酚醛樹(shù)脂，具有耐燃、煙霧釋放量低，以及含有毒氣體量較少等顯著特點(diǎn)，因而酚醛玻璃鋼廣泛用于各種防火阻燃等應(yīng)用場(chǎng)合。但是，如何將酚醛樹(shù)脂用于拉擠成型工藝，這是近十多年來(lái)，引起國(guó)內(nèi)外玻璃鋼業(yè)界廣泛重視的一個(gè)工藝技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)對(duì)酚醛拉擠工藝的一些最新進(jìn)展，作簡(jiǎn)單的介紹。
一、拉擠成型工藝概述
　　從理論上講，拉擠成型工藝比較簡(jiǎn)單。所用增強(qiáng)材料的種類(lèi)較為廣泛，可以使用纖維狀的，也可以使用編織物或氈狀的，其組分可以是玻璃纖維，也可以是芳綸纖維、碳纖維或其他纖維材料的。
　　增強(qiáng)材料通常采用連續(xù)的喂入方法，例如采用無(wú)捻粗紗紗團(tuán)，從紗架上連續(xù)喂入纖維的方法。拉擠成型時(shí)，纖維首先穿過(guò)與玻璃鋼制品尺寸相同的熱成型模，然后進(jìn)入一個(gè)拉引機(jī)構(gòu)。在紗架與成型模之間，設(shè)有一個(gè)膠槽，其中放置有預(yù)先配制好的樹(shù)脂，纖維浸漬樹(shù)脂后經(jīng)導(dǎo)向裝置進(jìn)行排布，而后進(jìn)入成型模。
　　在導(dǎo)向裝置上，設(shè)有一個(gè)圓孔或狹縫，用來(lái)除去纖維上粘有的過(guò)多的樹(shù)脂。成型模的溫度分布，是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的，以確保拉擠料離開(kāi)模具后部端口時(shí)，樹(shù)脂已完成固化過(guò)程。在拉引機(jī)構(gòu)和切割機(jī)的前方，設(shè)有一個(gè)空氣冷卻段，以冷卻溫度較高的拉擠制品。
　　據(jù)有關(guān)報(bào)道，對(duì)拉擠工藝的工序排布，目前已出現(xiàn)一種新的形式。這種新的排布形式，是把經(jīng)過(guò)配制混合的樹(shù)脂，在成型模的前端位置上，在壓力的作用下注射入模。這種新的拉擠工藝形式，不但省去了樹(shù)脂浸膠槽，而且增強(qiáng)材料入模前保持為干燥狀態(tài)。這種工藝方法也稱(chēng)為“注射拉擠工藝”(IP)。
　　這種注射拉擠工藝方法有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是樹(shù)脂組分配料較為準(zhǔn)確，可利用計(jì)量泵連續(xù)計(jì)量，以避免手工混合帶來(lái)的誤差；二是樹(shù)脂浸漬槽，由開(kāi)放形式變成了全封閉形式，大大降低了樹(shù)脂濺散的可能性，從而改善了拉擠工藝的工作環(huán)境。
二、酚醛拉擠工藝所遇到的問(wèn)題
　　在聚酯樹(shù)脂拉擠成型工藝中，由于采用了活性稀釋劑苯乙烯，它本身可起到交聯(lián)劑的作用，因而在拉擠成型模內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性的物質(zhì)。但酚醛樹(shù)脂是一種縮聚樹(shù)脂，在樹(shù)脂鏈增長(zhǎng)或交聯(lián)過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生出水分子。由于拉擠成型模腔溫度，經(jīng)常在 100℃以上，因而酚醛樹(shù)脂固化過(guò)程中，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，水分子如何排出，這是酚醛拉擠工藝，首先遇到的一個(gè)需要解決的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　1、酚醛縮聚反應(yīng)放出水分，對(duì)拉擠工藝所產(chǎn)生的影響問(wèn)題
　　早在八十年代初期，歐洲一些酚醛生產(chǎn)廠商就開(kāi)始研制酸催化的酚醛樹(shù)脂，其固化溫度約為30℃-80℃，大大降低原來(lái)酚醛樹(shù)脂所需130℃-180℃的固化溫度，從此開(kāi)始了酚醛拉擠工藝的研究和試制過(guò)程。
