一、概述
拉擠成型工藝是將浸透膠液的連續無捻粗紗、氈、帶或布等增強材料，在牽引力的作用下，通過模具加熱擠拉成型、固化，連續不斷地生產長度不限的玻璃鋼型材。
2008 年，拉擠成型工藝用不飽和聚酯樹脂消費量 4 萬噸，過氧化物消費量約為 600 噸。
拉擠成型工藝是玻璃鋼成型工藝中的一種特殊工藝，適于生產各種斷面形狀一樣的玻璃鋼型材，如棒、管、實體型材（工字形、槽形、方形型材）和空腹型材等。其優點是：
1、生產過程連續進行，制品質量穩定，重復性好；
2、增強材料含量可根據要求進行調整，產品強度高；
3、能夠調整制品的縱向強度和橫向強度，滿足不同的使用要求；
4、能夠生產截面形狀復雜的制品，滿足特殊場合使用的要求；
5、制品具有良好的整體性，原材料的利用率高；
6、設備的投資費用低。
二、拉擠工藝用原材料
1、樹脂基體
在拉擠工藝中，應用最多的是不飽和聚酯樹脂，還有環氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。
(1)不飽和聚酯樹脂
用作拉擠的基本上是鄰苯和間苯型。間苯型樹脂有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能。目前國內使用較多的是鄰苯型，因其價格較間苯型有優勢，但質量因生產廠家不同差距較大，使用時要根據不同的產品慎重選擇。
(2)乙烯基樹脂
乙烯基樹脂具有較好的綜合性能，可提高耐化學性能和耐水解穩定性。
(3)環氧樹脂
環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，具有優良的力學性能、高介電性能、耐表面漏電、耐電弧，是優良絕緣材料。
(4)酚醛樹脂
它是最早的一類熱固性樹脂。具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能，目前酚醛樹脂已成功應用在拉擠成型工藝中。
2、增強材料
拉擠工藝用的增強材料主要是玻璃纖維及其制品，如無捻粗紗、玻璃纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求，可用芳綸纖維、碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維等。
(1)玻璃纖維
用于拉擠工藝的玻璃纖維主要有無堿、中堿和高強玻璃纖維。
玻璃纖維制品的品種有：
①無捻粗紗
無捻粗紗有并股紗和直接紗，線密度為 1100（1200）號到 4400（4800）號。要求：成帶性好；退解性好；張力均勻；線密度均勻；浸透性好。
②玻璃纖維氈片
短切氈要求：面積質量均勻；短切原絲、粘 c 結劑分布均勻；適中的干氈強度；優良浸透性。用于強度要求不太高的制品。
連續氈增強效果較短切氈好。要求同上。
表面氈起到表面修飾作用和耐酸性。
縫合氈不含粘結劑，浸透性能好，價格較低。
③玻璃纖維縫編織物可以增加制品的抗張強度及抗彎強度；減輕制品的重量；制品表面平整光滑。
④組合玻璃纖維增強材料，可調整制品的橫向和縱向強度。
(2)碳纖維
多用于要求強度高、重量輕的制品，一般與乙烯基和環氧樹脂配用。
3、輔助材料
（1）引發劑
引發劑的特性通常用活性氧含量、臨界溫度、半衰期來表示。
目前常用的引發劑有：
MEKP(過氧化甲乙酮）
