1  前 言
      冷卻塔填料支架是循環(huán)水系統(tǒng)中關(guān)鍵承力支架，通用使用鑄鐵、鋼筋混凝土、鐵合金等，而上述材料在不同程度上存在著不耐腐蝕、易生銹、導(dǎo)電、加工尺寸限制、接頭多、自身重、運(yùn)輸安裝不便、性能不穩(wěn)定、維護(hù)費(fèi)用高等缺陷，而拉擠玻璃鋼輕質(zhì)高強(qiáng)、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗潮濕性能好，是一種理想的替代材料。自1948年拉擠成型工藝問世以來，拉擠產(chǎn)品的生產(chǎn)量每年都以10%以上的速度增長，成為近期復(fù)合材料發(fā)展較快的工藝之一，且隨著科技的發(fā)展，拉擠玻璃鋼制品的市場需求量越來越大，用途也越來越廣泛。 
      2  研制過程 
      2.1  產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
      由于冷卻塔填料支架是一種承力支架，因此須從整體結(jié)構(gòu)、自重、承載能力等各方面考慮，選擇最合量、最經(jīng)濟(jì)的橫截面結(jié)構(gòu)，達(dá)到一定的抗彎、抗沖強(qiáng)度，以滿足冷卻塔填料支架的要求。支架截面形狀一般有L型、I型、T型等，根據(jù)資料報(bào)道及筆者工作經(jīng)驗(yàn)，選擇I型材作為支架。 
      2.2  模具的設(shè)計(jì)
      模具材料為40Cr，內(nèi)表面鍍鉻，可降低牽引力，減少摩擦，延長模具使用壽命。按結(jié)構(gòu)形式一般分為整體型模具和組合型模具兩類。根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，采用組合型模具，同時(shí)模具的分型線設(shè)計(jì)在制品的隱蔽部位，從而賦予制品較好的外觀，并保證模腔的表面粗糙度≤0.2，模腔直線度≤0.3mm。由于模具在拉擠成型工藝中是一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，它的好壞直接影響工藝的成功和制品的質(zhì)量。 
      2.3  原材料選擇
      (1)樹脂選擇
      拉擠工藝常用熱固性樹脂主要是不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂4大類，而拉擠制品中不飽和聚酯樹脂應(yīng)用最多，約占總用量的90%。不飽和聚酯樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)有①工藝性能良好。可常溫下固化，色澤低，可制成各種彩色的制品；②固化后樹脂性能良好。不飽和聚酯樹脂固化后的力學(xué)性能介于酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂之間，電性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐鹽性能均有可貴之處，并具有各種不同性能的樹脂牌號(hào)，以滿足不同要求的需要；③價(jià)格低。其價(jià)格比環(huán)氧樹脂低的多，只比酚醛樹脂略貴一點(diǎn)。本文選用的樹脂為不飽和聚酯樹脂。具體要求：80℃凝膠時(shí)間為5~9min；放熱峰150~190℃。
      (2)玻璃纖維紗的選擇
      選用的浸潤劑是增強(qiáng)型的。無捻玻纖粗紗分為合股原絲和直接無捻粗紗，合股原絲由于張力不均勻，易產(chǎn)生懸垂現(xiàn)象，使得拉擠設(shè)備進(jìn)料端形成松馳和圈結(jié)，影響生產(chǎn)順利進(jìn)行、制品機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因此選用直接無捻粗紗。玻璃纖維紗要標(biāo)是浸潤性好，浸透速度20s、張力均勻，斷頭少，不易起毛，斷裂強(qiáng)度≥0.35N/Tex，含水率≤0.2%，含油率為1%左右。
      (3)玻璃纖維氈的選擇 
      玻璃纖維氈有短切原絲氈、連續(xù)原絲氈、表面氈、針刺氈、縫編氈等。為了使拉擠成型玻璃鋼制品具有足夠的橫向強(qiáng)度，同時(shí)降低成本，選用縫編氈來增強(qiáng)制品的橫向強(qiáng)度。玻璃纖維氈的要求為氈卷邊緣平直，卷繞緊密均勻；具有較好的機(jī)械強(qiáng)度；浸潤性好；起毛少、斷頭少。
      (4)填料的選擇 
