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玻璃钢手糊成型工 理论培训课程 本次培训内容章节 一 手糊工艺概述二 基础知识 三 生产准备四 生产操作五 制品质量检验与修补 概述部分 一 工艺特点 手糊成型工艺又称接触成型 是树脂基复合材料生产中最早使用和应用普遍的一种成型方法 手糊成型工艺是以手工操作为主 机械设备使用较少 它以不饱和聚酯树脂或环氧树脂等为基体材料将增强材料粘结在一起的一种成型方法 手糊成型操作虽然简单 但对于操作人员的操作技能要求较高 它要求操作者要有认真的工作态度 熟练的操作技巧和丰富的实操经验 对产品结构 材料性能 模具的表面处理 胶衣质量 含胶量控制 增强材料的裁减和铺放 产品厚度的均匀性及影响产品质量的各种因素都要有比较全面的了解 尤其是实操中出现常见问题的判断和处理 不但需要有丰富的实践经验 还要有一定的化学知识和具备一定的识图能力 概述部分 二 工艺流程 概述部分 第二节手糊工艺特点一 手糊成型工艺的优点 1 模具成本低 容易维护 设备投资少 上马快 2 生产准备时间短 操作简便 易懂易学 2 不受产品尺寸和形状的限制 适用于数量少 品种多 形状简单的产品或大型产品 3 可根据产品的设计要求 在不同部位任意补强 灵活性大 4 树脂基体与增强材料可实行优化组合 也可以与其它材料 如泡沫 轻木 蜂窝 金属等 复合成制品 5 室温固化 常压成型 6 可加彩色胶衣层 以获得丰富多彩的光洁表面效果 二 手糊工艺的缺点是 1 生产效率低 劳动强度大 生产环境条件差 2 产品质量稳定性差 受人的因素影响大 3 车间占地面积大 需要良好的通风设备 概述部分 第三节手糊制品及其应用一 石油化工方面利用玻璃钢具有的突出的耐酸 碱 油 有机溶剂的性能 常用它制作石油化工设备 常用产品 管道 阀门 泵 贮罐 贮槽 塔器等二 交通运输方面由于玻璃钢具有轻质高强 耐化学腐蚀 抗微生物作用以及成型方便等优点 所以在造船 汽车 铁路车辆 航空等工业部门得到了日益广泛的应用 主要产品有 轿车 大型客车 三轮车 载重汽车 油槽车 概述部分 三 电气工业方面由于玻璃钢具有优良的电绝缘性能 因此 它在电工器材制造方面得到了广泛的应用 常用产品 开关装置 电力管道 印刷电路板 插座 接线盒等 四 建筑工业方面玻璃钢与传统的建筑材料相比 其成本要高一些 但由于玻璃钢是一种轻质高强的结构材料 具有隔音 隔热 防水等特点 所以已成为现代建筑中一种新型的结构材料 常用产品有 波形瓦 装饰面板 活动房屋 通风与空调设备 冷却塔 道路灯具 壁雕 工艺雕塑 整体欧式雕花吊顶顶棚 采光屋面 大型饮用水箱 防渗漏化粪池和污水处理池罩 卫生设备和各种家具等 第二章基础知识 一 玻璃钢的含义玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料 它是以玻璃纤维及其制品 玻璃布 带 毡 纱等 为增强材料 以合成树脂作为基体的一种复合材料 复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求 需要由两种或两种以上的材料复合在一起 形成另一种新的能满足人们要求的材料 即复合材料 二 玻璃钢与复合材料之间的关系 一 玻璃钢的两大组成材料1 玻璃纤维一般认为它主要起承载作用 2 树脂目前主要指合成树脂 它起粘接纤维 把松散纤维粘拢在一起 形成整体的作用 由玻璃纤维与合成树脂两种组分构成玻璃钢 这两种组分关系十分密切 缺一不可 它们之间就象人体上骨骼与肌肉的关系 第二章基础知识 二 玻璃钢 复合材料的三大要素玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂两大组分构成整体的 那么树脂作为粘接剂它是怎样把松散的玻璃纤维连成坚硬的玻璃钢体呢 玻璃钢在成型制作过程中 呈液体状的树脂液包围和浸渍了玻璃纤维 然后固化 形成固定形状的坚硬体 