聚氨酯树脂拉挤
拉挤树脂及其成型工艺介绍
一、拉挤成型工艺简介
（二）拉挤产品的主要应用领域
电工领域 主要用 于高压电缆保护管、 电缆架、绝缘梯、绝 缘杆、电杆、灯柱、 变压器和电机的零部 件等。
一、拉挤成型工艺简介
（二）拉挤产品的主要应用领域
建筑领域 主要用于 门、窗结构用型材、桥 梁、栏杆、帐篷支架和
天花板吊架等。
一、拉挤成型工艺简介
三、拉挤树脂的组成与选择
（一）拉挤工艺对树脂的要求
在拉挤成型工艺中应用最多的是不饱和聚酯树脂，其中以邻苯型和间 苯型应用最为广泛，间苯型树脂具有良好的力学性能、耐热性和韧性， 在使用中应根据不同需求选择相应的不饱和聚酯树脂。
三、拉挤树脂的组成与选择
（一）拉挤工艺对树脂的要求
本公司拉挤树脂的主要种类
拉挤成型工艺包括立式拉挤工艺和卧式拉挤工艺，两种工艺的设备主 体基本相同，一般包括：纱架、浸胶槽、模具（包括预成型模和成型 模）、牵引设备和切割装置等。
送纱装置
送纱装置的作用是从纱架上的纱筒中引出无捻粗纱，然后 装置进入浸胶槽中浸渍树脂胶液。
通过导纱
二、拉挤成型工艺的原理及设备
（二）拉挤设备
浸胶装置 1、浸胶装置包括5个部分： （1）树脂槽：存放树脂胶液 （2）导向辊：将纤维无捻粗纱集束引入树脂槽 （3）压 辊：将纤维无捻粗纱置入树脂胶液中进行浸渍 （4）分纱栅板：将浸渍树脂的纤维按铺层设计分开 （5）挤胶辊：控制含胶量并排除气泡
三、拉挤树脂的组成与选择
（二）拉挤树脂的主要原材料
不饱和二元酸 顺丁烯二酸酐 性
反 丁 烯 二 酸
为树脂提供可以参与交联固化的双键，提高树脂的活 树脂固化活性优异顺酐，赋予树脂气干性
交联单体 苯 乙 烯 参与交联固化，使固化后的分子结构呈网络结构，制 品具备机械性能
玻璃钢拉挤原料
玻璃钢拉挤原料拉挤成型工艺是将浸透胶液的连续无捻粗纱、毡、带或布等增强材料，在牵引力的作用下，通过模具加热挤拉成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。
拉挤工艺用原材料1.树脂基体在拉挤工艺中，应用领域最少的就是不饱和聚酯树脂，除了环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂等。
(1)不饱和聚酯树脂用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。
间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
目前国内使用的较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势，但质量因生产厂家不同差距较大，使用时要根据不同的产品慎重选择。
(2)乙烯基树脂乙烯基树脂具备较好的综合性能够，可以提升耐化学性能和耐热水解稳定性。
(3)环氧树脂环氧树脂和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂较之，具备优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，就是优良绝缘材料。
(4)酚醛树脂它就是最早的一类热固性树脂。
具备注重的瞬时耐高温内膛性能，目前酚醛树脂已顺利应用领域在拉挤成型工艺中。
2.增强材料拉挤工艺用的进一步增强材料主要就是玻璃纤维及其制品，例如并无搓粗纱、玻璃纤维毡等。
为了满足用户制品的特定性能建议，需用芳纶纤维、碳纤维、极高分子量聚乙烯纤维及玄武岩纤维等。
玻璃纤维用作拉挤工艺的玻璃纤维主要有没有碱、中碱和高强玻璃纤维。
玻璃纤维制品的品种存有：①并无搓粗纱并无搓粗纱存有并股纱和轻易纱，线密度为1100（1200）号至4400（4800）号。
建议：成带性不好；脱解性不好；张力光滑；线密度光滑；洗去性不好。
②玻璃纤维毡片短切毡要求：面积质量均匀；短切原丝、粘c结剂分布均匀；适中的干毡强度；优良浸透性。
用于强度要求不太高的制品。
连续毡增强效果较短切毡好。
要求同上。
表面毡起到表面修饰作用和耐酸性。
缝合毡不含粘结剂，浸透性能好，价格较低。
③玻璃纤维缝编织物可以增加制品的抗张强度及抗弯强度；减轻制品的重量；制品表面平整光滑。
组合玻璃纤维增强材料，可调整制品的横向和纵向强度3.辅助材料（1）引发剂引发剂的特性通常用活性氧含量、临界温度、半衰期来表示。
拉挤工艺现状及进展
拉挤工艺现状及最新工艺进展拉挤成型这项工艺，目前还处在高速发展阶段。