TBPB（過氧化苯甲酸叔丁酯）/TRIGONOX CBPO（過氧化苯甲酰）PERKADOX CH-50,PERKADOX CH-50X,PERKADOX CH-50L
TBPO（過氧化異辛酸叔丁酯）/TRIGONOX 21S
BPPD(過氧化二碳酸二苯氧乙基酯）
PERKADOX 16[過氧化二碳酸雙（4—叔丁基環已酯）]
實際應用中很少有用單組分的，通常都是雙組分或三組分按不同的臨界溫度搭配使用。
（2）環氧樹脂固化劑
常用的有酸酐類、叔胺、咪唑類固化劑。
（3）著色劑
拉擠中的著色劑一般以顏料糊的形式出現。
（4）填料
填料可以降低制品的收縮率，提高制品的尺寸穩定性、表面光潔度、平滑性以及平光性或無光性等；有效的調節樹脂粘度；可滿足不同性能要求，提高耐磨性、改善導電性及導熱性等，大多數填料能提高材料沖擊強度及壓縮強度，但不能提高拉伸強度；可提高顏料的著色效果；某些填料具有極好的光穩定性和耐化學腐蝕性；可降低成本。
選擇填料的粒度最好要有個梯度，以達到最佳的使用效果。現在也有對填料進行表面處理來加大用量。
（5）脫模劑
脫模劑具有極低的表面自由能，能均勻浸濕模具表面，達到脫模效果。優良的脫模效果是保證拉擠成型工藝順利進行的主要條件。
早期的拉擠成型工藝是用外脫模劑，常用的有硅油等。但用量很大且制品表面質量不理想，現已采用內脫模劑。
內脫模劑是將其直接加入到樹脂中，在一定加工溫度條件下，從樹脂基體滲出擴散到固化制品表面，在模具和制品之間形成一層隔離膜，起到脫模作用。
內脫模劑一般有磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油等。其中以硬脂酸鋅的脫模效果較好。在拉擠生產中，人們通常更愿意使用在常溫下為液體狀的內脫模劑。目前市售的內脫模劑多為伯胺、仲胺和有機磷酸酯與酯肪酸的共聚體的混合物。
（6）其它
在拉擠生產中還須根據制品的特殊要求和工藝需要添加一些其它輔助材料，大致有：
偶聯劑——可以增加增強材料與樹脂之間粘合強度，提高玻璃鋼的性能，改善界面狀態，有利于制品的耐老化、耐應力及電絕緣性能。常用的有硅烷偶聯劑。
阻聚劑——在夏天的生產中膠料常會發生自聚，可以適當添加，以延長適用期。常用的阻聚劑有：a-甲基苯乙烯、對苯二酚、叔丁基鄰苯二酚。
增韌劑——具有降低玻璃鋼脆性和提高玻璃鋼抗沖擊性能。常用的增韌劑有苯乙烯類、聚烯烴類和苯二甲酸酯類。一般用于環氧樹脂的拉擠生產中。
稀釋劑——可以降低樹脂粘度，改善樹脂對增強材料、填料等的浸潤性；控制固化時的反應熱；延長樹脂固化體系的適用期；填料用量增加，降低成本。不飽和聚酯用的稀釋劑主要是苯乙烯、a-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸單體等。酚醛樹脂用稀釋劑主要是酒精、丙酮等溶劑。環氧樹脂用稀釋劑有鄰苯二甲酸二丁酯、含有環氧基團的低分子化合物等。
抗氧劑——能抑制或減緩高分子材料自動氧化反應速度。主要有二芳基仲胺、對苯二胺、酮胺、醛胺、單酚、烷基化多酚及硫代雙酚等。
光穩定劑——能夠抑制或減弱光降解作用，提高聚合物和復合材料耐光性能的物質，由于大多數光穩定劑都吸收紫外光， 所以習慣上把這類物質稱為紫外線吸收劑。 主要有水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、受阻胺類及有機鎳絡合物等。
熱穩定劑——能防止和減少聚合物在加工和使用過程中受熱而發生降解或交聯，延長玻璃鋼使用壽命。常用的有鹽基類、脂肪酸皂類、有機錫化合物、復合型熱穩定劑。
