聚氨脂復合材料應用新進展
低成本的PUR木材
聚氨酯復合材料在市場上的商業(yè)應用開始進入到一個嶄發(fā)展階段,新出現(xiàn)的PUR木材剛一進入市場便以卓越的綜合性能、極具競爭力的價格成為復合材料行業(yè)內的一大亮點。
由位于美國加利福尼亞州的Century roducts LLC制造的Lifetime木材是一種新型木塑材料、在生產過程中使用拜耳材料科技的Baydur PUR系統(tǒng)。據(jù)介紹，Lifetime木材是運用一種連續(xù)生產工藝所制造出來的第一種PUR木材。這種即將申請專利的連續(xù)生產工藝包含一種特殊的成型單元，此單元帶有一系列輸送裝置，這些輸送裝置利用壓力來生成紋理、形狀尺寸和其他物理特征。飄塵是電氣廠產生的廢物，其重量占材料總重量的65％。據(jù)該公司的商務部門高級負責人James Mahler介紹，來自Headwaters Resources 的飄塵是一種廉價的高密度填充物，可以用來降低材料成本。
與普通木材或其他同類的復合材料不同，PUR木材結合了較高強度、良好的柔韌性和極佳的防吸水性（吸水率只有約0.41％）。由于材料的高強度和抗凹性，2in*6in(lin=25.4mm)的PUR木材可以用于制造長度為24in的橫跨梁。與之相比，普通的復合材料只可以制造長度為16-19in的橫跨梁。據(jù)稱，應用PUR木材可以節(jié)省多達30％的基礎成本。
Lifetime木材主要用于美國的西部市場以制造裝飾物和圍欄。其2.15美元/in的價格與其他塑性木材2.45美元/in的價格相比，顯得非常有競爭力。Century Pruducts公司還表示，這種新材料在圍欄應用方面將具有非常廣闊的發(fā)展前景。
高性能的PUR多用桿
一直以來，玻纖增強多用桿（特別是輸電桿）市場都是由聚酯復合材料所占據(jù)。而現(xiàn)在PUR復合材料也開始在這一應用領域中嶄露頭角。例如，位于加拿大卡爾加里的RS Technologies公司使用其PUR樹脂和專有的纏繞法工藝制造出Rstandard組合復合材料專用桿，其長度為135ft(1ft=30.48cm)。RS Technologies公司表示，這是復合材料在輸電桿上的首次應用，并且公司下在對長度為200ft的輸電桿進行研制。
在Rstandard多用桿中，內層由芳香型PUR樹脂制成，外層由脂族PUR樹脂制成，最外層材料可以抵擋紫外線，因此可省去對表面覆蓋涂層的麻煩，從而節(jié)省勞力和材料成本。據(jù)介紹，雙組分PUR材料是100％的固體，并且不含VOC和HAP。它比聚酯、乙烯脂及環(huán)氧樹脂具有更高的強度和硬度，并提供更大的強度重量比。另外，專利的fiber-placement技術減少了加強件的數(shù)量，使桿的強度可以基本等于甚至超過那些由傳統(tǒng)熱固復合材料制造的桿。
據(jù)公司的技術官員Mark Warren 介紹，RS Technologies的專利纏繞可以實現(xiàn)零度纏繞，可以將玻纖增強材料完好地放入桿的軸向平面中，而普通纏繞法可實現(xiàn)的最小纏繞角度僅為7-8度。通過對玻纖和樹脂混合布局進行優(yōu)化，可以降低桿的重量。該制造系統(tǒng)將許多不同的特點結合起來，可以在1H內纏繞1T的材料。在多數(shù)情況下，標準軸、加熱器以及為其他熱固性塑料復合材料設計的控制系統(tǒng)無須經過修正可以直接使用。
前景廣闊的TEC工藝