从国内外发展趋势来看，主要为生产大尺寸、复杂截面、厚壁产品，发展重点为：新型海洋用复合材料、电力传输、民用工程的结构组件、以及高层建筑项目。
目前国外最厚的拉挤成型产品已达101.6mm，同时拉挤工艺也从模腔内“黑色艺术”发展到以更加科学的实验手段，反复验证研究模内固化动力学，同时借助于各种电子设备、树脂注射、模具设计等不断优化质量提高生产率，随着先进设备的发展，那些之前被认为不可想象的工艺也将不断涌现。
拉挤成型的特点：一是工艺简单、高效，适合于高性能纤维复合材料的大规模生产。
拉挤线速度己知达到4 m/min以上，加上可同时生产多件产品，更进一步提高了生产效率。
二是拉挤能最好地发挥纤维的增强作用。
在大多数复合材料制造工艺中纤维是不连续的，这使纤维强度损失极大，即使连续纤维缠绕，由于纤维的弯曲、交迭等也使其强度有一定损失。
例如螺旋缠绕中，纤维的张度发挥一般只有75%～85%。
在拉挤中，纤维不仅连续而且充分展直，是发挥纤维强度的理想形式。
三是质量波动小。
拉挤工艺自动化程度高，工序少，时间短，操作技术和环境对制品质量影响都很小，因此用同样原材料，拉挤制品质量稳定性较其他工艺制品要高。
在线编织拉挤成型法自动编织在20世纪初就实现了，传统的复合材料编织是芯轴在编织机上以一定轨道匀速运动来实现的，编织的预成型体的浸渍可以通过手糊或自动喷射技术或在成型的编织点直接添加树脂。
理论上，与其他预成型体制造技术相比，编织的管状制件最适合拉挤成型，编织的最大优点在于能够把单向纤维引入到编织结构中，轴向纤维可以从任意编织纤维接点处引入。
这种结构是连续周向增强体和轴向增强体的有机结合成很稳定的预制体。
编织物所有的纤维均斜交，与轴线夹角不呈0°与90°。
编织原理与编织管如图1、图2所示。
编织过程中，纤维的运动轨迹为螺旋线。
选择合理的纤维角度，可调节产品管材径向强度与轴向强度的比例，同时，选择适宜的纤维排列密度可满足强度与外观的要求。
复合材料拉挤型材结构技术规程
复合材料拉挤型材结构技术规程一、引言本技术规程主要针对复合材料拉挤型材结构的基本原理、工艺要求、质量控制及使用注意事项进行规范，以保证产品的质量，提高产品的使用率。
二、材料选用1.树脂体系选用：根据使用环境、工艺性能等要求选用适宜的树脂体系。
常用树脂体系有环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等。
2.增强材料选用：常用增强材料有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，选择材料时应根据使用环境、使用寿命等要求进行选择。
3.型材打包选用相同规格的产品组成一个批次，便于生产组织和管理。
4.材料存储存放在干燥、阴凉、无尘、通风的场所中，避免阳光直射、雨淋、高温等条件。
三、型材生产1.型材加工拉挤型材的生产采用拉挤工艺，加工前应进行型材裁剪、切割、砂光等工作。
2.校正型材加工后应进行校正，以保证型材的几何尺寸精度。
3.加工温度型材加工时，应根据树脂体系的固化温度和型材形状进行控制，避免过高的温度导致型材变形、开裂等问题。
4.模具选型根据型材的形状、精度等要求选用适合的模具，模具表面应进行抛光处理。
5.布料增强材料应充分润湿，布料应均匀、充实，避免松散、疏松等问题。
6.裂纹检测型材生产过程中应进行裂纹检测，如发现裂纹应及时修补。
7.过渡段型材加工时应设置过渡段，避免过急的变形和应力集中。
8.冷却四、质量控制1.尺寸精度型材应符合相关的尺寸精度要求，包括长度、宽度、厚度等方面。
2.表面质量型材表面应平整、光滑、无明显缺陷，如砂眼、气泡、毛刺、瑕疵等。
3.机械性能4.水分含量型材在出厂前应进行水分含量检测，避免超标的水分含量导致产品变形、开裂等问题。
五、使用注意事项1.安装型材应按照相关要求进行安装，如安装前应进行水平校正、尺寸测量等工作。
2.使用环境型材应用于相应的使用环境，如避免高温、高湿、有腐蚀性、有磨损等环境。
3.维护保养型材在使用过程中应进行定期的维护保养，如清洗、涂漆等工作。
4.严禁超载型材在使用过程中应避免超载，以免导致断裂等危险情况。
聚氨酯树脂型材拉挤技术介绍
机械性能特点 Mechanical properties characterization
JHPK-G20 Pultrusion Machine(JHPK-G20拉挤成型设备)
结论Conclusions
什么是复合材料？ What is a ‘Composite’?
