拉挤用原材料-原材料的分类

1、树脂基体

在拉挤工艺中，应用最多的是不饱和聚酯树脂，还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。

(1)不饱和聚酯树脂

    用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。目前国内使用较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势，但质量因生产厂家不同差距较大，使用时要根据不同的产品慎重选择。对普通拉挤树脂而言，最基本的要求是粘度要低，利于粗纱、其他织物的浸渍；放热峰较低；收缩率小。

(2)乙烯基树脂

    乙烯基树脂具有较好的综合性能，可提高耐化学性能和耐水解稳定性。由于乙烯基树脂本身粘度较低，可以方便做成阻燃型树脂。

(3)环氧树脂

    环氧树脂和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，是优良绝缘材料。但由于环氧树脂本身粘结力较强、收缩也比较小，对内脱模剂的要求也高。

(4)酚醛树脂

     它是最早的一类热固性树脂。具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，目前酚醛树脂已成功应用在拉挤成型工艺中。酚醛树脂分为酸催化型和高温固化型，无论哪一种都对模具的寿命是一个考验。特别是表面镀铬的模具，很容易引起铬层脱落。

5）聚氨酯树脂

     聚氨酯拉挤工艺是近年开发出的一个有发展前景的生产方法。原材料为双组份，通过特殊的计量混合设备注入模具。由于本身反应速度快，所以不需要很高的成型温度，对提高拉挤速度非常有利。另外，聚氨酯力学性能好，不需要增加其他的织物也可以满足横向强度的要求，相同强度的产品，原来普通树脂要5毫米厚，聚氨酯只需要2毫米。

2、增强材料

    拉挤工艺用的增强材料主要是玻璃纤维及其制品，如无捻粗纱、玻璃纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求，可用芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维及玄武岩纤维等。

(1)玻璃纤维

    用于拉挤工艺的玻璃纤维主要有无碱、中碱和高强玻璃纤维。玻璃纤维制品的品种有：

①无捻粗纱

    无捻粗纱有并股纱和直接纱，直接纱优于并股纱，常用的牌号1200、2400、4800Tex。(Tex是纱的质量单位，1Tex就是1000米纱1克重量）。要求：成带性好；退解性好；张力均匀；线密度均匀；浸透性好。

②玻璃纤维毡片

     短切毡要求：面积质量均匀；短切原丝、粘 c结剂分布均匀；适中的干毡强度；优良浸透性。用于强度要求不太高的制品。但由于短切毡本身抗拉能力差，很少单独使用。

     连续毡增强效果较短切毡好。要求同上。但价格较高。

     表面毡起到表面修饰作用和耐酸性。

    缝合毡（又称为复合毡），是通过涤纶丝将短切毡与粗砂缝合在一起，不含粘结剂，浸透性能好，价格较低。

③玻璃纤维织物

    可以增加制品的抗张强度及抗弯强度；减轻制品的重量；制品表面平整光滑。

④其他组合玻璃纤维增强材料，可调整制品的横向和纵向强度。

(2)碳纤维及制品与织物

     多用于要求强度高、重量轻的制品，一般与乙烯基和环氧树脂配用。主要使用的品种有碳纤维、碳纤维表面毡、碳纤维布。

     其他类型的纤维或者织物虽有所使用，但用量较低，此处不作介绍。

3、辅助材料

（1）引发剂

     引发剂的特性通常用活性氧含量、临界温度、半衰期来表示。固化体系是影响制品开裂的重要原因。由于存在贮运安全性和夏天使用的稳定性等问题，国内目前使用低温固化剂还不普遍。人们通常更愿意使用中温加高温的组合体系，但这样的体系由于固化温度较高，固化时间较迟，导致制品的整个截面固化不均匀，因而很容易开裂。

    事实上，对较厚的制品，使用低温加高温或低温加中温加高温的组合体系对于减少制品开裂是有很大好处的，因为此时制品的固化温度较低，固化较早，且制品的内外部固化时间相差不大，固化能更均匀。常用的低温固化剂为过氧化二碳酸酯类[3]，如P-16，BPPD等。太原格莱特化工有限公司生产的BPPD是一种较好的低温固化剂，它的成本相对P-16较低，且安全性较好，固化性能优异。采用BPPD加TBPB或BPPD加TBPO加TBPB或BPPD加BPO加TBPB的组合对于减少制品的裂纹是有很大帮助的。

     实际应用中很少有用单组分固化剂的，通常都是双组分或三组分按不同的临界温度搭配使用。最早从美国引进的配方是：BPO+MEKPO,后来台湾方面又引进了BPO+TBPB，据说能提高拉挤速度50-60%。目前常用的引发剂基本性能如下：

（2）环氧树脂固化剂

     常用的有酸酐类、叔胺、咪唑类固化剂。

（3）着色剂

     拉挤中的着色剂一般以颜料糊的形式出现。与手糊颜料糊相比，拉挤更需要耐温性能稳定的专用色浆。同时还要考虑是否会跟内脱模剂发生反应。

（4）填料

填料在拉挤配方中是非常重要的组成，使用得当，可以改善树脂系统的加工性和固化后制品的性能，也可以显著降低复合材料的成本。如使用不当，也会严重影响加工性能和制品性能。   