      加入填料的目的在于改善樹脂工藝性及制品的性能和降低成本。在本項(xiàng)目研究中，為了提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，減少體積收縮率，增加耐熱性、自熄性，增加樹脂的粘度和降低流動(dòng)性。選擇鈣粉和鋁粉為主要填料，細(xì)度約為200~300目。使用前填料須在烘箱中烤干水分。 
      2.4  配方的研究
      拉擠玻璃鋼型材對于不同的要求、不同的形狀、不同的厚度需要不同的配方。既要選擇好的原輔材料，也要選擇好它們的用量比例，因此用最經(jīng)濟(jì)、最適用的原料配方拉擠出符合技術(shù)要求的產(chǎn)品顯得尤為關(guān)鍵。
      2.5  拉擠工藝參數(shù)的確定
      擠拉工藝參數(shù)也是技術(shù)關(guān)鍵，主要包括成型溫度、拉擠速度、牽引力等。
      (1)成型溫度
      在拉擠成型過程，材料在穿越模具時(shí)發(fā)生的變化是最關(guān)鍵的。玻璃纖維浸膠后通過加熱的金屬模具，按其在模具中不同狀態(tài)，把模具分成三部分。 
      樹脂在加熱過程中，溫度逐漸升高，粘度降低；通過預(yù)熱區(qū)后，樹脂體系開始凝膠、固化。模具溫度略大于樹脂的放熱峰值，預(yù)熱區(qū)溫度較低，膠凝區(qū)和固化區(qū)溫度相近。溫度分布使產(chǎn)品固化放熱峰出現(xiàn)在模具中部靠后，三區(qū)溫度相差20~30℃左右。 
      (2)拉擠速度
      在一定的的溫度條件下，樹脂體系的凝膠時(shí)間對工藝參數(shù)拉擠速度的確定是非常重要的，拉擠速度的確定使產(chǎn)品在模具中部凝膠固化。如果拉擠速度過快，制品固化不好或者不能固化，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品表層會(huì)有稠狀、未固化樹脂層。如果拉擠速度較慢，型材在模具中停留時(shí)間過長，制品固化過度，甚至表面開裂，并且降低生產(chǎn)效率。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，確定拉擠速度為40~60cm/min 。
      (3)牽引力 
      牽引力是保證制品順利出模的關(guān)鍵，牽引力的大小由產(chǎn)品模具界面里的剪切力來確定。 
      成型中若想制品表面光潔，要求產(chǎn)品在膠凝固化脫離點(diǎn)的剪切應(yīng)力較小，并盡快脫離模具。因此，在型材拉擠過程中，應(yīng)調(diào)整工藝參數(shù)，直到拉擠出合格的玻璃鋼產(chǎn)品。 
      2.6  拉擠成型工藝 
      在一定的的溫度條件下，樹脂體系的凝膠時(shí)間對工藝參數(shù)拉擠速度的確定是非常重要的，拉擠速度的確定使產(chǎn)品在模具中部凝膠固化。如果拉擠速度過快，制品固化不好或者不能固化，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品表層會(huì)有稠狀、未固化樹脂層。如果拉擠速度較慢，型材在模具中停留時(shí)間過長，制品固化過度，甚至表面開裂，并且降低生產(chǎn)效率。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，確定拉擠速度為40~60cm/min 。
      (3)牽引力
      牽引力是保證制品順利出模的關(guān)鍵，牽引力的大小由產(chǎn)品模具界面里的剪切力來確定。
      成型中若想制品表面光潔，要求產(chǎn)品在膠凝固化脫離點(diǎn)的剪切應(yīng)力較小，并盡快脫離模具。因此，在型材拉擠過程中，應(yīng)調(diào)整工藝參數(shù)，直到拉擠出合格的玻璃鋼產(chǎn)品。 
      2.6  拉擠成型工藝     
      4  結(jié) 論
     (1)由于配方的合理性，拉擠玻璃鋼支架在冷卻塔循環(huán)水系統(tǒng)中耐腐蝕，抗潮濕性能明顯。
     (2)由于合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)，拉擠玻璃鋼支架的拉伸強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度有了明顯的提高。
     (3)本文試制的產(chǎn)品經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，其性能優(yōu)異，質(zhì)量穩(wěn)定。