　　這種酸催化的酚醛樹(shù)脂，可較好地應(yīng)用于手糊、噴射、低壓模塑、RTM和纖維纏繞等成型工藝方法，其制品具有良好的防火性能，發(fā)煙霧量少，以及毒性低等優(yōu)異性能。 經(jīng)過(guò)拉擠工藝的實(shí)際試驗(yàn)，酸催化酚醛樹(shù)脂在低溫固化情況下，其結(jié)果卻與設(shè)想的完全相反，具體表現(xiàn)在：一是放出的水份量，要高于高溫酚醛體系的水份量；二是根據(jù)實(shí)測(cè)性能結(jié)果，放出的水份并不產(chǎn)生對(duì)拉擠工藝的“破壞”作用，反而卻使其制品的某些性能有所改善。
　　另外，高強(qiáng)固化酚醛體系縮聚脫水，在 100℃以上時(shí)會(huì)變成水蒸汽，它是否會(huì)對(duì)拉擠工藝帶來(lái)什么不利的影響？因此能否在 100℃溫度以下，利用酸催化劑拉擠酚醛樹(shù)脂，以避免脫出水份的沸騰現(xiàn)象。 針對(duì)這些問(wèn)題，有人也曾做過(guò)酚醛的固化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在低于 100℃溫度下，在不到 1米長(zhǎng)的成型模內(nèi)，酚醛樹(shù)脂完全固化是不可能的。而對(duì)于高溫固化酚醛體系，由于拉擠成型模腔的內(nèi)壓力很高，因而水的沸點(diǎn)也將超過(guò) 100℃，將達(dá)到110 ℃，甚至更高。在早期制作酚醛拉擠桿時(shí)，發(fā)現(xiàn)在玻璃鋼桿出模時(shí)，只有在模具的尾端才冒出水蒸氣。
　　2、酸催化酚醛拉擠模具的耐腐蝕問(wèn)題
　　在酚醛拉擠成型工藝的工業(yè)化生產(chǎn)中，首先遇到的一個(gè)問(wèn)題，是模具的耐酸腐蝕問(wèn)題。在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往只需經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)以后，鍍鉻表面層就會(huì)遭到酸性的腐蝕，從工具鋼的表面剝落下來(lái)。有人企圖通過(guò)在酚醛樹(shù)脂內(nèi)，加入合適的內(nèi)脫模劑，以解決模具的耐腐蝕問(wèn)題。但試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用內(nèi)脫模劑后，鉻層與工具鋼模具仍然會(huì)剝離下來(lái)，僅僅是剝離的時(shí)間延長(zhǎng)一些而已。
　　3、高溫固化酚醛樹(shù)脂的固化及高粘度問(wèn)題
　　為避免酸催化酚醛樹(shù)脂對(duì)模具的腐蝕問(wèn)題，有人曾對(duì)高溫固化酚醛樹(shù)脂用于拉擠工藝，作過(guò)試驗(yàn)。 有些酚醛樹(shù)脂，在130℃-150℃溫度下就能很快地固化。例如砂紙用的樹(shù)脂層，在130℃溫度下經(jīng)過(guò)5-6分鐘即可固化。酸催化酚醛樹(shù)脂的拉擠溫度約為180℃，根據(jù)固化溫度上升10℃，固化時(shí)間就可以縮短一半的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，130℃6分鐘固化的樹(shù)脂，在180℃溫度下就只需幾秒鐘即可完成固化。因而拉擠成型工藝，采用高溫固化的酚醛樹(shù)脂完全是有可能的。
　　通常，高溫固化酚醛樹(shù)脂的粘度較高，約為4000-6000cP。若為改善制品表面質(zhì)量，需加入填料，粘度還會(huì)增大，這將會(huì)對(duì)拉擠工藝帶來(lái)不利的影響。
三、酚醛樹(shù)脂拉擠工藝的研究和開(kāi)發(fā)
　　如上所述，酚醛拉擠工藝還存在著不少的技術(shù)問(wèn)題，另外，酚醛拉擠制品還不十分完美。但是，經(jīng)過(guò)不斷的探索和研究，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)單組分酚醛樹(shù)脂，完全適用于拉擠成型工藝。
　　目前，研究開(kāi)發(fā)酚醛樹(shù)脂拉擠工藝的工作，主要有兩種途徑：一是改善單組分酚醛樹(shù)脂的綜合性能例如在熱固化時(shí)間、粘度和脫水量等方面，以使其盡量適應(yīng)快速拉擠工藝的需要。二是改變酚醛樹(shù)脂的化學(xué)組分，提高苯酚/甲醛的比例，以加快其交聯(lián)速度，并對(duì)酚醛樹(shù)脂的粘度和脫水量等相關(guān)性能，進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)的研究。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，對(duì)于酚醛樹(shù)脂來(lái)講，若需加快它的固化速度，其粘度和脫水量必然也相應(yīng)地有所提高。這種情況，是拉擠成型工藝所不希望的。為此，有人企圖尋找各種不同的單體，以改變酚醛的化學(xué)組分結(jié)構(gòu)。其中較為成功的一個(gè)例子，就是使用間苯二酚，既加快了固化速度，又不至于增加酚醛樹(shù)脂的粘度和脫水量。
