FRP板材成型工艺参数确定及品质控制——复材云集

       FRP波纹板成型过程中，影响制品性能和质量的因素较多，包括树脂胶液配方，增强材料、工艺参数、工艺措施等。——复材云集资讯

一、树脂胶液配方

  1、常温固化配方   FRP板材的树脂胶液的配方是在通用不饱和聚酯树脂的常温固化配方基础上，考虑常温配方但是加热成型等因素，来进行调整。　

       如生产二级阻燃板材，因为阻燃剂三氯乙基磷酸酯（TCEP）有阻聚作用，考虑将促进剂异辛酸钴（或）的用量加大（直接使用反应型阻燃树脂除外）。添加阻燃剂是不能达到以及阻燃效果的，应控制添加量不要超过17%，否则板材力学性能和耐候性根本无法保证。   2、高温固化配方：添加TBPB或TBPO，在高温100℃以上开始固化成型。   3、光固化：使用光固化引发剂，紫外线照射引发固化反应。目前生产过程中使用的并不多（一般在胶衣板材的胶衣凝胶部分使用），但也是一个发展方向。

二、树脂用量及控制方法    FRP板材树脂投料量的控制是通过调节上下刮胶刀之间的间隙来实现。一般控制在64~70%的树脂含量，这样就会计算出一定速度厚度的板材每小时用胶量，可以作为树脂配料的参考。有效的入胶量调节依赖于实践经验，因为随着混合树脂粘度变化（阻燃剂的加入、色浆的加入、填料的加入都会影响混合树脂年度的变化）、工作温度变化、车速变化都会影响上下刮胶刀之间能够有效涂布在薄膜上的树脂量。现在国内先进的设备已经可以自动伺服跟踪调节树脂添加量，但前期需要以生产厂家大量的经验数据为基础，还要加上很强的实践操作。

三、纤维的用量及调控    1、如果FRP板材选用短切玻璃纤维毡作为增强材料，则板材厚度和纤维布置如下：

板材厚度 (mm)

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

短切毡配置 EMC(克)

300

450

300+300

300+450

450+450

300+450+450

450+450+450

        以此类推，一般连续生产的FRP板材厚度不超过4mm，如有特殊需要或特殊板型以上用短切玻璃毡的组合可以做适当调整。  2、FRP板材选用短切纱作为增强材料，最直接的测量方式：切纱设备开一定的转速，洒落1米长，1米宽的短切纱丝，收起，称重，然后按重量和转速的线性关系来控制投纱量。现在的设备在纱的控制方面操作相对简单得多，只要准确的第一次测量完毕，确定了正确的线性比例，剩下的事情就是在操作端输入板材厚度和需要的含纱量就完成了，通过变频器对厚度的同步跟踪控制，决定了车速的变化对它不再有影响。

四、FRP板材厚度及检验台控制    根据板材要求的厚度来调节厚度控制辊间隙。在厚度控制辊前面，树脂和纤维应良好浸润，只要前面比例控制得当，厚度控制辊这里自然形成一层树脂堆积带，保证了板材内气泡绝大部分被赶出，有一些遗留，在检验台部分还有时间将气泡排除。国标规定FRP板材厚度公差范围±0.1mm，很多工厂自行制定的厚度公差为±0.05。这只是一种近乎理想状态的规定，平板及小波纹板材（如波高15mm）很容易实现，而波峰很高的板材（波高140mm）绝对无法控制在这个范围，所以GB/T14206-2005如果再进行修订建议考虑波高对板材断面厚度偏差的影响，进而规定一个和板材波高相关的厚度公差范围。

五、FRP板材成型和烘箱控制     FRP板材经过检验台进入烘箱（成型区），在十几道到几十道（根据对板材断面形状的复杂程度和精度要求而定）模板的控制下，经过预成型及凝胶固化，最后进入到后固化区。在整个固化成型过程中，每段对温度的要求不同，烘箱没有明显的分界线，根据功能性分为预成型区、凝胶固化区、后固化成型区。    前面9m烘箱一般视为预成型区，内装模板，板材断面形状好坏完全取决与模板。生产前温度要加热到90℃左右，待到连续生产达到平衡是温度一般控制在55~70℃。    中间12米烘箱是凝胶固化区，内装模板，继续控制板材断面，开始凝胶固化并有一定强度。此段温度应控制在70~90℃。但是如生产的板材是一级阻燃类，则温度和车速都相应要低一些，因为一级阻燃树脂后固化放热很剧烈，如果这里温度过高，则后面后固化区成行的板材会因温度太高而被烧得变黄；如果是二级阻燃添加烈性板材，这里的温度很难超过70℃，而且后固化区温度更低。    后端12米烘箱是后固化成型区，这里已经没有模板，板材已经有了较高的强度，在加热中继续固化反应，直至达到较高的固化度85%以上。此段没有太严格的温度控制，但不能太高，在生产一级阻燃和厚度较厚板材时，应配备冷风降温散热设备，以保证板材质量。    对于模板尺寸，除了按板材断面尺寸所有线性长度不变外，还要考虑树脂固化收缩率，所以模板的有效宽度应略大于成品板材有效宽度，这是一个经验数字（板材成型温度、厚度、板型都对收缩有影响）。    FRP板材在固化度达到85%就可以下线作为成品销售，所以在FRP板材生产出来一年内强度都在增加。    注：以上温度为常温固化配方加热成型温度控制参考温度，如选用高温固化配方，则温度相应调整为110℃、130℃、90℃左右。

