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聚乙烯涂覆玻璃纤维纱窗布的斥地磋商

  塑 料 科 技 №6 (Sum1170) December 2005 PLASTICS SCI1 & TECHNOLOGY 35 文章编号 : 100523360( 2005) 0620035204 聚乙烯涂覆玻璃纤维纱窗布的开发研究 李雄辉 ,胡 萍 ,杨 勇 ,何 斌 (湖南省塑料研究所 ,湖南 长沙 410001) 摘 要 : 简述了 PE 涂覆玻璃纤维纱窗布的涂覆工艺 、产品性能 、技术参数及其对产品质量的影响因素 ;介绍 了该产品的推广及应用情况 。 关键词 : 聚乙烯 ;玻璃纤维 ;纱窗布 ;涂覆 中图分类号 : TQ325112 文献标识码 : B 1 前言 人们常见的玻璃纤维 (简称玻纤) 涂塑纱窗布 ,系 以丙烯酸酯 、PVC 聚合物为涂层 ,涂覆在玻璃纤维基材 上 ,经一系列加工制成 。以聚乙烯 ( PE) 树脂为涂层的 玻纤纱窗布较少 。PVC 涂覆玻纤纱窗布的涂层为 PVC 树脂及助剂 ,这些材料有轻微的腐蚀性 ,吸尘 ,耐热性 、 耐候性差 ,密度大 ,使用不方便 。丙烯酸酯涂覆玻纤纱 窗布逐渐代替了 PVC 涂覆玻纤纱窗布 ,因为丙烯酸酯 综合性能优于 PVC 树脂 。然而丙烯酸酯涂覆玻纤纱 窗布不耐溶剂及不耐微生物的侵蚀 ,使用受到一定的 限制 。取而代之的是 PE 涂覆玻纤纱窗布 。PE 以其化 学性能稳定 、耐候性好 、无毒 、无污染 、密度低 、强度高 、 加工方便而被广泛用于各种食品 、药品 、化妆品的包装 材料 。玻璃纤维织物是目前增强材料中成本最低 、使 用最普遍的一种 。玻纤虽稳定性好 、强度高 ,但弯曲疲 劳强度差 。采用 PE 树脂涂覆玻纤可得到一系列综合 性能优异的涂塑玻纤纱窗布 。发达国家 PE 涂覆玻纤 织物的生产技术成熟 ,产品使用范围广 。国内尚有小 批量产品上市 ,均采用粉末热熔法涂覆玻璃纤维织物 , 产品质量欠佳 ,仅部分用于海水网箱养殖业 。而无污 染养殖业 、净化过滤网 、室内用增强材料等行业 ,亟待 PE 涂覆玻纤织物投入市场 。采用预处理法 ,将 PE 涂 覆玻纤织物 ,具有生产工艺简单 ,稳定性好 ,综合性能 优异 ,使用寿命长 ,安装 、使用方便 ,无毒 、无污染 、价格 低廉等特点 ,具有广泛的市场前景 。同时也具有相当 大的研究开发价值 ,它的投产将为工农业生产及国民 收稿日期 : 2005207205 经济建设做出一定的贡献 。 2 PE 涂覆玻纤纱窗布工艺流程及影响 产品质量的主要因素 211 涂覆基本原理 PE 是一种化学惰性的聚合物 ,一般情况下 ,无溶 剂能使其溶解 ,难以配制其溶液 。加之 PE 聚合物的 表面能很低 ,为 23dynΠcm ,仅高于聚四氟乙烯 、有机硅 材料 ,属于难粘材料 ,与其他材料粘附强度低 。PE 涂 覆金属件技术成熟 ,主要由于金属基材在 PE 成型温 度内不产生形变 ,同时金属包覆接触面积大 ,易于实现 工业化生产 。常用的方法为固体粉末 PE 热融浸渍 法 ,此方法适合涂覆厚的产品 。如果将此法用于涂覆 薄的产品 ,就会出现制件与涂层结合不牢 ,均匀性差 , 易于剥离 。此法不适宜于柔软的玻纤纱窗布的涂覆 。 PE 涂覆玻纤纱窗布 ,对工艺要求特殊 。要使 PE 涂覆 玻纤纱窗布的技术性能 、工艺控制 、综合成本均达到理 想水平 ,必须借助中间途径完成 。基本原理 :将力学性 能优 、成膜性能好 ,有一定支链度 、熔点低 、粘性好的 PE 树脂进行一系列的预处理 ,并配制一定粘度的均相 液体 。然后将备用的玻纤布浸润在 PE 液体中 ,使玻 纤布束丝周围粘附液体 ,由浸润 ,渗透 ,到强化吸附 ,进 一步增大液固相的接触面 ,待液固相充分吸附后 ,快速 微包定位 ,完成涂层均化 ,控制涂层厚度 ,加热预塑化 、 高温熟化 ,冷却定型等 。