广泛定义：两种材料的结合，仅一种材料不能单独使用 Broad definition: a combination of two materials that can do things neither could do alone
市场数据： Market Statistics：
历年复合材料市场增幅（如图所示） Historic Composites Market Growth
YEAR
信息来源：复合物品制造业协会 Source: Composites Fabricators Association
市场数据： Market Statistics:
机械性能特点 Mechanical Properties Characterization
商业计时和混合传动装置系统（车床喷涂设备）（螺旋缠绕喷涂设备） Commercial meter/mix gear pump system (truck-bed-liner spray equipment)
气动混合枪头带有一次性静态搅拌器（静态混合器） Air-actuated mix head with 30-element disposable static mixer
加工特点的两相评估 Two-phase evaluation of processing characteristics
双组份拉挤聚氨酯树脂
Urepul 2112双组份聚氨酯树脂主要特性：●室温粘度低,浸润性能佳●高温固化快，生产效率高●制品韧性好，具备良好的机加工性能●制品纤维含量高，力学性能好●配合双组份混胶机使用，原料损耗低，生产自动化程度高典型应用：●拉挤成型工艺，拉挤速度最快可达2.5m/min●RTM工艺●玻纤, 碳纤, 芳纶纤维等复材模压成型制件的制作树脂性能：特征单位A组份B组份外观颜色棕色液体白色乳状液体25℃时黏度mPas 150-250 650-750 密度g/cm3 1.22-1.24 1.05-1.08闪点℃>200 >200浇注体性能：项目测试名称单位测试结果检测依据物化性能25℃混合粘度mPa.s250-450 GB/T7193 25℃凝胶时间min 24 - Tg ℃92 GB/T19466拉伸性能拉伸强度MPa 73 GB/T2568 拉伸模量GPa 3.2 GB/T2568 断裂伸长率% 4.5 GB/T2568弯曲性能弯曲强度MPa 116 GB/T2570 弯曲模量GPa 3.5 GB/T2570冲击性能冲击强度KJ/m287 GB/T2571常温固化24h，120 °C后固化4h，测试标准按照国标操作工艺：以拉挤工艺为例，待纱全部穿好，将双组份供胶机的AB泵出料比例调至正确配比，按质量比例将A料和B料打入注塑盒内，开启拉挤线即可生产，拉挤速度根据制品厚度进行调节。
玻璃钢制品性能：注：玻璃纤维为CPIC ECT 玻纤存储方法及使用环境：A/B 组份的储存方法和有效期已标注在包装桶上; 树脂和固化剂的存储于15-25℃的干燥通风处本产品应在18-25℃的温度环境下使用。
储存及包装：储存过程中需避光通风，储存环境温度控制在15-25℃，包装一旦打开请及时用完。
包装分为25KG 和220KG 两种规格免责申明以上所有数据及技术信息均基于本公司测试及对该材料的了解，对于该材料是否适用于特定产品设计及应用，需由使用方自行评估确定。
玻璃钢工艺,手工玻璃钢制作方法
玻璃钢拉挤成型工艺拉挤成型工艺是玻璃钢成型工艺中的一种特殊工艺，适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材等。
其优点是：1、生产过程连续进行，制品质量稳定，重复性好；2、增强材料含量可根据要求进行调整，产品强度高；3、能够调整制品的纵向强度和横向强度，满足不同的使用要求；4、能够生产截面形状复杂的制品，满足特殊场合使用的要求；5、制品具有良好的整体性，原材料的利用率高；6、设备的投资费用低。
二、拉挤工艺用原材料1、树脂基体在拉挤工艺中，应用最多的是不饱和聚酯树脂，还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性甲基丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂、热塑性树脂、聚氨酯树脂等。
