拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。这种工艺最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（门窗型材、叶片等）。等。
一、拉挤成型工艺特点
拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点：
①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；
②拉挤成型制品中纤维含量可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；
③制品纵、横向强度可任意调整，可以满足不同力学性能制品的使用要求；
④生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故较其他工艺省工，省原料，省能耗；
⑤制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。
拉挤玻璃钢制品的物理力学性能参见表3-8。
拉挤成型工艺的缺点是产品形状单调，只能生产线形型材，而且横向强度不高。
拉挤成型工艺过程是由送纱、浸胶、预成型、固化定型、牵引、切断等工序组成。典型的拉挤工艺流程如图3-34所示。无捻粗纱从纱架1引出后，经过排纱器2进入浸胶槽3浸透树脂胶液，然后进入预成型模4，将多余树脂和气泡排出，再进入成型固化模5凝胶、固化。固化后的制品由牵引机6连续不断地从模具中拔出，最后由切断机7定长切断。在成型过程中，每道工序都可以有不同方法：如送纱工序，可以增加连续纤维毡，环向缠绕纱或用三向织物以提高制品横向强度；牵引工序可以是履带式牵引机，也可以用机械手；固化方式可以是模内固化，也可以用加热炉固化；加热方式可以是高频电加热，也可以用熔融金属（低熔点金属）等。
拉挤成型工艺的模具很重要，一般用钢模镀铬，模具表面要求光洁、耐磨，借以减少拉挤成型时的摩擦阻力和提高模具的使用寿命。模具的长度，是根据成型过程中的牵引速度和树脂凝胶固化度决定。预成型模为冷模，用自来水冷却。纤维浸胶时间，一般控制在15～20s为宜。纤维在进入胶槽时要有一定张力，使浸胶后的纤维不松散。牵引力的大小，视制品的断面尺寸和几何形状而定，一般初始起动牵引力大于正常运转时的牵引力。
二、拉挤成型用原材料
（1）树脂基体：选择拉挤工艺用的树脂，除满足产品使用要求外，从工艺角度考虑，还应满足以下要求：
①树脂黏度要低，固化过程无挥发物，一般黏度应低于2Pa·s，最好是无溶剂型树脂，或反应型溶剂树脂，使用过程中易浸透纤维，易消除气泡；
②适用期要长，配制好的胶液在室温下的适用期应在8h以上；
③固化收缩小，与填料相容性好，一般要保证固化收缩率在4%以内。
拉挤工艺用的环氧树脂，主要是室温固化型双酚A环氧与环氧氯丙烷的混合物，黏度在0.4Pa·s以上，固化剂选用二酸酐或芳香族胺类固化剂。
（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，连续纤维毡等。为了满足制品的特殊性能要求，可以选用芳纶纤维、碳纤维及金属纤维等。高性能纤维可以单独使用，也可以和玻璃纤维混合使用。不论是哪种纤维，用于拉挤工艺时，其表面都必须经过处理，使之与树脂基体能很好的粘接。
拉挤工艺对玻璃纤维无捻粗纱的性能要求：
①表面进行偶联剂处理，与选用的树脂相匹配，如热固性聚酯用硅烷型，热塑性树脂则选用碳酸酯型偶联剂，树脂易浸透；
②纤维本身强度高，不易产生静电；
③集束性好，生产过程中无松紧不均现象，不影响制品强度。
为了提高制品的横向强度，除选用无捻粗纱外，还需要连续纤维原丝毡加强。还可以选用针织单向纤维与短切纤维复合毡和三向针织物，也有采用拉挤加环向缠绕来增强制品的横向强度。
三向针织物是制造高性能复合材料拉挤型材的理想材料，它可以克服拉挤制品横向和层间剪切强度低、沿纵向断面易开裂等缺陷。
（3）辅助材料 拉挤工艺用的辅助材料如下。
①脱模剂 拉挤工艺的模具，在连续生产过程中是闭合的，不可能涂脱模剂，为了使制品顺利从模具中脱出，必须使用内脱模剂。
环氧树脂拉挤成型工艺用内脱模剂对于拉挤成型工艺的实现是非常重要的。国内哈尔滨玻璃钢研究所研制的HBT-6、HB-7，是分别运用于酸酐/环氧和胺/环氧树脂体系有效的内脱模剂，其用量一般为2%以内。其性能与美国Axel-1846，Axel-1850，Axel-1854等相当。
②填料 环氧拉挤工艺制品常用填料有石英粉、高岭土等，但是环氧树脂收缩率非常小，因此一般不用。
三、拉挤成型模具
模具是拉挤成型技术中的重要工具，一般由预成型模和成型模两部分组成。
