[发明专利]一种尼龙基热塑性玻璃钢的拉挤生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种尼龙基热塑性玻璃钢的拉挤生产工艺。

背景技术

拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材(门窗型材、叶片等)等。

拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点是：①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；②拉挤成型制品中纤维含量可高达80％，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；③生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故较其它工艺省工，省原料，省能耗；④制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。

目前，拉挤工艺大多采用的是热固性树脂，如不饱和聚酯、环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂等，固化过程是一个交联反应的过程，得到的是热固性玻璃钢，产品一旦定型就不能再改变形状，而且也难以回收利用，环境友好性差。与热固性玻璃钢相比，采用热塑性树脂与连续纤维复合制得地热塑性玻璃钢则不仅可克服这些缺点，而且热塑性玻璃钢具有更加优良的耐热性和抗冲击性能，正鉴于此，热塑性拉挤玻璃钢在近年来越来越受到人们的重视。

由于热塑性树脂的熔体粘度大，对纤维浸渍困难，热塑性玻璃钢拉挤工艺的研究重点长期集中在浸渍技术方面，各种不同拉挤工艺的根本区别也在于浸渍方法和浸渍工艺的不同。总体来说，可以根据浸渍技术把热塑性玻璃钢拉挤工艺分为非反应型拉挤工艺和反应型拉挤工艺。非反应型拉挤工艺采用的浸渍方式主要有熔体浸渍、粉末浸渍、溶剂浸渍、混杂无捻粗纱法。

熔体浸渍一般是让均匀分散、预加张力的连续纤维束通过一连串轮系间流动着的熔融态的基体树脂的辊轮系统。为提高浸透性，还往往要加一定的压力，或混入低相对分子量的同种类的改性组分等。该工艺比较成熟，能加工一切可以熔融流动的塑料材料。该方法的明显缺点是基体树脂对纤维束的浸渍效果很差。

溶剂浸渍法是将基体树脂溶于溶剂形成溶液，制得低粘度的溶液，并以此来浸渍纤维，然后将溶剂挥发，再经过拉挤工艺制得制品。该方法可以很好的浸渍纤维，然而存在溶剂的蒸发和回收费用昂贵，易污染环境的问题。

粉末浸渍技术是在流化床中，通过静电作用将树脂细粉吸附于纤维束单丝的表面，然后加热使粉末熔结在纤维的表面，最后在拉挤成型过程中使纤维得到浸润。这种方法不受基体粘度的限制，对纤维的损伤小。但设备投入大，且需要的超细基质粉末的成本十分昂贵，这大大限制了该技术的应用。

混杂无捻粗纱法是将热塑性树脂纺成纤维或薄膜带，然后根据含胶量的多少将一定比例的增强纤维和树脂纤维紧密地合并成混纱，再通过拉挤工艺，将树脂纤维熔成基体。该方法所采用的混纱的加工成本很高，限制了其应用。

与反应型浸渍方式相比，热塑性玻璃钢的反应型拉挤工艺则是采用低粘度的单体溶液浸渍纤维，在引发剂的作用下，在拉挤模具中迅速固化定型。因浸渍液粘度低，可对纤维实现理想的浸渍效果。

利用反应型拉挤工艺来制备热塑性玻璃钢，不仅要求单体聚合速度快，而且在实际生产中需要克服种种技术难题。其一，控制反应条件，消除影响聚合的不利因素。其二，需要调节浸渍液的粘度，粘度太高时对玻纤的浸渍不充分，粘度太低则纤维的挂胶量不足；其三，需要填加必要的润滑剂以满足拉挤工艺的需要，否则会出现牵引阻力太大或者型材表面质量差的情况。鉴于上述原因，目前市场上鲜于见到利用反应型拉挤工艺生产的热塑性玻璃钢制品。

尼龙具有高强度、高耐磨性、高抗化学性及良好的抗老化性，玻纤增强的尼龙工程塑料是综合性能最优良的通用工程塑料之一。内酰胺的阴离子开环聚合是生产浇注尼龙的一种成熟的生产工艺。利用己内酰胺浸渍玻璃纤维后进行聚合，即可制得性能优良的玻璃钢制品。

利用内酰胺的阴离子开环聚合生产浇注尼龙在工业生产上已经很成熟，尽管从聚合速度上来说内酰胺适用于拉挤工艺，但因为内酰胺的阴离子开环聚合对水极其敏感，而且加入活化剂后聚合速率很快，造成浸渍液的储存稳定性很差，在拉挤工艺的具体实施上有很大的难度。如欲将内酰胺的阴离子开环聚合应用于拉挤工艺生产来生产玻璃钢制品，则需要对各个环节进行严格控制，目前尚未有利用反应型拉挤工艺来生产尼龙基热塑性玻璃钢生产工艺的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种尼龙基热塑性玻璃钢的拉挤生产工艺。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种尼龙基热塑性玻璃钢的拉挤生产工艺，该工艺包括以下步骤：