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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:1134
    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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