Custom thermoformer Plastics Unlimited推出一種被稱為Toolless Engineering Composites(TEC)的新工藝。這種新工藝正在申請專利，并且該公司對其應用前景非�？春�。TEC工藝將熱塑性塑料外殼與熱固復合材料襯里(在密閉模具中進行加工)結合在一起，將一個薄熱成型外殼放入一個簡單的固定裝置中，通過真空包覆系統(tǒng)給外殼裹上一層FRP復合材料。
由于無需使用復合材料工具就可以制造復合材料零件、所以節(jié)約成本是這種工藝的一個主要優(yōu)點。制造商也可以避免使用帶熱成型外殼的VOCs來替代凝膠涂層。
TEC在商業(yè)市場上的首次應用是用于生產John Deere聯(lián)合牽引機的導氣罩。該產品的熱成型外殼只有0.09in厚，包含3層共擠ABS基層、抗寒耐熱的ASA色層以及清晰光滑的丙烯酸樹脂蓋。外殼由玻纖墊和30％的soy基聚酯包覆而成，而在真空包放于墊的頂部之前，墊上就涂滿了樹脂。
據(jù)說當制件產量達到10000時，TEC可以和RIM、RTM與壓鑄成型等工藝相媲美。另個，在生產高性能薄板時，它比樹脂成本極為高昂的單獨熱成型工藝更具有競爭力。Genmar Holding的VEC防護閉模RTM工藝的投資成本更高。
此外，TEC工藝在航海、醫(yī)療、農業(yè)和娛樂傳媒等領域的應用正在進一步研究之中，應用前景也比較廣闊。
創(chuàng)新樹脂材料與設備
在展覽會期間,一些創(chuàng)新材料和設備也引起人們的關注。例如：AOC推出一種可以用于航船零件閉模制造的乙烯酯混合物。通過選用這種HydroPro混合物，Baja Marine公司能夠采用閉式大規(guī)模壓模工藝來生產船體和襯里。這種樹脂為Baja Marine公司的高性能航船提供了所需要的表面外觀效果和強度。據(jù)AOC介紹，Baja Marine公司是最早從開模轉向閉模制造的北美造船企業(yè)。該公司調整了材料的固化周期來適應閉模工藝（樹脂注入）和被稱為FAST（Fiber-reinforced Advanced System Tech_nology）的RTM Lite變化。
AOC還開發(fā)了一種被稱為VF086的高耐熱性乙烯酯，Vipel F086乙烯酯含有35％的苯乙烯。這種酚醛乙烯酯可適用于雙層應用中的增強型熱塑性襯里材料及高熱化學環(huán)境下的燃氣管道、粹火容器等。
來自Reichhold的Hydrex 100-LV是一種新型開模工藝用樹脂，它包含一種低苯乙烯含量的乙烯脂，可用于制造航海零件。Hydrex 100-LV含有35％的苯乙烯，并且可以在標準MKEP下固化，尤其適用于船只的外部鍍層。
Reichhold還推出一種用于在浴盆或淋浴噴灑設備上粘合丙烯酸樹脂和ABS的"通用"聚酯樹脂。以前，制造商需要兩種單獨的樹脂系統(tǒng)。而Polylite 33315-00含35％的苯乙烯和接近55％-60％的填充物。
Glass Craft開發(fā)了一種新式的內部混合噴灑系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無針設計。據(jù)悉，噴射器帶有特殊的硬閥，可以在保持精確的受控噴射模式下分配大量的高填充性材料。
來自Magnum Venus Products的先進MAC系統(tǒng)是最早用于監(jiān)測和控制FRP分配中過程變量范圍的計算機系統(tǒng)之一。該計算機軟件被直接綁定在分配設備上，并且可以自動自動控制輸出量、催化劑流量、原料各成分的比例和開合模時的模具溫度。Magnum Venus還表示，由于原料成本不斷增長，制造商需要對FRP生產進行更嚴格的控制。
作者：中國塑料機械網 來源：中國塑料機械網信息中心
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