(1)不饱和聚酯树脂：用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。
间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
目前国内使用的较多的是邻苯型，因其价格较间苯型有优势，但质量因生产厂家不同差距较大，使用时要根据不同的产品慎重选择。
(2)乙烯基树脂：乙烯基树脂具有较好的综合性能，可提高耐化学性能和耐水解稳定性。
(3)环氧树脂：环氧树脂和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧，是优良绝缘材料。
(4)酚醛树脂：它是最早的一类热固性树脂。
具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能，目前酚醛树脂已成功应用在拉挤成型工艺中。
(5)热塑性树脂的优点是加工成型简便，具有较高的机械能。
缺点是耐热性和刚性较差。
(6)聚氨酯拉挤树脂一般具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及良好的短梁剪切性能。
2、增强材料拉挤工艺用的增强材料主要是玻璃纤维及其制品，如无捻粗纱、玻璃纤维毡等。
为了满足制品的特殊性能要求，可用芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维及玄武岩纤维等。
(1)玻璃纤维用于拉挤工艺的玻璃纤维主要有无碱、中碱和高强玻璃纤维。
玻璃纤维制品的品种有：①无捻粗纱无捻粗纱有并股纱和直接纱，线密度为1100（1200）号到4400（4800）号。
新型节能防火窗-聚氨酯门窗
新型节能防火窗——聚氨酯复合材料门窗建筑节能一直是建筑界所追求、国家所倡导的，在《建筑节能与绿色建筑发展十三五规划》中明确提出到2020年城镇新建建筑能效水平比2015年提高20%。
资料显示，门窗能耗占建筑总能耗的约50%，门窗节能对于建筑节能来说有着重要的影响。
另外，现在高层住宅建筑日益增多，建筑防火也越来越受到各方的重视和关注，耐火、防火的建筑门窗需求也成逐年增加的趋势。
一种对窗新的要求就出现了，既要满足建筑节能的要求又要能够耐火、防火。
传统的防火窗（耐火窗）使用钢制窗型材和防火玻璃成窗，钢制的窗型材虽然可以达到防火（耐火）的要求，但是钢的热传导系数高，故钢窗的保温效果差，满足不了建筑节能的要求。
塑钢窗、断桥铝窗在一定程度上可以满足保温节能的要求，但是它们又不能经受住火灾高温的考验。
为此，美国亨斯曼、美国欧文斯科宁、上海集韧合作研发的聚氨酯复合材料门窗-新型节能防火窗应势而出，它有着比断桥铝更好的保温效果，也有能和钢窗媲美的防火性能。
聚氨酯复合材料门窗所用的门窗型材是：由玻璃纤维和聚氨酯树脂通过拉挤工艺而制得的一种复合材料。
与传统的聚酯树脂复合材料相比，在工艺上聚氨酯复合材料有生产速度快、成型过程无VOC挥发、可生产复杂截面形状等特点；在性能上，聚氨酯复合材料有着更高的强度、模量、隔热性能，更好的握钉力、耐疲劳性能，更低的线性热膨胀系数等优点。
众多的优异性能，使得集韧的聚氨酯复合材料受到了广泛的关注和应用，除了应用于建筑门窗外，还被用于太阳能边框、物流托盘、集装箱底板、护堤板、电缆桥架、电力横担、电线杆等。
对于建筑门窗型材来说，聚氨酯门窗型材可以说是集各种材料的优势于一身：一、聚氨酯门窗型材有着和PVC型材相近的保温性能，但又有较高的强度和模量，使聚氨酯门窗不需要加强衬钢；二、聚氨酯门窗型材有着可以和铝合金型材媲美的力学性能，但保温性能优于铝合金，聚氨酯门窗无需使用隔热断桥；三、通过一定的结构设计和配件的使用，聚氨酯门窗可以满足1H的耐火（耐火1小时）要求，且它比钢窗有着无法比拟的保温优势；四、聚氨酯复合材料线性热膨胀系数、耐腐蚀、绝缘性能在门窗使用过程中也更加有优势。
聚氨酯树脂拉挤
柔性
R
H O CH2
CH OH n
HOC H 2 C H 2 C H 2 C H 2n O H
OO H OR ' O CRCOR ' O H
刚性
H2N
