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聚氨酯复合材料现状及未来

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-26  浏览次数:463
核心提示:以多异氰酸酯为B组分,以聚合物多元醇及其助剂混组分,以聚合物多元醇及其助剂混合物为A组分,组成的用于制备复合材料的树脂;
 一、生产
 1、原料
  基本概念
   双组份树脂 :以多异氰酸酯为B组分,以聚合物多元醇及其助剂混组分,以聚合物多元醇及其助剂混合物为A组分,组成的用于制备复合材料的树脂;
   单组份(有苯乙烯):改性不饱和树脂、或聚氨酯乙烯基树脂,环保性无明显提升;
   单组份(无苯乙烯):以其他低气味和低挥发单体做交联剂,环保型提升,但是成本明显升高、树脂粘度大、发热迅速集中、产品性能易发生缺陷,目前并无成熟产品在售。
 2、工艺和设备
  主要设备或模块:
▶双组份供胶系统
▶纱架及预成型
▶注射盒
▶模具
▶牵引机
▶切割机
▶纤维编织机
聚氨酯拉挤工艺设备

主要设备或模块:
▶缠绕控制系统
▶芯模(加热)
▶自动小车及树脂槽
▶纱架
▶行吊
▶烘房
聚氨酯缠绕工艺

主要设备或模块:
▶压力系统
▶模具
聚氨酯模压工艺
主要设备或模块:
▶模具
▶真空泵
▶缓冲器
▶树脂容器
聚氨酯灌注工艺

二、环保

1、工人和环境

▶供料系统封闭
   拉挤工艺下,双组份供料系统实现了树脂的全封闭供料,避免了树脂与人和环境的直接接触;
▶原材料不挥发
   所有原材料均为具有一定分子量的齐聚物,常压下无沸点或沸点很高、不挥发、无气味;
▶树脂不经皮吸收
   所有原材料粘度范围约为250-1000mPa.s,一旦与皮肤接触不易经皮吸收,且两个组分很快反应固化为固体,自行脱落;
▶生产过程无三废
   在工厂实现连续化生产后,整个生产过程基本不会产生任何的废液、废气和废固,对环境十分友好
2、产品
符合“低碳”的国家战略和发展趋势
无VOC释放,可直接用于门窗、车厢等

三、性能

 1、树脂
   以聚发公司RTM双组份聚氨酯树脂为例
 2、复合材料

聚发公司聚氨酯SMC片材模压复合材料性能

聚发公司聚氨酯特殊拉挤工艺复合材料性能

聚发公司聚氨酯缠绕树脂复合材料性能

以18m长信号塔为例:
  设计值要求能抵御35m/s风速的冲击,与之对等的力约1200公斤。

结果:
  实验条件只能提供2100公斤力,信号塔并未被破坏,测试后,信号塔仍能恢复原样
结论:
  该信号塔抗风冲击能力远超设计值

四、前景
  1、成本
  拉挤工艺--以桥架产品为例

灌注工艺--以叶片产品为例

 2、应用及市场

拉挤工艺:
防火节能门窗
 ▶光伏边框
 ▶光伏支架
 ▶电力桁架
 ▶电力横担
 ▶物联网托盘
 ▶绝缘梯

缠绕工艺:
 信号塔
  ▶电网电杆
  ▶市政管道
  ▶海水淡化管道
  ▶储油罐
  ▶压力容器

灌注工艺
 叶片
  ▶游艇
  ▶减震板簧
模压工艺:
 预浸料
  ▶BMC
  ▶SMC
五、机遇
  ▶政策支持:2017年1月23日,工信部、发改委、科技部、财政部编制的《新材料产业发展指南》,4月28日科技部正式印发《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,都要求发展高性能纤维复合材料和轻质高强材料,提升先进结构材料的保障能力和国际竞争力;
  ▶市场发展:有助于解决能源和资料紧缺问题,可谓信息化发展服务;
  ▶环境保护:利用轻质高强特性替代传统金属材质,可降低金属生产及运行过程中的能耗,有助于国家低碳战略的实施。
六、挑战
  ▶环境问题:2018年1月1日《中华人民共和国环境保护税法》施行,目前全国5000家复材生产企业已有约3000家生产技术和环保意识落后的作坊式小企业实现转产或关停;
  ▶高性能材料:以高端碳纤维预浸料为代表的高性能材料仍落后于国外;
  ▶产能和产业结构落后:缺少引领新技术的创新型、科技型企业。
转型绿色发展助推产业结构优化升级
  ▶复合材料制造企业基本不产生“三废 ”、力争做到与 “三废 ”绝缘 ,实现绿色生产;
  ▶降低树脂的生产能耗、降低客户的制造能耗;
  ▶企业应加大创新投入,实现新技术、新设备和新工艺引领;
  ▶环保型反应型阻燃剂的制备;
  ▶连续纤维增强热塑性复合材料技术

 
 
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