　　除此以外，對(duì)于酚醛拉擠工藝的研究工作，還正尋找一種可在模腔內(nèi)加速固化過(guò)程，但對(duì)模具鋼材不會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用的催化劑。最理想的是，在室溫下具有很低的活性，甚至活性為零的催化劑，這樣就可以延長(zhǎng)酚醛樹(shù)脂在膠槽中的貯存時(shí)間。實(shí)際使用時(shí)，先把催化劑加入到膠槽內(nèi)，而后在拉擠模的高溫條件下經(jīng)過(guò)水解或其他反應(yīng)分解，產(chǎn)生出反應(yīng)所需的自由酸。
　　由于酸催化酚醛樹(shù)脂，對(duì)拉擠模和貯槽都會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕作用，從而影響到模具和貯槽的使用壽命。為此，能否使用堿性催化劑，也已引起業(yè)界廣泛的注意。由于苛性鈉等強(qiáng)堿的溶解性很強(qiáng)，因而不能適應(yīng)于酚醛的拉擠工藝。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，一些室溫下不溶的，或者難溶的，但在拉擠模腔高溫條件下，溶解度和活性都變得很強(qiáng)的弱堿，是非常適合用作為酚醛拉擠工藝的催化劑。
　　目前，歐美一些國(guó)家已經(jīng)將酚醛樹(shù)脂，成功地應(yīng)用于拉擠成型工藝，并形成了一定的工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。澳大利亞、日本和一些其他國(guó)家，也已開(kāi)始進(jìn)入酚醛拉擠工藝的工業(yè)化試驗(yàn)階段。這些國(guó)家在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，不管是采用高溫酚醛成型，還是采用酸催化酚醛成型，一般都使用拉擠脫模劑，這樣可有效地減少酸性對(duì)拉擠模具的侵蝕作用。
　　另外，有些生產(chǎn)廠商還經(jīng)常對(duì) 316＃不銹鋼模具的內(nèi)表面，進(jìn)行必要的硬度處理，以達(dá)到具有高光潔表面和耐磨損性的要求。在歐洲，大多采用酸催化酚醛拉擠工藝，也有一些采用高溫固化的酚醛拉擠工藝。而美國(guó)大多采用高溫固化酚醛拉擠成型工藝，其所用的樹(shù)脂，有長(zhǎng)鏈型的酚醛樹(shù)脂和改性的酚醛樹(shù)脂等兩個(gè)品種。
　　通常，酚醛樹(shù)脂的拉擠速度，要比不飽和聚酯樹(shù)脂的拉擠速度慢一些。若進(jìn)行一些化學(xué)改性后，加熱固化型酚醛樹(shù)脂的拉擠速度，可達(dá)到與聚酯樹(shù)脂相同的水平。由此可見(jiàn)，酚醛拉擠成型模的長(zhǎng)度，要比其他樹(shù)脂，如聚酯、乙烯基酯、環(huán)氧、丙烯酸－氨酯系統(tǒng)等的成型模長(zhǎng)出許多。
　　這無(wú)疑將增加一些生產(chǎn)投資成本，但當(dāng)達(dá)到一定生產(chǎn)批量時(shí)，增加拉擠模的長(zhǎng)度是合適的。因?yàn)槿舨捎幂^短的成型模，由于拉擠速度較慢，將降低拉擠工藝的生產(chǎn)效率。
　　目前，世界各國(guó)用于拉擠工藝的酚醛樹(shù)脂用量，很難精確地統(tǒng)計(jì)出來(lái)。但據(jù)最近有一家廠商承接一個(gè)14萬(wàn)平方米酚醛拉擠耐腐格柵的訂貨單，這數(shù)字完全可以充分說(shuō)明，酚醛拉擠玻璃鋼制品的前景是非常廣闊的。
四、酚醛拉擠玻璃鋼制品性能測(cè)試
　　據(jù)有關(guān)報(bào)道，酚醛拉擠玻璃鋼制品的各項(xiàng)性能，有的已接近、達(dá)到，或超過(guò)不飽和聚酯樹(shù)脂拉擠制品的各項(xiàng)性能指標(biāo)?，F(xiàn)將有關(guān)性能指標(biāo)分列如下：
　　1、酸催化酚醛拉擠玻璃鋼制品的各項(xiàng)物理性能