CH2
NH2
H O C H 2 C H 2O H
Cl H2N
CH2
Cl NH2
HO CH2 CH OH CH3
支化
CH2 OH CH OH CH2 OH
88.0％ 84.4％
15202 77.9％
12643 64.8％
环氧树脂
311
15287
15488 10148
* 65.5％
/
/
/
/
/
/
/
/
21464 14180
* 66.1％
/
/
乙烯基酯树脂
326
18308 15807 86.3％ 15182 82.9％ 15289 83.5％ 15156 82.8％ 14844 81.1％ 14863 81.2％ 7188 39.3％
聚氨酯改性不饱和树脂耐湿热性能
弯曲强度（MPa） 弯曲模量（MPa）
1D
温度
4D
（60℃）
6D
湿度
14D
（93％RH） 21D
28D
温度（60℃）
湿度（93％ RH）12hrs
温度（25℃）
湿度（93％ RH）12hrs
1Cy 4Cy 6Cy 14Cy 21Cy
28Cy
UP－PU 488
19508 19484 99.9％ 19104 97.9％ 19272 98.9％ 19146 98.1％ 19099 97.9％ 19881 102％ 19981 102％ 19674 101％ 19772 101％ 19786 101％ 19500 100％ 19778 101％
拉挤成型工艺流程
拉挤工艺是一种连续生产复合材料型材的方法，它是将纱架上的无捻玻璃纤维粗纱和其他连续增强材料、聚脂表面毡等进行树脂浸渍，然后通过保持一定截面形状的成型模具，并使其在模内固化成型后连续出模，由此形成拉挤制品的一种自动化生产工艺。
利用拉挤工艺生产的产品其拉伸强度高于普通钢材。
表面的富树脂层又使其具有良好的防腐性，故在具有腐蚀性的环境的工程中是取代钢材的最佳产品，广泛应用于交通运输、电工、电气、电气绝缘、化工、矿山、海洋、船艇、腐蚀性环境及生活、民用各个领域。
拉挤成型工艺流程拉挤成型工艺形式很多，分类方法也很多。
如间歇式和连续式，立式和卧式，湿法和干法，履带式牵引和夹持式牵引，模内固化和模内凝胶模外固化，加热方式有电加热、红外加热、高频加热、微波加热或组合式加热等。
拉挤成型典型工艺流程为：玻璃纤维粗纱排布——浸胶——预成型——挤压模塑及固化——牵引——切割——制品拉挤成型设备组成：1、增强材料传送系统：如纱架、毡铺展装置、纱孔等。
2、树脂浸渍：直槽浸渍法最常用，在整个浸渍过程中，纤维和毡排列应十分整齐。
3、预成型：浸渍过的增强材料穿过预成型装置，以连续方式谨慎地传递，以便确保它们的相对位置，逐渐接近制品的最终形状，并挤出多余的树脂，然后再进入模具，进行成型固化。
4、模具：模具是在系统确定的条件下进行设计的。
根据树脂固化放热曲线及物料与模具的摩擦性能，将模具分成三个不同的加热区，其温度由树脂系统的性能确定。
模具是拉挤成型工艺中最关键的部分，典型模具的长度范围在0.6~1.2m之间。
5、牵引装置：牵引装置本身可以是一个履带型拉出器或两个往复运动的夹持装置，以便确保连续运动。
6、切割装置：型材由一个自动同步移动的切割锯按需要的长度切割。
成型模具的作用是实现坯料的压实、成型和固化。
模具截面尺寸应考虑树脂的成型收缩率。
模具长度与固化速度、模具温度、制品尺寸、拉挤速度、增强材料性质等有关，一般为600～1200mm。
拉挤成型(1)
拔浸胶玻璃钢纤维或织物，挤压通过加热模具
成型、固化形成玻璃钢线型材, 用于生产断面 形状固定不变的玻璃钢制品。
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
玻璃纤维粗纱排布→浸胶→预成型→拉挤模塑及固化→牵引→ 切割→制品→包装
图1 复合材料拉挤成型工艺过程示意图
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
（2）树脂浸渍 将排布整齐的增强纤维均匀浸渍上已配制好的不饱
和树脂的过程，一般是采用将纤维通过装有树脂胶
槽时进行的。 方法: 压纱浸渍
直槽浸渍
滚筒浸渍 压纱和直槽浸渍法最为常用，在整个浸渍过程中，必 须保证纤维和毡排列十分整齐。
