一种玻璃钢用环氧树脂生产工艺研究

刘宝成

摘 要：本文分析了玻璃钢用环氧树脂传统生产工艺，发现这种工艺一般为间歇式反应釜生产，质量控制环节基本由人工操作，生产效率低、产品质量波动大、大批量生产困难。本文提出了一种自动化生产玻璃钢用环氧树脂的方法，从加料计量、物料输送、温度控制、混合反应时间及出料包装均采用自动化流水线方式，经过批量生产表明，本生产工艺生产效率高、产品质量稳定、人工成本低、生产现场环保，具有显著的经济效益和社会效益。

关键词：玻璃钢 环氧树脂 生产工艺

中图分类号：TQ32 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0076-02

玻璃钢复合材料由于其重量轻、强度高等特点被广泛使用，环氧树脂是玻璃钢复合材料的主要材料，一般是基础环氧树脂和活性稀释剂等添加物复配改性而成，提升其韧性、耐热性、耐候性和施工适应性等。在玻璃钢成型时需配合固化剂、填料等材料固化成型。玻璃钢用环氧树脂的传统工艺一般采用反应釜生产，优势是原料加入量、温度及反应时间控制灵活，但单釜产量不大，生产效率比较低，质量波动大。本文提出一种玻璃钢用环氧树脂（以下简称环氧树脂）自动化生产方法，使物料的预热、计量、输送、混合反应及包装都是通过PLC系统监控和自动调节，实现了生产过程全封闭、自动化和连续化。此法生产效率高、质量控制精准稳定，适用于环氧树脂的批量化生产。

1 传统生产工艺

目前国内环氧树脂的生产一般采用传统工艺，属于单釜小批量生产。由于环氧树脂的原料粘度较大，为达到充分混合的效果，一般采用20立方反应釜。每釜生产需要经过物料称量、预热及反应过程，达到工艺要求出料称量，重复上述过程即可大量生产。整个生产过程是间歇式的，大批量生产效率低，人工成本高，批次间工艺控制会产生差异造成质量波动，给复合材料制造带来质量风险。

2 自动化生产工艺研究

本研究提出的环氧树脂自动化生产的方法见图1。本研究的思路是将物料输送、温度、压力、计量等参数实现自动调节控制，核心是保证各物料严格按质量比例均匀混合反应。

首先是由上料泵A1～An将各种基础环氧树脂、稀释剂等原料加入原料储罐，B1～Bn是带有夹套和自循环的储罐，储罐设温度传感器，温度升降通过冷热水调节阀实现。储罐内设液位高低保护功能，系统可保护性停止。物料的配比是在一定温度和压力下，通过质量流量计实现的。变频泵C1～Cn通过压力变送器控制其转数，实现物料输送压力保持相对稳定，恒定流速。D1～Dn使用的是质量流量计。物料流量E1～En由电磁阀来调节，控制单位时间通过流量计D1～Dn的各种物料质量，实现投料比例在工艺规定误差范围内。各种物料经过混合器反应后即为成品环氧树脂产品，再经过流量计和电磁控制阀自动在放料口1和放料口2之间切换分装。以上控制过程由PLC可编程控制器完成，该控制系统由信号检查器、信号处理器组成。检测器采集温度、压力等信号，通过信号处理器向阀、泵等执行元件发出调节指令达到控制的目的。自动化生产的各个参数是经过反复测试验证确定的，参数偏离到一定值时调整介入，只有所有设置的参数都达到时，系统才能正常运行，偏离较大且达到一定值或调整时间超过规定时，系统进入自循环保护状态。此时对某一物料傳输过程中的问题进行处理，一般是有杂质对阀的影响，需前端过滤。

3 工艺对比讨论

环氧树脂传统生产工艺和自动化生产工艺按年产万吨比较：传统工艺平均10t/d·釜，生产效率低；本工艺平均60t/d，生产效率高。传统工艺产品批次间质量稳定性不高；本工艺计量精准，无批次差异，质量稳定性高。传统工艺需多组（釜）人员，约25人；本工艺连续生产，需10人左右。传统工艺开放式生产，生产环境差；本工艺封闭生产，生产环境好。

4 结语

本研究改变了传统环氧树脂生产模式，已建成年产1万t的自动化生产线，累计生产销售环氧树脂近4万t，降低了生产成本，提高了生产效率和产品质量稳定性，创造了可观的经济价值和社会效益，提升了复合材料用环氧树脂的制造水平及企业竞争力。

参考文献

[1] 王德中.环氧树脂生产与应用[M].北京：化学工业出版社，2001.

[2] 汪镇安.化工工艺设计手册（上册）[M].北京：化学工业出版社，2003.

[3] 汪镇安.化工工艺设计手册（下册）[M].北京：化学工业出版社，2003.