一種玻璃鋼用環氧樹脂生產工藝研究

劉寶成

摘 要：本文分析了玻璃鋼用環氧樹脂傳統生產工藝，發現這種工藝一般為間歇式反應釜生產，質量控制環節基本由人工操作，生產效率低、產品質量波動大、大批量生產困難。本文提出了一種自動化生產玻璃鋼用環氧樹脂的方法，從加料計量、物料輸送、溫度控制、混合反應時間及出料包裝均采用自動化流水線方式，經過批量生產表明，本生產工藝生產效率高、產品質量穩定、人工成本低、生產現場環保，具有顯著的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：玻璃鋼 環氧樹脂 生產工藝

中圖分類號：TQ32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0076-02

玻璃鋼復合材料由于其重量輕、強度高等特點被廣泛使用，環氧樹脂是玻璃鋼復合材料的主要材料，一般是基礎環氧樹脂和活性稀釋劑等添加物復配改性而成，提升其韌性、耐熱性、耐候性和施工適應性等。在玻璃鋼成型時需配合固化劑、填料等材料固化成型。玻璃鋼用環氧樹脂的傳統工藝一般采用反應釜生產，優勢是原料加入量、溫度及反應時間控制靈活，但單釜產量不大，生產效率比較低，質量波動大。本文提出一種玻璃鋼用環氧樹脂（以下簡稱環氧樹脂）自動化生產方法，使物料的預熱、計量、輸送、混合反應及包裝都是通過PLC系統監控和自動調節，實現了生產過程全封閉、自動化和連續化。此法生產效率高、質量控制精準穩定，適用于環氧樹脂的批量化生產。

1 傳統生產工藝

目前國內環氧樹脂的生產一般采用傳統工藝，屬于單釜小批量生產。由于環氧樹脂的原料粘度較大，為達到充分混合的效果，一般采用20立方反應釜。每釜生產需要經過物料稱量、預熱及反應過程，達到工藝要求出料稱量，重復上述過程即可大量生產。整個生產過程是間歇式的，大批量生產效率低，人工成本高，批次間工藝控制會產生差異造成質量波動，給復合材料制造帶來質量風險。

2 自動化生產工藝研究

本研究提出的環氧樹脂自動化生產的方法見圖1。本研究的思路是將物料輸送、溫度、壓力、計量等參數實現自動調節控制，核心是保證各物料嚴格按質量比例均勻混合反應。

首先是由上料泵A1～An將各種基礎環氧樹脂、稀釋劑等原料加入原料儲罐，B1～Bn是帶有夾套和自循環的儲罐，儲罐設溫度傳感器，溫度升降通過冷熱水調節閥實現。儲罐內設液位高低保護功能，系統可保護性停止。物料的配比是在一定溫度和壓力下，通過質量流量計實現的。變頻泵C1～Cn通過壓力變送器控制其轉數，實現物料輸送壓力保持相對穩定，恒定流速。D1～Dn使用的是質量流量計。物料流量E1～En由電磁閥來調節，控制單位時間通過流量計D1～Dn的各種物料質量，實現投料比例在工藝規定誤差范圍內。各種物料經過混合器反應后即為成品環氧樹脂產品，再經過流量計和電磁控制閥自動在放料口1和放料口2之間切換分裝。以上控制過程由PLC可編程控制器完成，該控制系統由信號檢查器、信號處理器組成。檢測器采集溫度、壓力等信號，通過信號處理器向閥、泵等執行元件發出調節指令達到控制的目的。自動化生產的各個參數是經過反復測試驗證確定的，參數偏離到一定值時調整介入，只有所有設置的參數都達到時，系統才能正常運行，偏離較大且達到一定值或調整時間超過規定時，系統進入自循環保護狀態。此時對某一物料傳輸過程中的問題進行處理，一般是有雜質對閥的影響，需前端過濾。

3 工藝對比討論

環氧樹脂傳統生產工藝和自動化生產工藝按年產萬噸比較：傳統工藝平均10t/d·釜，生產效率低；本工藝平均60t/d，生產效率高。傳統工藝產品批次間質量穩定性不高；本工藝計量精準，無批次差異，質量穩定性高。傳統工藝需多組（釜）人員，約25人；本工藝連續生產，需10人左右。傳統工藝開放式生產，生產環境差；本工藝封閉生產，生產環境好。

4 結語

本研究改變了傳統環氧樹脂生產模式，已建成年產1萬t的自動化生產線，累計生產銷售環氧樹脂近4萬t，降低了生產成本，提高了生產效率和產品質量穩定性，創造了可觀的經濟價值和社會效益，提升了復合材料用環氧樹脂的制造水平及企業競爭力。

參考文獻

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[2] 汪鎮安.化工工藝設計手冊（上冊）[M].北京：化學工業出版社，2003.

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