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
证制品断面含纱量均匀。
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
作用：是将浸透了树脂的增强材料进一步均匀并除去
多余的树脂和排除气泡，使其形状逐渐形成成型模的
进口形状。 形状：如拉挤成型管材时，一般使用圆环状预成型模；
制造空心型材时，通常使用带有芯模的预成型模；生
产异型材时，大都使用形状与型材截面形状接近的金 属预成型模具。 原理：在预成型模中，材料被逐渐地成型到所要求的 形状，使增强材料在制品断面的分布符合设计要求。
固化程度。
一般采用钢镀铬，模腔表面要求光洁，耐磨，借 以减少拉挤成型是的摩擦阻力和提高模具的使用 寿命。
高分子材料成型新技术及模具CAD/CAE/KBE研究室
成型模具按结构形式可分为：整体式和组合式成型 模两类。 整体模具是由整体钢材加工而成，一般适用于棒材 和管材。组合成型模具有上、下模对合而成。这种 类型的模具易于加工，可生产各种类型的型材，但 制品表面有分型线痕迹。 空腹制品采用芯模。芯模一端固定，另一端悬臂伸 入上、下模所形成的空间，与上、下模一起构成产 品所需的截面形状。为减少脱模时芯模产生的阻力， 芯模尾部加工成 1/300~1/200 的锥度，较大的芯模应 考虑采用模心加热装置。
拉挤树脂
特性及用途：方鑫牌- -1002是邻苯型不饱和聚酯树脂，其玻璃钢制品具有较高的机械强度和韧性，适用于拉挤工艺制造帐篷杆、格栅、门窗等产品。
液体树脂技术指标项目单位指标测试标准外观淡黄色透明液体目视酸值mgKOH/g 16-22 GB2895-1982粘度(25°C) mPa.S 300-550 GB7193.1-1987凝胶时间min 9-16 GB7193.6-1987固体含量% 60-65 GB7193.3-198780°C稳定性h ≥24 GB7193.5-1987树脂浇铸体性能指标项目单位指标测试标准巴柯尔硬度≥Barcol 40 GB3854-1983拉伸强度≥MPa 68 GB2568-1995拉伸弹性模量≥MPa 3200 GB2568-1995断裂延伸率≥% 3.5 GB2568-1995弯曲强度≥MPa 100 GB2570-1995弯曲弹性模量≥MPa 3100 GB2570-1995冲击韧性≥KJ/m28.6 GB2571-1995热变形温度≥°C 80 GB1634-1989产品使用说明：1.本资料是依据GB8237-87标准，根据公司的实际情况，结合用户的需要编写而成的。
2．由于在使用本公司产品的过程中存在着许多可变因素，因此建议用户在使用前有必要进行测试和试验。
3．由于不饱和聚酯树脂的用途日益广泛，因此，产品的某些性能对某特定用途可能不完全适用。
本公司保留对某些技术参数的修改权。
4．如果用户对所需的产品及需要了解的问题在本资料中不能找到，请与我公司直接联系，我公司将根据用户的需要尽我们所能提供服务5．本资料中所列的不饱和聚酯树脂产品均属于危险品，贮，运须按国家有关规定办理。
6．液体不饱和聚酯树脂是不稳定的，应贮存在阴凉处，避免火种，隔离热源。
20℃以下贮存期为三至六个月（预促进树脂为三个月，非预促进树脂为六个月），20℃-30℃以上贮存期将进一步缩短。
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4.2 聚氨酯树脂拉挤制品应用实例
4.2.1 薄壁拉挤制品（移动基站天线罩南京华格）
抗压试验
4.2.2 220kV全复合材料接点桁架塔
复合材料桁架塔优点：可以利用复合材料的绝缘性， 缩小塔体结构、缩短横担长度，减少输电走廊土地面积， 同时可以减轻塔重。塔体结构、接点间连接是成败的关 键。
（1）整体结构与连接设计 • 拉挤复合材料型材（单组份聚氨 酯树脂） • 预制成型的整体框架 • 不同形状的复合材料连接夹板 • 金属螺丝锁紧
17866
17783 19020 18421 18021
91.6％
91.2％ 97.5％ 94.1％ 92.4％
345
/ 24571 17454 17510
65.7％
/ * 71.0％ 71.3%