如果玻璃纤维表面和树脂不亲合 就不能做成强度高的整体 增强材料的作用就无法发挥 由此可见 玻璃纤维表面 即玻璃纤维和树脂的交界面称为界面 是极其重要的部分 所以把玻璃纤维 合成树脂及其界面称为复合材料的三大要素 第二章基础知识 三 玻璃钢的基本特性 一 力学性能玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高 这是金属材料和其它材料无法相比的 这里 我们要提一下比强度的概念 强度通常是指单位面积所能承受的最大载荷 材料就破坏了 强度又分为拉伸强度 压缩强度 弯曲强度 剪切强度 例如说聚酯树脂玻璃钢抗拉强度290MPa 是指每平方厘米截面可以承受2900kg的拉力 玻璃钢轻质高强的性能 来源于较低的树脂密度 浇注体密度1 27左右 以及玻璃纤维的高抗拉强度 普通钢材的5倍以上 玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同 从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树脂含量的玻璃纤维缠绕制品 密度2 2 玻璃钢的密度只有普通碳钢的1 4 1 5 比铝还轻1 3 第二章基础知识 二 物理性能玻璃钢具有密度小 良好的介电绝缘性能 隔热性能 抗吸水和抗热膨胀性能等 1 密度玻璃钢密度介于1 5 2 0之间 只有普通炭的1 4 1 5比轻金属铝还要轻1 3左右 而机械强度却很高 某些方面甚至能接近普通碳钢的水平 例如某些环氧玻璃钢 其拉伸 弯曲和压缩强度均达到400MPa以上 按比强度计算 玻璃钢不仅大大超过普通碳钢 而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平 2 电性能玻璃钢有优良的电绝缘性能 可作为仪表 电机及电器中的绝缘零部件 在高频作用下仍然保持良好的介电性能 在绝缘材料中 用玻璃纤维布代替纸及棉布 可提高绝缘材料的绝缘等级 在用相同树脂的情况下 至少能提高一个等级 玻璃钢占绝缘材料用量的1 3 1 2 在一些大型电机中 如12 5万kW电机 要用几百公斤玻璃钢作绝缘材料 此外玻璃钢不受电磁影响 而且有良好的透微波性能 第二章基础知识 3 耐热性能玻璃钢有良好的耐热性能 它的比热大 是金属的2 3倍 导热系数比较低 只是金属材料的1 100 1 1000 此外 某些品种玻璃钢的耐瞬时高温性能也十分突出 如酚醛型高硅氧布玻璃钢 在遇极高温度时 产生碳化层 可有效地保护火箭 导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的5000 10000K高温及高速气流的作用 表2 8列出了几种材料的热性能 表2 8几种材料的热性能 从表中可以看出 玻璃钢具有良好的绝热性能 这是金属材料无法比拟的 第二章基础知识 4 耐老化性能任何材料都存在老化问题 玻璃钢也不例外 只是速度和程度不同而已 玻璃钢在大气曝晒 湿热 水浸泡及腐蚀介质等作用下 性能有所下降 在长期使用过程中会使光泽减退 颜色变化 树脂脱落 纤维裸露 分层等现象 但随着科学技术进步 人们可以采取必要的防老化措施 改善使用性能 提高产品的使用寿命 例如玻璃钢放在哈尔滨地区进行自然老化试验 板材拉伸强度下降最少 小于20 弯曲强度次之 一般不超过30 压缩强度下降最多 波动也最大一般为25 50 见表2 9所示 第二章基础知识 5 长期耐温性及耐热性玻璃钢的酸温性及耐热性取决于所用的树脂 长期的使用温度不能超过树脂的热变形温度 通用的环氧及聚酯玻璃钢 都是易燃的 对于有防火要求的结构物 要用阻燃树脂或加阻燃剂 因此在使用玻璃钢时 应充分注意 一般玻璃钢不能在高温下长期使用 如聚酯玻璃钢在0 50 以上 环氧玻璃钢在60 以上 强度开始下降 近年来出现了一些耐高温的玻璃钢 如脂环族环氧玻璃钢 聚酰亚胺玻璃钢等 但长期工作温度也只能在200 300 以内 