阻燃劑——能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰傳插。 最常用的和最重要的是阻燃劑是磷、溴、氯、銻和鋁的化合物。
三、拉擠工藝用設備
1、送紗及送氈裝置
送紗裝置主要是放置生產所必須的玻璃纖維粗紗紗團紗架。結構一般很緊湊，這樣可以減少占地面積。 大小取決于紗團的數目， 而紗團的數目又取決于制品的尺寸。 一般要求穩固、換紗方便、導紗自如、無任何障礙，并能組合使用。有框式和梳式兩種形式，可安裝腳輪，便于移動。
送氈裝置主要是一個安放各種氈材并能順利準確地導出的材料架。 在送進過程中， 不必給氈材增加張力。氈材在通常情況下一般不浸膠，而是直接送入模具。
2、浸膠裝置
浸膠裝置由樹脂槽、導向輥、壓輥、分紗柵板、擠膠輥等組成。槽內配以導紗壓紗輥，樹脂槽的前后要形成一定的角度，使粗紗在進出樹脂槽時的彎曲角度不至于太大而增加張力。 為了能調節樹脂的溫度， 樹脂槽一般還設有加熱裝置， 這對于環氧樹脂的拉擠尤為重要。
3、預成型裝置
預成型裝置是根據制品品種的要求使浸透了樹脂的增強材料逐步除去多余的樹脂，排除氣泡，將產品所需的紗和氈合理地、準確地組合在一起，確保它們的相對位置并使其形狀漸縮并接近于成型模的進口形狀。然后再進入模具，進行成型固化。預成型裝置沒有固定的模式，要根據產品的形狀和要求及操作習慣來設計。
4、成型模具
成型模具是拉擠成型技術的重要工具，成型模具橫截面面積與產品橫截面面積之比一般應大于或等于 10，以保證模具有足夠的強度和剛度，加熱后熱量分布均勻和穩定。成型模具的長度是根據成型過程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定， 以保證制品拉出時達到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻，模腔表面要光潔，耐磨，以減少拉擠成型中的摩擦阻力和提高
模具的使用壽命。
5、牽引設備
牽引機是拉擠成型工藝中的主機，它必須具備夾持與牽引兩大功能，夾持力、牽引力、牽引速度均需可調。牽引機有履帶式和液壓式兩大類。履帶式牽引機的特點是運動平穩、速度變化量小、結構簡單，適用于生產有對稱面的型材、棒、管等。另一種是液壓牽引機，具有體積緊湊、慣性小，能在很大的范圍內實現無級調速、運動平穩，與電氣、壓縮空氣相配合，可以實現多種自動化，用于玻璃鋼制品拉擠是非常合適的。
6、切割裝置
一般采用標準的圓盤鋸式人造金剛石鋸片，有手動切割和自動切割。自動切割機可以為拉擠生產的自動化提供保障,效率更高。
四、輔助設備
1、配料工具
為保證拉擠生產連續而穩定的進行，膠料的配制應當準確，盡量做到所配膠料的一致性。
配料工具的選擇和配制顯得很重要。 但在有些生產廠家對此缺乏充分的認識， 配料時很隨意，使生產過程不穩定，制品質量波動很大。
2、攪拌設備
攪拌機是拉擠生產線主要輔助設備之一。液壓升降式攪拌機可以滿足拉擠工藝配制膠料的需要。 目前在很多小型的拉擠生產廠家在配制膠料中對攪拌的重要性認識不足， 導致膠料分散不均，制品質量的穩定性很難保證。
3、切氈機
拉擠生產中的玻璃纖維氈片要根據具體制品的需要裁剪成規定寬度的尺寸，通常采用切氈機和裁氈機來滿足生產需要。 切氈機是裁切各種纖維氈的專用設備， 是拉擠生產線輔助設備之一。可以完成不同氈卷量、不同氈寬的切割需求，操作簡便，切氈外表整齊，精確。