15413
15132 17838 16649 15919
84.2％
82.7％ 98.9％ 95.2% 94.0％
CH2 CH3 CH2 C CH2
OH CH2 OH OH
支化
CH CH2
2.4 聚氨酯树脂的分子结构及聚集态结构
• 可以根据需要调节分子中的软段和硬段 • 可以根据需要控制分子间的交联 • 分子中硬段部分结晶
软段
硬段
结晶区
三、 改性聚氨酯树脂基复合材料基本性能
• • • • • • • 反应速度快 耐候性 耐化学腐蚀性 粘接性 高强度 高断裂延伸 耐冲击
0＃ 试样为纯单向纤维 1＃ 试样为纯单向纤维上下表面各加一层毡 2＃ 试样为纯单向纤维上下表面各加二层毡
聚氨酯改性不饱和树脂90°弯曲性能
UP－PU 测试性能 0＃ 1＃ 2＃ 强度 （MPa） 44.6 161.2 220.1 离散性 (%) 1.75 34.2 29.8 模量 （GPa） 15.0 16.8 18.4 离散性 (%) 0.78 0.53 0.99 国外产品* 强度 （MPa） 88.2 / 289 模量 （GPa） 12.4 / 12.4
7D
12643
64.8％
/
/
/
/
聚氨酯改性不饱和树脂耐化学性能
UP－PU 环氧树脂 乙烯基酯树脂
弯曲强度（MPa）
弯曲模量（MPa） 1D 18568
488
19508 95.2％ 23342
311
15287 * 16159
326
18308 88.3％
25℃ 5％HCl
25℃ 10％NaOH
15D
30D 1D 15D 30D
聚氨酯改性不饱和树脂耐湿热性能
UP－PU 环氧树脂 乙烯基酯树脂
弯曲强度（MPa）
弯曲模量（MPa） 1D 温度 （60℃） 湿度 （93％RH） 19484
488
19508 99.9％ 16900
311
15287 100％ 17992
326
18308 98.3％
4D
6D 14D
19104
19272 19146
• 40年代后期环氧树脂开始工业应用
主要热固性树脂性能对比
价格 聚氨酯 环氧 不饱和 酚醛
较高- 高 较高 中- 较高 低-中
工艺性
较好- 好 较好- 好 好- 很好 一般
力学性能
较好- 很好 较好-好 一般- 好 一般- 好
电学性能
好 较好- 很好 一般- 好 一般- 好
耐候性
较好- 很好 较好- 好 一般- 好 一般- 好
97.9％
102％ 102％ 101％ 101％ 101％ 100％ 101％
16496
16699 14850 14649 14621 14467 14426 14589
97.4％
98.4％ 100％ 98.6％ 98.5％ 94.6％ 94.4％ 95.4％
17722
16699 17051 16683 16656 17064 16912 16829
O N H C O ＋ O＝C＝N N O C O
C＝O N H
2.1.8 异氰酸酯与酰胺反应生成酰基脲，并发生交联
O N H C ＋ O＝C＝N N O C
C＝O N H
2.2 主要异氰酸酯品种
CH3 NCO OCN CH2
HDI
6
NCO
NCO
TDI
OCN NCO
CH2
MDI
NCO
OCN NCO
聚氨酯改性不饱和树脂0°弯曲性能
UP－PU
测试性能 0＃ 1＃ 2＃ 强度 （MPa） 1206 1022 924 离散性 (%) 23.96 35.6 50.2 模量 （GPa） 56.2 43.2 36.8 离散性 (%) 0.52 1.72 1.16
国外产品*
强度 （MPa） 1398 / 820 模量 （GPa） 54.5 / 22.1
NDI
CH2
NCO
HMDI
2.3 主要聚合物多醇及多胺
R H O CH2
CH2
CH
柔性
H O CH2 CH2
OH n
CH2 OH n
O HO R' O C R
O C O R' OH
Cl
Cl CH2 NH2
H2N
CH2
NH2
H2N
刚性
HO CH2 CH2 OH
HO CH2 CH CH3 OH
CH2
OH OH OH
97.9％
98.9％ 98.1％
16672
16604 16537
98.2％
97.8％ 97.4％
17771