六、切割与堆放    FRP板材后固化初步完成后，经冷却、纵切（去掉两侧毛边）、横切（按要求长度尺寸）、标识成为成品板材。以前纵切都是电动锯切割，在2004年后越来越多的厂家使用无动力剪式切割，优点是无灰尘，这在环保要求越来越高的今天有极高的意义。    产品堆放中应注意板与板之间能紧密贴合的板型如平板、V-820、V-900等，尽量避免太多层板叠放，因为这样堆放可能会造成后固化再继续，而固化放热排不出，最后中间的板材会因高温而变成黄色。    为了生产出更好的板材，一般设备会在树脂刮刀和厚度控制辊之间的台面下设置加热设备，以便树脂玻纤更好的进一步浸润。上下薄膜的张紧程度和通过展平辊后的平整度也会影响板材外观质量，车速（一般为3~6米）的加快也会使板材表面发花气泡增加，原材料的选用当然是更大的影响板材内在质量的重要因素。因此质量的控制是多方面因素，只有每个环节的严格控制才能生产出优质的板材。

特殊板材及填料的作用

一、胶衣FRP板材    为了延长制品的使用寿命，提高制品的表面质量，并满足特殊用途的需要，有时需要带胶衣的板材，它的表面平滑，色泽鲜艳、均匀，不易褪色，防老化性能优异。    生产胶衣板材，必须在FRP波纹板成型机组主机浸渍部分之前安装胶衣生产装置，包括：刮刀、自动供给胶衣系统、烘干炉等。通过该装置使胶衣均匀涂覆在上薄膜上，并制得胶凝态胶衣层，并进入主机生产线，薄膜通常使用涤纶薄膜。胶衣板材的胶衣应具有特殊的工艺技术要求，除平板外应选用柔性胶衣，这种板材耐候性与标准板材差别不是很大大，但在某些应用方面存在很大优势，后面应用中会做介绍。

二、阻燃FRP板材   

1、一级阻燃：氧指数≥30%    大多数厂家使用反应型阻燃树脂生产一级阻燃板，成本约为非阻燃标准型板材的1.5倍。有部分厂家为降低成本使用为添加型，阻燃粉与阻燃剂混合使用，氧指数也可以达到30%，会降低透光率，生产透光板材时不建议使用添加型。 

 2、二级阻燃：氧指数≥26%    与一级阻燃板材正好相反，很少有厂家使用反应性型阻燃树脂生产阻燃板，虽然二级阻燃板材所使用的反应型阻燃树脂成本仅略高于非阻燃标准板材所使用的树脂（其它材料成本相同），更多的厂家使用添加阻燃剂（TCEP）来生产二级阻燃板材。非常不可取。

三、散射板（斯凯特板）    针对于采光板材范围，尽管FRP板材具有一定的散射效果，相比较于玻璃、PC板透过光线会比较柔和，但是由于FRP透光波纹板毕竟是一种高透光材料，在采光工业厂房的使用过程中光斑、眩光等不利于人员生产的情况时有发生，很多客户都转而寻求一种不损失透光效果，同时又避免以上诸多影响环境的改进型产品。许多设计和使用部门为了工作环境舒适而不得不采用加入颜料或填料的方式来避免光线的不适，但是却是以牺牲产品的透光率为代价的，以乳白色和淡绿色半透明板材来说，雾度提升到70%左右，透光率却降到了50-60%。    2009年，唐山润峰复合材料有限公司研发出了兼备以上两种功能的新型板材-斯凯特板。该产品的原理是在工艺配方中加入一种独特的粒子，使得其光线透过时高度散射，得到良好的光学效果。其透光率（以1.5mm平板为例）为84.3%，同时雾度值为92%，而同比目前市场上其它FRP采光板材产品，透光率为84%，相差不多，而雾度值只有28%左右。多组实验数据表明：普通透明采光板的透光率一般在75-85%之间，用以表明散射效果的雾度值仅在25-30%之间。（雾度值越高，代表散射效果越好）。

四、网格增强板     强度增加，外观美观，耐候性及其他性能不变。

五、低热能透过板    以牺牲透光率为代价，是透光产品的一种。

六、铝镁反射板    在板材表面粘附（或涂覆）有条状铝箔（粉），很薄的铝箔是有点透光的，能在反射阳光的同时透过一部分光，加上不被铝箔覆盖部分的阳光透过，具有采光功能，且屋内不热，是一种价格高，功能性不突出的FRP板材制品，2004年左右出现，现市场上基本消失。

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