在 PE 涂覆玻纤纱窗布工艺 生产中 , 利用上述原理 , 首先选择中分子量 ,MFR 适 中 ,流动性 、成膜性好 ,粘附力强 ,拉伸强度高的 PE 树 脂为主体材料 ; 其次选择与 PE 溶解度参数接近的有 36 李雄辉 ,等 聚乙烯涂覆玻璃纤维纱窗布的开发研究 机物为载体 ,并配制成均相涂料 ;再将处理好的玻纤布 完全浸泡在涂料液中 ,经微包 ,定位 ,控制涂层厚度 ,塑 化 ,熟化等工序进行工业生产 。生产工艺条件的严格 控制 ,工艺条件的可靠性 、连续性 ,每个环节将直接影 响产品质量 。 212 生产工艺 21211 原料 LDPE 树脂 ,MFR 5~7gΠ10min ,北京产 ; 茂金属 PE ,MFR ≥2gΠ10min ,美国产 ; 分散剂 ,自制 ; 载体 ,自制 ; 颜料 ,国产 ; 基材 ,玻璃纤维布 ,株洲产 。 21212 工艺流程 21213 主要设备 玻纤布放卷机 ,自制 ; 高速捏合机 ,100L ,北京产 ; 溶解槽 ,100L ,自制 ; 盛料槽 ,60L ,自制 ; 涂覆上胶机组 ,幅宽 1250mm ,自制 ; 立式烘道 ,20m ,自制 ; 收卷机 ,自制 。 21214 工艺控制 涂覆温度控制在 140 ℃~160 ℃,烘道温度为 : 一区 二区 三区 冷却 140 ℃~160 ℃ 170 ℃~180 ℃ 160 ℃ 常温 213 影响产品质量的因素 21311 原料对产品质量的影响 在 PE 涂覆玻璃纤维纱窗布的生产过程中 ,影响 产品质量的因素是多方面的 。首先是原料的选择 ,通 用涂覆级 PE 树脂 ,力学性能好 ,原料易得 ,但与玻纤 的粘附强度低 ,熔融粘合温度高 ,不利于成型 ,耐摩擦 、 耐穿刺性差 。加入适量的茂金属 PE 树脂 ,可使其与 玻纤粘合牢度提高 ,成膜性好 。此外涂料的浓度也与 制品质量有着直接关系 。因此选择合适的原料 ,控制 好涂料的浓度 ,在 PE 涂覆玻纤纱窗布中起着十分重 要的作用 。 21312 涂覆工艺及厚度对产品性能的影响 PE 涂覆工艺对产品质量影响较大 。当玻纤布浸 润在聚乙烯树脂溶液中 ,必须经过液固相接触浸润包 覆 、粘附的过程 。在此过程中 ,液固相浸润接触必须在 恰当的时间内完成 。时间太短 ,涂料未充满纤维周围 , 涂层不均 ,结合牢度低 ;浸润时间较长 ,涂层超重 ,牵引 速度慢 。所以涂覆时间 、涂胶速度 、牵引 、收卷 、塑化必 须控制在最佳值 ,才能生产质量优异的产品 。 此外 ,涂覆厚度也是影响产品质量的重要环节。 涂层厚度与涂覆时间有一定的关系 ,但涂层厚度主要 靠涂料的浓度来控制 。胶层太薄 ,耐摩擦性降低 ,经纬 变形大 ,经纬拉力小 ,拉伸强度低 ,弯曲耐久性差 ;胶层 太厚 ,织物的柔软度差 ,单位面积质量增加 ,成本提高 , 同时给使用者带来不便 。生产中使用橡胶辊对涂层施 加压力来控制胶层厚度 。 PE 涂覆玻纤纱窗布的生产中 ,涂覆层的定位也是 影响产品质量的因素之一 。涂层定位即基体玻纤布通 过涂覆液体后 ,胶液仍处在粘流状态 ,容易出现胶层滞 留现象 ,使胶层厚薄不均匀 。经过橡胶辊涂刮 ,减少低 分子物质含量 ,使涂层均匀吸附在纤维表面 ,为进入烘 道塑化做好前期准备 。决定涂层厚度基本上在此工序 完成 ,塑化工序无法对涂层厚度作出补偿 。 在 PE 涂覆玻纤纱窗布的生产过程中 ,塑化 、熟化 是生产工艺流程中最后一道工序 。当涂层定位后 ,胶 层基本上均匀吸附在玻璃纤维周围 ,但胶粘层仍处于 膏状 ,无粘附力 ,更谈不上强度 ,需要进一步塑化成型 。 此工序在长达 20m 的烘道中完成 ,在进入烘道的 5m 处进行低温预塑化 ,这样可使胶料的内外层同时受热 塑化 。在烘道的 6m~15m 处进行高温塑化 ,使得聚合 物涂层牢固地粘附在纤维表面 ,成为坚韧光滑的塑料 膜层 ,且具有极好的拉伸强度和耐摩擦性 。塑化的温 度和牵引速度是恒定的 ,温度过低 ,塑化效果差 ,产量 低 ;温度过高 ,制品膜层出现龟裂现象 ,缩短使用寿命 。 在烘道 15m~20m 处为均化 、熟化工序 ,通过高温塑化 的涂层膜表面易变形 ,还需均化 、熟化工序进一步塑 李雄辉 ,等 聚乙烯涂覆玻璃纤维纱窗布的开发研究 37 化 ,从而得到质量稳定的产品 。 