17805 17759
97.1％
97.3％ 97.0％
21D
28D 1Cy 4Cy 6Cy 14Cy 21Cy 28Cy
19099
19881 19981 19674 19772 19786 19500 19778
四、改性聚氨酯树脂在拉挤中的应用
4.1 聚合物基复合材料的构成及相互关系
原辅 材料
• • • • •
设计 结构
产品是目的 材料是基础 设计是关键 工艺是手段 测试是保障
测试 技术
复合材料 及制品
工艺 设备
各要素之间关系 • 相互联系 • 相互制约 • 共同作用
复合材料既是材料，又是结构，最终是制品 各要素间的系统匹配是决定复合材料制品优劣的关键。
2.1.5 异氰酸酯与多元醇发生交联反应
O
OH N＝C＝O ＋ HO R' OH
O O N H C O R'
C
N H O O C N H
2.1.6 异氰酸酯与脲反应生成缩二脲，并发生交联
O N＝C＝O ＋ N H C N H N O C N H
C＝O N H
2.1.7 异氰酸酯与氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯， 并发生交联
改性聚氨酯树脂 在复合材料拉挤方面的应用
武汉理工大学 材料学院复合材料系 王 钧
一、热固性树脂的发展
• 1909年美国籍化学家L.H. Backeland首先合成 出有应用价值的酚醛树脂 • 1937年德国化学家Otto Bayer发现异氰酸酯与 含活泼氢的化合物的聚合反应，从而建立了聚 氨酯化学的基础 • 1941年不饱和聚酯树脂开始大规模应用
拉挤型材
（2）连接结构
（3）结构强度测试
该产品已在辽宁丹东220KV高电压等级输电线路挂线运行， 重量比同尺寸钢结构塔减轻30%、横担长度可缩短60%。
4.2.2 500kV全复合材料接点桁架塔
目前国内唯一通过电气、力学性能测试全复合材料结构的 500kV格构塔塔头。
感悟与总结
复合材料的可设计性为复合材料制品的设计与 制备，提供了创新空间和自由。 根据产品的特点与要求，充分发挥可设计性，
O N H C N H ＋ CO2
2.1.3 异氰酸酯与胺反应生成取代脲
O N H O＝C＝N N＝C＝O ＋ H2N R' NH2 N H C O C NH NH R'
2.1.4 异氰酸酯与羧酸反应生成酰胺和二氧化碳
O C OH ＋ O＝C＝N O C O O C N H
O C N H ＋ CO2
燃烧性
一般- 较好 一般- 较好 一般- 较好 好
耐热性
一般- 好 一般- 较好 一般- 较好 好
二、聚氨酯树脂
2.1 异氰酸酯的反应
2.1.1 异氰酸酯与羟基反应生成氨基甲酸酯
O N＝C＝O ＋ HO N H C O
2.1.2 异氰酸酯与水反应生成脲和二氧化碳
O O＝C＝N O N H C OH ＋ O＝C＝N N H N＝C＝O ＋ HOH N H C O C O OH O C N H
就可以设计、制备出“有个性”的新材料、新结构、
新工艺、新制品。 复合材料是技术和艺术结合 科学与哲学结合
感谢各位的关注！
欢迎大家指正！
96.8％
91.2％ 93.1％ 91.1％ 91.0％ 93.2％ 92.4％ 91.9％
温度（60℃） 湿度（93％ RH）12hrs 温度（25℃） 湿度（93％ RH）12hrs
聚氨酯改性不饱和树脂耐化学性能
UP－PU 弯曲强度（MPa） 弯曲模量（MPa） 1D 4D 80℃ 5％HCl 7D 14D 21D 28D 80℃ 10％NaOH 1D 4D 18068 17563 17491 17217 17212 17174 16460 15202 488 19508 92.6％ 90.0％ 89.7％ 88.3％ 88.9％ 88.0％ 84.4％ 77.9％ 15488 10148 / / / / 21464 14180 环氧树脂 311 15287 * 65.5％ / / / / * 66.1％ 15807 15182 15289 15156 14844 14863 7188 / 乙烯基酯树脂 326 18308 86.3％ 82.9％ 83.5％ 82.8％ 81.1％ 81.2％ 39.3％ /