量指標見表5-10。  
            表5-10   部分卷管用玻璃膠布質量指標
            玻璃布規格
            粘結劑
            膠布指標
            備注
            含膠量(%
            不溶性樹脂含量(%
            0.10.2平紋布
            616酚醛
            35~43
            <5
            膠布不相互粘在一起為宜。
            0.1平紋布
            環氧酚醛(64
            35~43
            <3
            0.2高硅氧布
            616酚醛
            33~41
            <5
            0.15單向布
            環氧酚醛(64
            38~44
            <3

            2、主要工藝參數
              1)前支承輥的溫度
               卷管時前支承輥的溫度是一個重要參數,卷管溫度是否合適根據膠布預熱的情況來判斷。膠布在卷入時必須充分發軟發粘,以保證層間有良好的粘結,但也不能有明顯的流膠情況。當膠布中不溶性樹脂含量較高時前支承輥的溫度應相應地提高一些,而當不溶性樹脂含量較低時則應相應地降低溫度。
               在連續卷制過程中,前支承輥表面會粘上一些樹脂,影響操作和溫度的均勻性,因此在黏附樹脂達到一定的程度后,即應臨時停車,將表面清理干凈。
              2)壓力和張力
               壓輥的作用是將膠布壓緊,并使管芯持續轉動達到卷管的目的。管芯所受的壓力可以通過調節兩個支承輥之間的距離加以調節。支承輥之間的距離大,管芯受到的壓力就大,兩個支承輥之間的距離一般控制在管芯直徑的1/3~1/2。
               膠布張力是卷管工藝中的一項重要參數,一般來說張力大一些有助于將管卷緊和清除氣泡,同時應注意控制張力的均勻性,避免出現一邊緊一邊松的情況。
              3)固化制度
               固化制度是指管品在固化爐中固化時的控溫制度,主要根據所用粘結劑的類型和管子的壁厚來決定。
               以壁厚小于6mm的酚醛管坯為例,其固化制度為(80~100)℃入爐,2小時內均勻升溫到(170±4)℃,保溫40分鐘后取出,在爐外自然降至常溫。
              4)底布
               底布的卷制操作比較簡單,但對管材的質量影響卻比較大。
               為了使膠布能粘到管芯上并使玻璃鋼管卷緊,應先在管芯上包上底布,底布的長度以管周長的兩倍為好,底布應選比較平整的膠布。手卷底布時要卷緊卷齊,在卷管機上空轉兩、三圈后使底布卷緊后再卷管。
            二、玻璃鋼卷管基本性能

            表5-11   卷制環氧酚醛玻璃鋼管的力學和電學性能

            性能
            0.15mm單向布,內徑44mm,壁厚3mm
            0.1mm平紋布,內徑37mm,壁厚2.5~3.5mm
            比重(g/cm3
            1.6~1.7
            1.6~1.76
            彎曲強度(MPa
            380~450
            140~200
            彎曲彈性模量(GPa
            17~19
            11~14
            軸向壓縮強度(MPa
            210~250
            100~150
            拉伸強度(MPa
            400~450
            300~350
            體積電阻(干燥)(Ω cm)
            ——
            1.31016
            體積電阻(浸水24h) (Ω cm)
            ——
            2.91014
            表面電阻(干燥)(Ω)
            ——
            2.01014
            表面電阻(浸水24h) (Ω)
            ——
            2.31012
            樹脂含量(%)
            ——
            31~35
            三、常見問題及解決措施

            表5-12   卷管常見問題及解決措施

            缺陷
            原因
            對策
            分層
            ①膠布太干,樹脂可溶性低或浸膠不均勻。
            ②壓輥溫度太高,膠布老化;或壓輥壓力低。
            ③張力小或不均勻。
            ④膠布混有雜質。
            ⑤固化溫度低且時間短。
            ①調整浸膠工藝和膠布指標。
            ②調整壓輥溫度和壓力。
            ③調整張力。
            ④保證膠布清潔。
            ⑤調整固化溫度,保證足夠的固化時間。
            起皺或變形
            ①管芯溫度太高或黏附殘膠太多。
            ②底布質量控制不當
            ③張力小或不均勻。
            ①降低管芯溫度,清理殘膠。
            ②加強底布質量控制。
            ③調整張力。
            氣泡
            ①膠布揮發份太高,而壓輥溫度低、轉速快。
            ②張力不均勻。
            ③脫模劑過厚或模具溫度太高。
            ④升溫過急。
            ①調整膠布揮發份,調整壓輥溫度、轉速。
            ②控制張力。
            ③脫模劑不宜過厚;調整模具溫度。
            ④調整工藝。
            樹脂積聚
            ①含膠量太高且壓輥溫度高。
            ②壓輥提升過早。
            ③固化升溫過急。
            ①調整浸膠工藝,控制膠布指標;降低壓輥溫度。
            ②控制壓輥提升時機。
            ③固化升溫不宜過急,適當延長保溫時間。
            力學性能差
            玻璃纖維布熱處理時強度損失太大。
            ②材料經前和后處理條件不當。
            ③固化溫度低且時間不足即固化不徹底。
            ④固化溫度太高或時間太久。
            ①控制玻纖布熱處理溫度與車速。
            ②嚴格控制工藝要求,正確進行前或后處理。
            ③改善固化條件或適當延長保溫時間。
            ④嚴格掌握好固化溫度及操作時間。
             
             
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