   一般来说，任何粉状矿物都可当作填料。填料对液体树脂系统的影响是提高粘度，产生触变，加速或阻滞固化，减少放热。在其所影响的工艺因素中，最重要的是对粘度与流变性的影响。而影响粘度的主要是填料的吸油率。吸油率上升则粘度上升，或者换句话说，在保持相同粘度情况下，吸油率越低，则该种填料的添加量就可以越大。下表列出了几种常用填料的吸油率值。

 表一   各种填料的吸油率[1]

    从表中可以看出，重质碳酸钙的吸油率低，为性能较好的填料。      此外，填料的比表面积会影响聚合速度。轻质碳酸钙、滑石粉等的比表面积大，会阻滞固化；而重质碳酸钙的比表面积较小，固化性能较优。  

通过对碳酸钙的表面用有机物包覆形成活性碳酸钙，使得聚集态颗粒减少，分散度提高，颗粒间空隙减少，从而更加降低其吸油率。   

   此外，填料的价格也是选择使用何种填料的重要参考。在表中列出的几种填料中，成本最低的是重质碳酸钙和滑石粉，表面活化重质碳酸钙的成本略有升高，高岭土的成本居中，最高的是氢氧化铝。氢氧化铝通常用作阻燃填料而不作为普通填料使用。

    各种填料对固化后制品的机械物理性能的影响大致相当。对阻燃性、电性能的影响略有不同。此外，对制品的动态力学性能的影响比较复杂，与填料的颗粒大小、粒径分布、颗粒形状、硬度及填充量等都有关系。    

  综上所述，对填料的选择应视对制品的最终性能要求而定。在普通的情况下，性能最好且成本最低的填料当属重质碳酸钙和表面活化重质碳酸钙、此外，除非有特殊要求，一般不建议使用复合(同时使用两种或两种以上)填料系统。

（5）脱模剂

     脱模剂具有极低的表面自由能，能均匀浸湿模具表面，达到脱模效果。优良的脱模效果是保证拉挤成型工艺顺利进行的主要条件。

     早期的拉挤成型工艺是用外脱模剂，常用的有硅油等。但用量很大且制品表面质量不理想，现已采用内脱模剂。

    内脱模剂是将其直接加入到树脂中，在一定加工温度条件下，从树脂基体渗出扩散到固化制品表面，在模具和制品之间形成一层隔离膜，起到脱模作用。

    内脱模剂一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸盐类、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸锌的脱模效果较好。在拉挤生产中，人们通常更愿意使用在常温下为液体状的内脱模剂。目前市售的内脱模剂多为伯胺、仲胺和有机磷酸酯与酯肪酸的共聚体的混合物，这类脱模剂外观色泽纯净，但酸性较强，PH一般在3-5，对模具有一定的腐蚀。

（6）其它

在拉挤生产中还须根据制品的特殊要求和工艺需要添加一些其它辅助材料，大致有：

     低收缩添加剂——能降低树脂固化过程中的收缩，减少微裂纹。低收缩添加剂不宜过多，10-20%为宜。常用的低收缩添加剂有聚苯乙烯类、聚醋酸乙烯酯类等。但加入此类助剂后，会增大拉挤机的牵引力。

     抗静电剂、导电剂等——有些工矿产品如煤矿，需要产品有一定的抗静电性但又不是完全导电，就需要加入抗静电剂，常用的主要是一些有机化合物；当玻璃钢需要有一定导电性时，就需要加入碳纤维织物、金属粉末、石墨或者炭黑等，以形成导电网络。

      阻燃剂——能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插。 最常用的和最重要的是阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物。

     偶联剂——可以增加增强材料与树脂之间粘合强度，提高玻璃钢的性能，改善界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。常用的有硅烷偶联剂。现在也常用来处理填料表面，以减少填料的吸油率和增加与树脂的粘结。

     阻聚剂——在夏天的生产中胶料常会发生自聚，可以适当添加，以延长适用期。常用的阻聚剂有：a-甲基苯乙烯、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚。

     增韧剂——具有降低玻璃钢脆性和提高玻璃钢抗冲击性能。常用的增韧剂有苯乙烯类、聚烯烃类和苯二甲酸酯类。一般用于环氧树脂的拉挤生产中。

     稀释剂——可以降低树脂粘度，改善树脂对增强材料、填料等的浸润性；控制固化时的反应热；延长树脂固化体系的适用期；填料用量增加，降低成本。不饱和聚酯用的稀释剂主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸单体等。酚醛树脂用稀释剂主要是酒精、丙酮等溶剂。环氧树脂用稀释剂有邻苯二甲酸二丁酯、含有环氧基团的低分子化合物等。

     抗氧剂——能抑制或减缓高分子材料自动氧化反应速度。主要有二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺、醛胺、单酚、烷基化多酚及硫代双酚等，此类助剂很少使用。

    光稳定剂——能够抑制或减弱光降解作用，提高聚合物和复合材料耐光性能的物质，由于大多数光稳定剂都吸收紫外光， 所以习惯上把这类物质称为紫外线吸收剂。 主要有水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类及有机镍络合物等。

    热稳定剂——能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联，延长玻璃钢使用寿命。常用的有机磷酸酯/亚磷酸酯、脂肪酸皂类、有机锡化合物、复合型热稳定剂。