远较金属的长期使用温度为低 综上所述五个方面的物理性能 可见玻璃钢和金属 陶瓷等材料不同 因此在使用上要发挥其长处 注意合理使用 第二章基础知识 四 化学性能玻璃钢主要的化学性能就是它有突出的耐腐蚀性 它不仅不会象金属材料那样生锈腐蚀 同时 也不会象木材那样腐烂 而且几乎不被水 油等介质所侵蚀 可以代替不锈钢在化工厂中用来制造贮罐 管道 泵 阀等 不仅使用寿命长 而且不需采取防腐 防锈或防虫蛀等防护措施 减少了维修费用 玻璃钢在耐腐蚀方面的应用是很广泛的 国外一些主要工业国家 玻璃钢用作耐腐制品方面都在13 以上 其用量有逐年增高趋势 国内用量也不少 大都用作金属设备的衬里 以保护金属 玻璃钢的耐腐蚀性 主要取决于树脂 作为玻璃钢用的树脂 其耐腐蚀性是好的 但单纯的用树脂涂覆在金属表面上 会出现较严重的龟裂裂缝 起不到防渗漏和保护金属的作用 在树脂中添加一定量的玻璃纤维后 将树脂中出现较严重龟裂的可能性转化为数量众多的微小裂缝 而这些小裂缝形成一个贯串裂缝的机率是很小的 而相互间还有止裂作用 这样可以阻止化学溶液介质的渗透腐蚀 第二章基础知识 三 玻璃钢原材料 一 增强材料在复合材料中 凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料 如玻璃钢中的玻璃纤维 碳纤维复合材料中的碳纤维 都称为增强材料 1 纤维增强材料的种类作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料 常用纤维作增强材料 其种类很多 按其化学组成 大致可分为无机纤维和有机纤维两大类 无机纤维有 玻璃纤维 碳纤维 硼纤维 晶须 石棉纤维及金属纤维等 有机纤维有 合成纤维如芳纶纤维 奥纶纤维 聚酯纤维 尼龙纤维 维尼纶纤维 聚丙烯纤维 聚酰亚胺纤维等 天然纤维如棉纤维 剑麻 纸等 2 玻璃纤维及其制品术语 略 3 玻璃纤维制品种类 见下图 第二章基础知识 三 玻璃钢原材料 一 增强材料在复合材料中 凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料 如玻璃钢中的玻璃纤维 碳纤维复合材料中的碳纤维 都称为增强材料 1 纤维增强材料的种类作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料 常用纤维作增强材料 其种类很多 按其化学组成 大致可分为无机纤维和有机纤维两大类 无机纤维有 玻璃纤维 碳纤维 硼纤维 晶须 石棉纤维及金属纤维等 有机纤维有 合成纤维如芳纶纤维 奥纶纤维 聚酯纤维 尼龙纤维 维尼纶纤维 聚丙烯纤维 聚酰亚胺纤维等 天然纤维如棉纤维 剑麻 纸等 2 玻璃纤维及其制品术语 略 第二章基础知识 二 不饱和聚酯树脂 1 基体材料分类手糊玻璃钢制品的主要原材料是合成树脂与玻璃纤维 但是由于工艺条件的局限 手糊玻璃钢用的树脂必须是粘度比较小的并且是可以在室温或者低温下固化的 那么最常用的树脂只能是不饱和聚酯树脂 乙烯基树脂以及环氧树脂和少数酚醛树脂 第二章基础知识 2 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯是不饱和二元羧酸 或酸酐 或它们与饱和二元羧酸 或酸酐 组成的混合酸与多元醇缩聚而成的 具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物 通常 聚酯化缩聚反应是在190 220 进行 直至达到预期的酸值 或粘度 在聚酯化缩反应结束后 趁热加入一定量的乙烯基单体 配成粘稠的液体 这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂 3 环氧树脂环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物 除个别外 它们的相对分子质量都不高 