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玻璃钢管道因其轻质、高强、易于设计、成型、耐腐蚀、防锈等优点，被广泛用于油田集输管道、市政给排水管道，通过缠绕工艺加工而成，存在工序多、效率低、质量差等缺陷，连续缠绕成型工艺是在缠绕工艺基础上发展起来的新型工艺，其采用凸轮盘推动钢带连续运转，形成管材缠绕内心模具，模具前后循环，完成纤维缠绕、复合、夹砂、固化工序，此工艺为连续成型，提高生产效率、减少资源浪费。油田运输管道、市政排污管道等领域长期接触腐蚀介质，对玻璃钢管道提出了更高的耐腐蚀需求，环氧乙烯基酯树脂在耐腐蚀方面较不饱和聚酯树脂有较大优势。连续缠绕工艺所需树脂活性与管道管径尺寸相关，管径越小，连续缠绕速度越快，凝胶时间要求越短，需保证树脂在缠绕、复合之前不发生凝胶，到达夹砂工序之前完成凝胶，否则会因内外层固化时间差产生应力，造成开裂、白斑等缺陷。

1.连续缠绕成型工艺介绍

图1连续缠绕工艺示意图

连续缠绕成型工艺如图1所示，要求树脂在进入短切纱工序之前凝胶，切割工序之前固化。结合理论与经验将连续缠绕工艺用树脂凝胶时间与管道直径、送纱速度关系总结如下：

其中，t—树脂凝胶时间，单位为s

L0—树脂与模具接触点至短切纱落点间距离，单位为m

R—管道直径，单位为m

V—送纱速度，单位为m/s

C—相邻连续玻纤毡重叠宽度与连续玻纤毡宽度之比，单位为%

      此工艺特点为连续生产，对树脂凝胶时间要求苛刻，是连续缠绕成型工艺的关键，凝胶时间与管道直径呈正相关，直径越小，对树脂凝胶时间要求越短，直径为0.6m的玻璃钢管道凝胶时间控制在2.5-4.5min为宜，常规环氧乙烯基酯树脂因活性低，很难达到此项要求。

      连续缠绕树脂的工艺性能要求如下：

1)低粘度，粘度范围250-350cps；

2)合适的凝胶时间及放热峰温度。

2.影响树脂凝胶时间的因素

树脂凝胶时间受温度、固化剂、促进剂、助促进剂影响，分别对以上几个因素进行分析，以MFE711FW环氧乙烯基酯树脂为例，分别测试温度、固化剂、促进剂、助促进剂对凝胶时间的影响。

图2不同测试温度MFE711FW树脂放热曲线

温度对凝胶时间的影响如图2所示，横坐标为时间，纵坐标为树脂固化过程中放热温度，从图中可以看出，温度对凝胶时间影响较大，15℃水浴实验，树脂凝胶时间为9min，50℃水浴实验，凝胶时间缩短至40s，原因是MFE711FW为自由基固化机理，引发剂产生自由基速度受温度影响，温度越高，自由基产生速度越快，从而增加链引发的几率以及链增长速度，树脂固化速度随之增加。

图3不同固化剂加入量MFE711FW放热曲线

固化剂加入量对树脂凝胶时间影响如图3所示，促进剂加入量保持恒定，为树脂重量0.9%，随着固化剂加入量增加，树脂凝胶时间明显缩短，通过试验，确定固化剂适宜加入量为1.5-2.5%。

图4不同促进剂加入量MFE711FW放热曲线

促进剂加入量对树脂凝胶时间影响如图4所示，固化剂加入量2.0%不变，调节促进剂加入量0.4%-2.0%，树脂放热曲线如图4，试验表明，促进剂加入量0.8%，效果最佳，进一步增加促进剂用量，树脂凝胶时间变化不大，但放热峰温度随促进剂加入量增加不断升高，放热峰温度升高，有助于提高玻璃钢硬度建立速度。

图5加入助促进剂不同促进剂加入量MFE711FW放热曲线

由图2得知树脂在15℃时，凝胶时间较长，为缩短树脂的凝胶时间，加入助促进剂，助促进剂为铵盐,能够提高自由基释放速率，图5为15℃加入助促进剂前后树脂放热曲线，固化剂加入量保持树脂量2.0%不变，调节促进剂加入量0.4%-2.0%。从试验结果看，加入助促进剂，凝胶时间大幅度缩短，由9min降低到3min左右；但助促进剂加入后，容易造成过多的自由基相互中和，造成放热峰降低，产生制品固化不良问题，生产车间温度较低时，可通过助促进剂调节凝胶时间，但应注意其带来的不利因素。

3.力学性能比较

测试MFE711FW浇铸体及玻璃钢力学性能，并与不饱和聚酯树脂（UP）、UP/VE混合树脂进行性能对比，测试结果如下：

从结果可以看出，MFE711FW环氧乙烯基酯树脂力学性能最佳。

作者：小七