　　在采用無(wú)捻粗紗作為增強(qiáng)材料時(shí)，酚醛拉擠玻璃鋼的抗彎強(qiáng)度為675MPa，抗彎模量為20GPa。若采用多向增強(qiáng)材料，則其抗彎強(qiáng)度為259MPa，抗彎模量為9.57GPa；抗拉強(qiáng)度為329MPa，抗拉模量為18.75GPa；斷裂延伸率約為1.84％。
　　2、加熱高溫固化酚醛拉擠玻璃鋼制品的各項(xiàng)物理性能
　　酚醛拉擠玻璃鋼制品的玻纖含量約為76～77％，比不飽和聚酯樹(shù)脂拉擠制品的73～74％，高出約3％其抗壓強(qiáng)度為641MPa，遠(yuǎn)高于不飽和聚酯拉擠制品的517MPa；層間剪切強(qiáng)度為39MPa，略低于聚酯拉擠制品的41.4MPa；短臂剪切強(qiáng)度為45.5MPa；抗彎強(qiáng)度(16∶1)為1.12GPa，略高于聚酯拉擠制品的1.06GPa；抗彎模量(16∶1)約為45GPa；抗彎強(qiáng)度(32∶1)為1.21GPa，高于聚酯拉擠制品的1.15GPa；抗彎模量(32∶1)為48GPa。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)際證明，酚醛拉擠玻璃鋼的機(jī)械性能，主要取決于玻璃纖維增強(qiáng)材料與樹(shù)脂的匹配情況。據(jù)最新報(bào)道，一些玻璃纖維生產(chǎn)廠商，已成功地解決了這方面的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題，使酚醛復(fù)合材料的性能變得更為優(yōu)異。但必須注意的是，一種玻璃纖維，不一定能同時(shí)適用于上述兩種酚醛樹(shù)脂體系。有些適用于高溫型酚醛樹(shù)脂的玻纖偶聯(lián)劑，卻能被酸催化劑破壞，而喪失其玻纖的表面處理作用。
　　酚醛拉擠玻璃鋼制品的另一個(gè)顯著的性能，是它具有非常高的熱變形溫度，通常約在250-300℃的溫度范圍內(nèi)。這一突出的優(yōu)異性能，使酚醛拉擠制品在格柵樓板方面，開(kāi)拓了廣闊的應(yīng)用前景。
　　有人認(rèn)為，酚醛拉擠成型工藝，雖然已經(jīng)付諸實(shí)踐，但尚未形成一種獨(dú)立的技術(shù)體系，因?yàn)閾饺敫鞣N不同的催化劑，不同的阻燃劑，以及采用不同的化學(xué)改性方法，這些變化的因素，都將導(dǎo)致拉擠條件乃至玻璃鋼制品的性能發(fā)生各種不同的變化。
五、酚醛拉擠玻璃鋼制品性能符合有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
　　經(jīng)過(guò)近十多年來(lái)，對(duì)酚醛拉擠工藝及其制品的研究開(kāi)發(fā)，除了開(kāi)拓出不少酚醛玻璃鋼的應(yīng)用領(lǐng)域，而且對(duì)酚醛制品的耐燃性和耐溫性等方面，也取得了比較一致的認(rèn)識(shí)。
　　實(shí)踐證明，酚醛拉擠玻璃鋼制品，只要其樹(shù)脂配方合理，完全可以滿足有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求，例如英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS476第六條、第七條中，關(guān)于建筑規(guī)范的要求，并可達(dá)到其規(guī)定的0級(jí)水平；ASTM 84風(fēng)洞試驗(yàn)的1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求；法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)M1和F1的標(biāo)準(zhǔn)要求；德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN131的標(biāo)準(zhǔn)要求，以及英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS6853第一類(lèi)中，關(guān)于煙霧臨界溫度的要求等等。
　　但是對(duì)于其他品種的樹(shù)脂，若不進(jìn)行必要的化學(xué)改性時(shí)，是很難能夠同時(shí)滿足上述各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的。