五、工藝及控制
1、拉擠工藝
拉擠成型工藝過程是由送紗、浸膠、預成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無捻粗紗從紗架引出后，經過導紗裝置進入樹脂槽浸透樹脂膠液，然后進入預成型模，將多余樹脂和氣泡排出，再進入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機連續不斷地從模具拉出，最后由切斷機定長切斷。
拉擠成型工藝中除立式和臥式機組外， 尚有彎曲形制品拉擠成型工藝， 反應注射拉擠工藝等。
增強熱塑性塑料拉擠工藝在最近幾年也取得了一定的突破。最近美國道化學公司采用聚氨酯與玻纖經過拉擠制成強度、韌性、抗損傷性能均很優良的型材。其拉擠速度可達到熱固性塑料拉擠速度的 10 倍。
2、工藝控制
拉擠成型工藝控制的參數主要包括成型溫度、固化時間、牽引張力及牽引速度等。
（1）成型溫度
在拉擠成型過程中，材料在穿越模具時發生的變化是最關鍵的。
玻璃纖維浸膠后通過加熱的金屬模具，一般將連續拉擠過程分為預熱區、膠凝區和固化區。在模具上使用加熱板或加熱套來加熱。樹脂在加熱過程中，溫度逐漸升高，粘度降低。
通過預熱區后，樹脂體系開始膠凝、固化，在固化區內產品受熱繼續固化，以保證出模時有足夠的固化度。
模具的加熱條件是根據樹脂體系來確定的。以聚酯樹脂配方為例，一般來講，模具溫度應大于樹脂的放熱峰值，溫度上限為樹脂的降解溫度。溫度、膠凝時間、拉速應當匹配。預熱區溫度可以較低，膠凝區與固化區溫度相似。 溫度分布應使產品固化放熱峰出現在模具中部靠前，膠凝固化分離點應控制在模具中部。溫度梯度不宜過大。
（2）拉擠速度的確定
拉擠模具的長度一般為 0.6-1.2m。在一定的溫度條件下，樹脂體系的膠凝時間對工藝參數速度的確定是非常重要的。一般的說，選擇拉擠速度要充分考慮使產品在模具中部膠凝固化，也即脫離點在中部并盡量靠前。如果拉擠速度過快、制品固化不良或者不能固化，直接影響到產品質量；如果拉擠速度過慢，型材在模中停留時間過長，制品固化過度，并且降低生產效率。
拉擠工藝在啟動時，速度應放慢，然后逐漸提高到正常拉擠速度。一般拉擠速度為 500一 1300mm/min。現代拉擠技術的發展方向之一就是高速化。
（3）牽引力
牽引力是保證制品順利出模的關鍵，牽引力的大小由產品與模具之間的界面上的剪切應力來確定。在模具中剪切力是隨拉速的變化而變化的。
模具入口處的剪切應力與模具壁附近樹脂的粘滯阻力相一致。通過升溫，在模具預熱區內，樹脂粘度隨溫度升高而降低，剪切力也開始下降。初始峰值的變化由樹脂粘性流體的性質決定。另外，填料含量和模具入口溫度也對初始剪切力影響很大。
由于樹脂固化反應，它的粘度增加而產生第 2 個剪切應力峰。該值對應于樹脂與模具壁面的脫離點，并與拉速關系很大，當牽引速度增加時，這個點的剪切力大大減小。
最后，第 3 區域也即模具出口處，出現連續的剪切應力，這是由于在固化區中與模具壁摩擦引起的，這個摩擦力較小。
牽引力在工藝控制中很重要。成型中若想使制品表面光潔，要求產品在脫離點的剪切應力較小， 并且盡早脫離模具。 牽引力的變化反應了產品在模具中的反應狀態， 它與許多因素，如：纖維含量、制品的幾何形狀與尺寸、脫模劑、溫度、拉速等有關系。
（4）各拉擠工藝變量的相關性
