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        聚氨酯拉擠成型工藝及其制品

        發布時間:2019-08-15 10:12:05

          經過數年開發,聚氨酯拉擠成型已實現商業化。北美洲的拉擠廠商看到了中國拉擠產品的強烈競爭,故欲通過聚氨酯更高的韌性和強度來尋求發展機遇。在聚氨酯拉擠過程中,可以使用更多的增強纖維,使制品強度大大增高。同時,由于聚氨酯本身優異的沖擊強度、拉伸強度和層間剪切強度,制品可制得更薄更輕。例,可用更少的連續原絲氈而更多的無捻粗紗來制得更薄的工字梁,使工字梁的厚度從3.3,mm減少到.6,mm,同時保持其縱向剛度不變。
                                                  聚氨酯拉擠成型工藝及其制品

          這樣,制品就減少了13%重量和7%成本。另外,由于拉擠聚氨酯制品脆性更小,從而可用常規方式裝配而不開裂和破碎。催化劑和樹脂的改進使聚氨酯的室溫膠凝時間延長至30,min以上。盡管適用期延長,但在拉擠作業的較高溫度下仍保持很快的固化速度。其結果,在拉擠單向型材時,生產線速度達到1.83,m/min以上。這與最好的聚酯樹脂相似,但比乙烯基酯的0.61~0.92,m/min和環氧的0.31~0.61,m/min快得多。為適應拉擠工藝,一些樹脂廠商先后研發了相適的聚氨酯樹脂。例如,亨斯曼聚氨酯樹脂公司研發了不發泡的聚氨酯樹脂,巴斯夫公司也研發了相似樹脂, 拜耳材料科學公司推出了拉擠專用Baydur,,,PUL,,2500樹脂。而據最近報道,美國雷可德公司亦推出一種聚氨酯混雜樹脂DION,31040-00,供拉擠使用。據稱該樹脂具有低粘度、中度至高度反應性、良好的沖擊強度和韌性以及良好的短梁剪切性能。

          聚氨酯復合材料是用熱固性聚氨酯制造的。這種復合材料具有優異的拉伸特性、抗沖擊性和耐腐蝕性。其典型拉伸強度約880,kg/cm2,拉伸模量約30,230,kg/cm2,斷裂伸長率為7.5%以上。經過發泡的聚氨酯復合材料還可減重達20%。拉擠成型

          聚氨酯復合材料優異的韌性有利于后道加工如鉆孔、機械加工和裝配等作業。與傳統熱固性復合材料相比,聚氨酯復合材料經加工和沖切的邊緣顯現極少甚至沒有微裂紋。

          聚氨酯復合材料還因其模塑成型性能而受關注。其固化速度比聚酯噴射成型快得多,在非汽車應用中聚氨酯為20,min而聚酯為2~4,h。聚氨酯噴射過程還比聚酯噴射所耗勞動量少得多,因為它不象聚酯那樣需要輥壓玻璃纖維來排除空氣和保證浸透。在制造汽車零部件時,聚氨酯采用SRIM工藝只需30,s至2,min,而聚酯和乙烯基酯片狀模塑料(SMC)成型卻需2~10,min。制造聚氨酯復合材料所需勞力亦更少,因為SMC模塑需要制備半成品和B階儲存等中間環節。聚氨酯用SRIM所需壓力更低,所以模具成本也比SMC低得多。

          聚氨酯也曾有過反應速度的局限。過去,在生產大型玻璃纖維增強聚氨酯制品時,常常因聚氨酯反應太快而無足夠時間來關閉壓機。但聚氨酯化學配方的靈活性和新的設備設計已克服了先前的局限。聚氨酯復合材料還有另一優點:它們不含苯乙烯,不產生大量的揮發性有機化合物。另一方面,聚氨酯含有MDI(二苯基甲烷-4,4&prime;-二異氰酸酯,一種受控材料),但業內人士認為,在聚氨酯復合材料成型過程中排放的MDI一般可以忽略不計,因為根據行業排放試驗的結果,MDI的蒸氣壓力很低。

          聚氨酯的拉擠制品包括型材、桿件和板材,如梯子桿、工具柄、電線桿橫擔、電桿、曲棍球桿、碼頭片樁、貨柜板材等。窗框是新的增長點。加拿大茵萊玻璃鋼公司正使用拜耳的Baydur,,,PUL,2500聚氨酯樹脂拉擠窗框型材。使用這種樹脂,可以制得更大、更薄而強度足夠的型材,用于大窗框甚至幕墻。據稱這種窗框比鋁、木和塑料窗框好得多。

          它們具有優良的脹縮性能,可耐受各種氣候條件,從北極嚴寒到到沙漠酷熱以及海邊潮濕。它們可經涂漆或后加工而形成木質外觀。另一個有意思的用途是鐵路枕木。在歐洲,鐵路建造者越來越多地關注用日本積水化學公司拉擠的FFU(纖維增強泡沫聚氨酯)枕木來代替木質或混凝土枕木。經過幾次成功應用之后,最近在德國勒弗庫森化工園又安裝了一支路系統,共使用了136根FFU枕木。這些枕木由積水化學公司提供,所用聚氨酯來自拜耳材料科學公司設在日本的供應商。據稱這種枕木看似木材,結合了天然產品和現代設計的所有優點。它可用普通木工工具進行鋸、刨、釘、上螺絲和膠粘等加工。其熱膨脹系數和導熱率都很低。由于有纖維增強,其抗壓、抗拉、抗彎強度都很高,使用壽命比傳統枕木長3倍多。由于其閉孔結構,它即使在暴雨中也吸水極少,因而不影響其優良的電絕緣性能。該材料還耐水解、油脂、海水、霜凍和除冰鹽,在長期氣候條件下也保持穩定。其重量和現場加工性能大大優于混凝土,可制成任意長度,不需為每種長度另制模。其生態性能也是一大優點,制造時不使用溶劑,使用后可以循環利用。由于這些優點,FFU枕木特別適于在隧道、橋梁使用。在日本,每年要鋪設9萬多根聚氨酯枕木,現在已有130多萬根投入使用。日本著名的高速列車&ldquo;新干線&rdquo;的鐵軌就使用了這種枕木。

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