3 PE 涂覆玻璃纤维纱窗布主要技术指标 PE 涂覆玻璃纤维纱窗布是 PE 树脂与玻纤包覆而 成的复合材料 ,集高聚物与玻纤性能为一体 ,产品平整 光滑 ,其主要性能见表 1 。由表 1 可看出 ,PE 涂覆玻纤 纱窗布性能均优于以 PVC、丙烯酸酯聚合物涂覆的纱 窗布 ,特别适合在食品过滤 、医疗 、医药和其他对其性 能要求严格的行业使用 。 4 PE 涂覆玻纤纱窗布的推广及使用 PE 涂覆玻纤纱窗布是一种化学性能稳定 、经久耐 用 、无污染 、无腐蚀性的理想涂塑织物 ,广泛用于家庭 、 宾馆及其他场所 ;也可作为各种网材 ,普遍用于陆地 、 水域等养殖业 ;还可广泛用于建筑 、造纸 、医疗 、输送等 领域 。 411 用于家庭 、宾馆等场所 我国城市居民家庭早已使用涂覆玻纤纱窗布 ,近 来在农村也开始使用 。尤其南方气温高 ,生态环境好 , 蚊虫繁殖非常快 ,给人们居住生活带来诸多不便 。这 些地区 ,一年四季 、家家户户使用纱窗布 ,有的农户连 牲口棚也使用了纱窗布 ,用量之大是前所未有的 。据 不完全统计 ,仅住房的纱窗布用量就可达 30 万吨以 上 。随着房地产业的腾飞 ,这种涂覆纱窗布用量有可 能突破 50 万吨 ,潜在的市场很大 ,发展前景相当好 。 412 用于养殖 、种植业 我国养殖业包括两部分 ,即陆地和水产养殖 。陆 地养殖有禽类 ,即鸡 、鸭 ,鹅 、兔 、鸟及小动物的围网养 殖 ;而我国水产养殖业相当发达 ,水域幅员辽阔 ,如海 洋 、江河 、湖泊 、池塘及农田养殖鱼 、虾 、贝类等网箱 ,用 量在 20 万吨以上 。此外还有水陆两栖动物类如鳖 、 龟 、蛙 、蛇等采用的围网 ,种植蔬菜 、药材 、花卉及苗圃 等的网箱 ,用量也相当大 。目前 PE 涂覆玻纤织物市 场需求量缺口还相当大 。用 PE 涂覆玻纤纱窗布制作 的网箱 ,不会给动物带来污染危害 ,也不会受微生物的 侵蚀而缩短使用寿命 。同时 PE 涂覆纱窗布不会对水 资源产生污染 ,因此对保护水质及相关环境起着良好 的作用 。此外 ,用 PE 涂覆纱窗布制成的网箱 ,其性能 不随气候变化而变化 ,比重小 ,大大减轻捕捞人员的劳 动强度 ,是 PVC、丙烯酸酯涂覆玻纤织物理想的替代 品 ,完全适合水产养殖业使用 。 413 作为过滤网使用 玻纤本身强度高 ,涂覆 PE 高聚物 ,其弯曲性 、脆 性 、可加工性能大大改善 ,耐化学腐蚀 ,可广泛用于制 糖 、果汁 、造纸 、污水处理等行业作过滤网布 ,且价格较 低。 414 在建筑领域的应用 玻纤布用于建筑领域虽然只有 20 多年 ,但只要有 机场 、体育馆 、商场 、娱乐中心 、汽车停车场 、剧场等建 筑物 ,均有 PE 涂覆玻纤纱窗布的使用 。在制作帐篷 时 ,采用 PE 涂覆玻纤纱窗布作为屋顶 ,日光可透过房 顶成为柔和的天然照明光源 。由于涂覆 PE 玻纤纱窗 布的使用 ,将显著提高建筑物的质量和使用寿命 。 项目名称 摩擦次数 单位面积质量 纤度 柔软度 经纬变形 经纬拉力 剪切粘附性 耐溶剂性 耐微生物侵蚀 耐低温性 室外暴晒 自污染性 毒性 拉伸强力 弯曲耐久性 单位 次 gΠm2 旦 - 45 ℃ kg 次 表 1 PE 与其他聚合物涂覆玻纤织物性能对照 普通玻纤布 PVC 涂覆纱窗布 丙烯酸酯涂覆纱窗布 不能 100 100 110~120 110 110~115 1000 硬脆 1000 冬硬 、夏软 1000 基本上不影响 大 稍有变形 不变形 易拉开 基本上拉不开 不变形 易破坏 好 好 内聚破坏 较差 不好 不好 5 个月发粘 ,退色 有 不易破坏 不好 一般 好 稍退色 稍有 微量 微量 1415 2714 2810 430 4000 4200 PE 涂覆纱窗布 120 110~112 1000 不受气候影响 不变形 拉不开 不易内聚破坏 好 好 好 不发粘 、不退色 无 无 3514 4500 【下转第 41 页】 田福祥 周向均布多型芯圆弧抽芯注塑模设计 41 参考文献 : 1 田福祥 , 贺斌. 变角度斜销长距离抽芯注塑模 [J ] . 塑料科 技 ,2005 , (4) :51~53. 2 王永平. 注塑模设计经验点评 [M] . 北京 :机械工业出版社 , 2004. 