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玻璃鋼管道因其輕質、高強、易于設計、成型、耐腐蝕、防銹等優(yōu)點，被廣泛用于油田集輸管道、市政給排水管道，通過纏繞工藝加工而成，存在工序多、效率低、質量差等缺陷，連續(xù)纏繞成型工藝是在纏繞工藝基礎上發(fā)展起來的新型工藝，其采用凸輪盤推動鋼帶連續(xù)運轉，形成管材纏繞內心模具，模具前后循環(huán)，完成纖維纏繞、復合、夾砂、固化工序，此工藝為連續(xù)成型，提高生產(chǎn)效率、減少資源浪費。油田運輸管道、市政排污管道等領域長期接觸腐蝕介質，對玻璃鋼管道提出了更高的耐腐蝕需求，環(huán)氧乙烯基酯樹脂在耐腐蝕方面較不飽和聚酯樹脂有較大優(yōu)勢。連續(xù)纏繞工藝所需樹脂活性與管道管徑尺寸相關，管徑越小，連續(xù)纏繞速度越快，凝膠時間要求越短，需保證樹脂在纏繞、復合之前不發(fā)生凝膠，到達夾砂工序之前完成凝膠，否則會因內外層固化時間差產(chǎn)生應力，造成開裂、白斑等缺陷。

1.連續(xù)纏繞成型工藝介紹

圖1連續(xù)纏繞工藝示意圖

連續(xù)纏繞成型工藝如圖1所示，要求樹脂在進入短切紗工序之前凝膠，切割工序之前固化。結合理論與經(jīng)驗將連續(xù)纏繞工藝用樹脂凝膠時間與管道直徑、送紗速度關系總結如下：

其中，t—樹脂凝膠時間，單位為s

L0—樹脂與模具接觸點至短切紗落點間距離，單位為m

R—管道直徑，單位為m

V—送紗速度，單位為m/s

C—相鄰連續(xù)玻纖氈重疊寬度與連續(xù)玻纖氈寬度之比，單位為%

      此工藝特點為連續(xù)生產(chǎn)，對樹脂凝膠時間要求苛刻，是連續(xù)纏繞成型工藝的關鍵，凝膠時間與管道直徑呈正相關，直徑越小，對樹脂凝膠時間要求越短，直徑為0.6m的玻璃鋼管道凝膠時間控制在2.5-4.5min為宜，常規(guī)環(huán)氧乙烯基酯樹脂因活性低，很難達到此項要求。

      連續(xù)纏繞樹脂的工藝性能要求如下：

1)低粘度，粘度范圍250-350cps；

2)合適的凝膠時間及放熱峰溫度。

2.影響樹脂凝膠時間的因素

樹脂凝膠時間受溫度、固化劑、促進劑、助促進劑影響，分別對以上幾個因素進行分析，以MFE711FW環(huán)氧乙烯基酯樹脂為例，分別測試溫度、固化劑、促進劑、助促進劑對凝膠時間的影響。

圖2不同測試溫度MFE711FW樹脂放熱曲線

溫度對凝膠時間的影響如圖2所示，橫坐標為時間，縱坐標為樹脂固化過程中放熱溫度，從圖中可以看出，溫度對凝膠時間影響較大，15℃水浴實驗，樹脂凝膠時間為9min，50℃水浴實驗，凝膠時間縮短至40s，原因是MFE711FW為自由基固化機理，引發(fā)劑產(chǎn)生自由基速度受溫度影響，溫度越高，自由基產(chǎn)生速度越快，從而增加鏈引發(fā)的幾率以及鏈增長速度，樹脂固化速度隨之增加。

圖3不同固化劑加入量MFE711FW放熱曲線

固化劑加入量對樹脂凝膠時間影響如圖3所示，促進劑加入量保持恒定，為樹脂重量0.9%，隨著固化劑加入量增加，樹脂凝膠時間明顯縮短，通過試驗，確定固化劑適宜加入量為1.5-2.5%。

圖4不同促進劑加入量MFE711FW放熱曲線

促進劑加入量對樹脂凝膠時間影響如圖4所示，固化劑加入量2.0%不變，調節(jié)促進劑加入量0.4%-2.0%，樹脂放熱曲線如圖4，試驗表明，促進劑加入量0.8%，效果最佳，進一步增加促進劑用量，樹脂凝膠時間變化不大，但放熱峰溫度隨促進劑加入量增加不斷升高，放熱峰溫度升高，有助于提高玻璃鋼硬度建立速度。

圖5加入助促進劑不同促進劑加入量MFE711FW放熱曲線

由圖2得知樹脂在15℃時，凝膠時間較長，為縮短樹脂的凝膠時間，加入助促進劑，助促進劑為銨鹽,能夠提高自由基釋放速率，圖5為15℃加入助促進劑前后樹脂放熱曲線，固化劑加入量保持樹脂量2.0%不變，調節(jié)促進劑加入量0.4%-2.0%。從試驗結果看，加入助促進劑，凝膠時間大幅度縮短，由9min降低到3min左右；但助促進劑加入后，容易造成過多的自由基相互中和，造成放熱峰降低，產(chǎn)生制品固化不良問題，生產(chǎn)車間溫度較低時，可通過助促進劑調節(jié)凝膠時間，但應注意其帶來的不利因素。

3.力學性能比較

測試MFE711FW澆鑄體及玻璃鋼力學性能，并與不飽和聚酯樹脂（UP）、UP/VE混合樹脂進行性能對比，測試結果如下：

從結果可以看出，MFE711FW環(huán)氧乙烯基酯樹脂力學性能最佳。

作者：小七