熱參數、拉速、牽引力三個工藝參數中，熱參數是由樹脂系統的特性來確定的，是拉擠工藝中應當解決的首要因素。拉擠速度確定的原則是在給定的模內溫度下的膠凝時間，保證制品在模具中部膠凝、固化。牽引力的制約因素較多，如：它與模具溫度關系很大，并受到拉擠速度的控制。 拉速的增加直接影響到剪切應力的第二個峰值， 即脫離點處的剪切應力；脫模劑的影響也是不容忽視的因素。
為了提高生產效率，一般盡可能提高拉速。這樣可降低模具剪切應力，以及制品表面質量。對于較厚的制品，應選擇較低拉速或使用較長的模具，增加模具溫度，其目的在于使產品能較好地固化，從而提高制品的性能。
為了降低牽引力，使產品順利脫模，采用良好的脫模劑是十分必要的，有時這在成型工藝中起到決定性的作用。
六、產品應用
拉擠玻璃鋼的應用范圍究竟有多大，這是人們關心的一個問題。據統計拉擠玻璃鋼可以在國民經濟各個產業部門中都有應用。大致有以下幾個方面：
a、電氣市場
這是拉擠玻璃鋼應用最早的一個市場，目前成功開發應用的產品有：電纜橋架、梯架、支架、絕緣梯、變壓器隔離棒、電機槽楔、路燈柱、電鐵第三軌護板、光纖電纜芯材等。在這個市場中還有許多值得我們進一步開發的產品。
b、化工、防腐市場
化工防腐是拉擠玻璃鋼的一大用戶，成功應用的有：玻璃鋼抽油桿、冷卻塔支架、海上采油設備平臺、 行走格柵、 樓梯扶手及支架、 各種化學腐蝕環境下的結構支架、 水處理廠蓋板等。
c、消費娛樂市場
這是一個潛力巨大的市場，目前開發應用的有：釣魚竿、帳篷桿、雨傘骨架、旗桿、工具手柄、燈柱、欄桿、扶手、樓梯、無線電天線、游艇碼頭、園林工具及附件。
d、建筑市場
在建筑市場拉擠玻璃鋼己滲入傳統材料的市場，如：門窗、混凝土模板、腳手架、樓梯扶手、房屋隔間墻板、筋材、裝飾材料等。值得注意的是筋材和裝飾材料將有很大的上升空間。
e、道路交通市場
成功應用的有：高速公路兩側隔離欄、道路標志牌、人行天橋、隔音壁、冷藏車構件等。
f、農村市場
畜圈、禽舍用圍墻柵、溫室框架、支撐構件、藤棚、輸水槽等。農村是一個潛在的大市場，但因為價格因素制約了其開發的空間。
七、現狀及擔憂
1、拉擠行業的現狀
我國的拉擠工業在近年來發展很快，由于投資小上馬快，呈現遍地開花現象，但規模都不是很大。國內拉擠廠大致分為：
(1)國外引進設備和技術的原始廠。
(2)由原始廠的從業人員在取得拉擠經驗和銷售渠道而自立門戶的創業者。
(3)由用戶轉為制造的自產自銷者。
(4)因手上有訂單而開始購買設備與技術的創業者。
這樣的狀況形成目前大都數拉擠廠家都專注于一個市場、一種產品、一種工藝，甚至只對一個用戶。 他們對自已掌握的技術和用戶嚴守秘密， 其結果是沒有足夠的人員或時間來試驗新材料的開發，更談不上市場的開發。
正是由于拉擠生產線上馬快，導致很多廠家是在低水平上的重復。由于國內市場的開發力度不足，很多產品都是銷往國外，而訂單大都掌握在國外的代理商手里，形成一塊蛋糕大家搶，勢必自家打起價格戰，樂壞了代理商。
2、拉擠現狀的擔憂
目前國內拉擠制品很多已形成系列，例如槽型、角型、工字型、方管、矩形管、圓管、圓棒等，但各生產廠家的規格尺寸，尤其是力學性能指標各生產廠差距較大，造成用戶在設計和使用上的不方便。更易使劣質產品混入市場，產生質量事故，造成不良影響。
由于市場的競爭，制品的贏利空間越來越小，這樣價低質差的原輔材料便迎合了某些生產廠家，直接后果是產品質量下降，最后形成一個怪圈，面多了加水，水多了加面。這樣不利于拉擠工業的發展。