232~233. Design of Injection Mould with Multiple2cores Puller2Equi2spaced in Circumference , Core Pulling in Circular Arc Trace Tian Fuxiang (Qingdao Technological University , Qingdao 266033 ,China) Abstract : A special injection mould with multi2core puller to fit the needs of the injection moulding piece2plastic wind wheel , is described. It explained the puller’ s structure and its operating principle. It consists of a sleeve with curved guiding slot , a rotating ring , and a circular arc core2puller with 12 pieces of tie2bar and 12 pieces of circular arc core. This mould is simple in structure than the ordinary one witch has rack2and2pinion or toggle mechanism. Key words : Injection mould ;Core pulling in circular arc trace ; Plastic wind wheel ; Curved guiding slot 【上接第 37 页】 此外涂复玻纤纱窗布还可以用作土木工程的土工 布 ,既用作软土工程和陡斜堤岸的加固材料 ,也用于路 面 、机场跑道加固材料 ,还可用于隧道的内衬材料及混 凝土桥梁的修补 。 415 在医学上的应用 PE 涂复玻纤纱窗布对人体无毒无副作用 ,可用于 医学上作矫形绷带等外科用材料 ,可以克服传统绷带 不耐水 、不透气 、负重等缺点 。涂复玻纤织物还可以用 于从全血中快速分离血浆或血清 。 总之 ,PE 涂复玻纤纱窗布以其优异的综合性能 , 广泛适用于工农业及其他行业 。目前还在不断开发新 的应用领域 。 参考文献 : 1 张彦中 1 复合材料预浸料的粘性及其表征方法 [J ] . 纤维复 合材料 ,1997 ,3 (1) :261 2 李顺林 1 复合材料工作手册 [ M] . 北京 :航空工业出版社 , 19881 3 肖翠蓉 ,唐羽章 1 复合材料工艺学[M] . 长沙 :国防科技大学 出版社 ,19911 4 潘慧铭 ,黄素娟 1 表面界面的作用与粘接机理 [J ] . 粘接 , 2003 ,3 (3) :241 5 钱世准 1 玻璃纤维织物制品的开发 [J ] . 玻璃纤维 ,2001 , (4 ~6) 1 Research & Development of Fiberglass Gauze Coated by Polyethylene Li Xionghui , Hu Ping , Yang Yong , He Bin ( Hunan Plastics Research Institute , Changsha 410001 , China) Abstract : It briefly related the coating technology , properties , technical specifications and the influencing factors on the quality of the fiberglass gauze coated with PE , and introduced the applications and spread of the product1 Key words : Polyethylene ; Fiberglass ; Gauze ; Coating