（1）预成型模具 在拉挤成型过程中，增强材料浸渍树脂后（或被浸渍的同时），在进人成型模具前，必须经过由一组导纱元件组成的预成型模具，预成型模的作用是将浸胶后的增强材料，按照型材断面配置形式，逐步形成近似成型模腔形状和尺寸的预成型体，然后进入成型模，这样可以保证制品断面含纱量均匀。
要求预成型模中的导纱元件能导纱，能导毡或能导纱同时又能导毡。导纱元件的结构形式可根据拉挤产品断面形状进行设计。板状结构导纱元件如图3-35所示。
导纱元件需用耐磨、光滑材料制造，导纱或导毡孔应有倒角，其尺寸应略大于纱和毡的尺寸。
（2）成型模具设计基本要求
①成型模具模截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于10。其目的一是保证模具有足够的强度和刚度；二是加热后热量分布均匀和稳定。
②拉挤模具长度与树脂固化速度、模具加热条件及拉挤成型速度有关。最主要的是保证制品拉出时达到脱模固化程度。根据经验，一般模具长度在50～1500mm范围。
③模腔表面要求光洁，耐磨，硬度大于HRC50，模腔进出口两端有倒角，圆角半径在1.5～6mm范围。
④模腔尺寸应比制品尺寸大1.5%～3.5%。
（3）模具材料 应能满足以下要求：强度高，热处理变形小，加工性能好，易抛光，耐磨、耐热及耐热腐蚀等。完全都能满足这些要求的材料为数不多，价格昂贵。设计模具时应按其主要要求考虑。国产模具材料见表3-9。
（4）槽形型材成型模具 槽形拉挤型材的增强材料配置形式一般用毡、纱、毡形式，其模具组合形式如图3-36所示。
四、拉挤成型工艺的发展及其应用
拉挤成型技术始于20世纪50年代，首先在美国专利注册，60年代得到应用，70年代
得到发展，80年代发展速度达最快。美国20世纪80年代的增长率为20%左右，居各种成型方法之首，近年的增长率仍保持在10%以上，受到各国同行们的重视，各种拉挤成型机不断涌现，如立式、卧式、弯曲型材式、反应注射式、加轻质填料式等，目前用拉挤法生产的产品规模有细到1mm的线材，粗到70mm的棒材，大到800mm×280mm空腹型材，生产时的牵引速度达6m/min，最大牵引力达40t。
拉挤工艺的发展趋势可以概括为：
①断面几何形状趋于复杂；
②断面尺寸朝着特大和特小方向发展；
③拉挤速度和生产效率日趋提高，如线速度＞6m，一机同时拉数根型材等；
④发展高性能复合材料拉挤型材；
⑤开发热塑性复合材料型材。
拉挤成型产品的开发应用，在国内外都受到行业同仁的关注，已开发应用的产品有近百种，应用领域十分广阔，已广泛用于多个领域。
（1）电工领域 已开发应用的产品有电缆保护槽、盖，电机槽楔块，绝缘棒，电工梯，电缆支架，高压线路工具，天线、电线杆、横担、电缆地下保护管，变压器零件，光缆增强芯材，变电所结构，电缆分线架，熔断丝管，线路维修车吊架等。
（2）防腐工程 拉挤产品是结构形状和材料特性的合理结合，在化工防腐工程领域更能发挥其特长，已开发的产品有：防腐结构型材、管网支撑结构、格栅地板、栏杆、油井抽油杆、井下压力管道、梯子、堰板和溢流闸、排雾器叶片、化学器贮罐的内外支撑、进料槽、排气管、废水处理设备等。
（3）建筑工业 主要用于轻型结构，高层楼层的上层结构，活动房结构，移动式工作台，门窗型材，混凝土增强筋（代替钢筋），帐篷支架，发电站的烟气洗涤和粉尘收集系统，房屋吊顶结构，檐槽，电脑，试验室。
（4）交通领域 主要产品有高速公路护栏板、支柱，过街人行桥，公路桥，汽车货架，车内扶手，冷藏车车厢板，行李架，保险杠，架空单轨，汽车簧片，叉口路障，刹车片，电力火车轨道护板等。
（5）运动娱乐领域 主要产品有弓箭、高尔夫球杆、滑雪板、滑雪杖、曲棍球棒、木琴部件、机动雪橇滑轨加固件、单杠和双杠、活动游泳池底板，高低栏架，船艇桨柄，钓鱼竿，撑竿，横杆等。
（6）其他方面的应用 其他方面待开发的产品很多，是一个广阔的领域，已应用的产品有太阳能收集器支架，测量标杆，塔尺，雨伞柄，拖把，笤帚把，工具柄（锤柄、铲柄），梯子以及航空航天飞行器中的高性能绝缘杆件，风机叶片，路灯柱等。
五、环氧树脂的RIM拉挤工艺
尽管有许多制造方法可用于复合材料的制造，拉挤工艺近年却引起人们极大注意。在这一领域的发展中不仅包括多种多样的基体材料，而且也包括新型的增强材料和制造形式。RIM拉挤工艺被认为是在这种领域中一种特殊类型的拉挤工艺，它具有拉挤工艺的所有特点，而且消除了某些不利之处。
RIM拉挤工艺即反应注射成型拉挤工艺，与其他拉挤工艺的机理基本相同。RIM拉挤工艺的独特之处是将树脂直接导人增强材料中，这一点不像通常的拉挤工艺，增强材料在入模之前首先需要经过树脂槽浸渍。它是将增强材料拉过一个预成型模，该模是直接装在反应注射模塑（RIM）混合头的下面。在预成型模内，增强材料被浸渍，然后进入加热的成型模内固化成型。 |