环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征 环氧基团可以位于分子链的末端 中间或成环状结构 由于分子结构中含有活泼的环氧基团 使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶 不熔的具有三向网状结构的高聚物 第二章基础知识 三 辅助材料 1 填料在玻璃钢工艺及树脂浇铸工艺中 为了降低成本 改善树脂某些性能 如耐磨性 自媳性 提高强度等等 往在在树脂中加人一些填料 填料种类繁多 主要有粘土 碳酸钙 白云石 石英砂 金属粉 铁 铝 石墨 聚氯乙烯粉等 在糊制玻璃钢垂直或倾斜的部件时 为了不使树脂 流胶 在树脂中加入一些活性Si02填料 称为触变剂 由于活性Si02的比表面很大 就使树脂有触变性 即当树脂受到外力时寸流动 这样在成型某些玻璃钢部件时 就可避免树脂流失 2 颜料糊在某些场合 为了使玻璃钢色泽美观 一般在聚醋树脂中加入无机颜料 在所使用的色料中一般不用有机染料 这是因为在树脂固化过程中会使色泽有大幅度的变化 碳黑在一般情况下也不使用 因为它对聚酯有阻聚作用 制成的各种聚酯混用的颜料糊 颜色有黄 橙 红 绿 蓝 乳白 淡蓝 淡黄 灰白 白 黑色等各种颜色 3 泡沫塑料常常用沫塑料与玻璃钢制成夹层结构 泡沫塑料是气体填充的轻质高分子材料 泡沫塑料中的气体相互连通的称为通孔结构 气体互不相通的称为闭孔结构 闭孔结构的泡沫塑料的吸水性 透水性 导热系数均比通孔结构的小 而强度和刚度则比通孔结构高 泡沫塑料中的气体含量和气体均匀情况对质量影响很大 一般孔细而均匀的比孔大和气孔不均匀的结构的拉 压强度高 泡沫塑料的容重和强度与气体含量接有关 气体含量越多 容重越小 强度越低 第二篇工作要求 第三章生产准备第一节 劳动保护与生产工具准备一 劳动保护在玻璃钢生产中 由于玻璃钢所用的化工原材料在不同程度上具有毒性 有些原料如苯乙烯及有机溶剂挥发性很大 极易在空气中扩散挥发 当操作人员长期接触或吸入量过大后 就会引起皮肤过敏 头晕等 此外 玻璃钢的切削和打磨所产生的粉尘和玻璃纤维 填料的飞扬问题 机械设备 电气设备的安全保护问题 在组织玻璃钢生产时 必须充分重视 1 安全卫生及劳动保护在制作玻璃钢时 有害物质是通过直接接触人体或吸入人体内来危害人的健康的 某些药品 如过氧化物 乙醇 丙酮等 易燃 易爆 若管理不善 也会引起火灾或爆炸造成伤亡事故 因此在组织玻璃钢生产时 必须采取有效的预防措施 2 预防措施包括对建筑物的要求 防护品的使用 过敏反应与治疗等 第二篇工作要求 二 生产工具准备进入生产现场 准备进行生产前 需穿好工作服 戴好口罩 手套等必须劳动保护用品 为了使手糊操作工作得以顺口进行 确保制品质量 生产前需要准备一些工具 常用的工具有毛刷 刮板 羊毛辊 浸胶辊 剪刀 榔头等 还需要为配料准备架盘天平 台秤及量桶 量杯等容器 一 毛刷要求使用特制的玻璃钢专用毛刷 该种毛刷的鬃毛 粘接牢固 不易脱毛 如果使用普通油漆刷子 因其容易脱毛 在操作时 脱落的鬃毛会夹杂在制品内 影响制品的外观质量 故不宜使用 玻璃钢专用毛刷的规格有2吋 51mm 2 5吋 64mm 及3吋 76mm 等规格 二 刮板一般用玻璃钢平板 硬质泡沫塑料等材料制作而成 作为浸胶成型时用 刮板的工作面要在下面垫有平板玻璃的砂纸上磨成一定的角度 而且要平直 第二篇工作要求 三 羊毛辊它是由直径与长度各异的毛辊 钢支架及手柄等组成 毛辊有长毛和短毛两种 常用的规格有 长4吋 102 mm 6吋 152mm 及8吋 203mm 等 毛厚3 2mm 13mm及19mm等 它是手糊上胶的必要工具 对某些较大型且结构不十分复杂的制品 如玻璃钢整体卫生间 活动房 大型罩壳等成型时 作浸渍增强材料时用 因其操作时受力均匀 接触面积大 浸胶速度快 效果好 与毛刷相比 能提高工作效率好几倍 是一种比较理想的成型工具 四 浸渍辊子其结构同油漆毛辊相似 不同的是将毛辊子换成带槽的带薄片的整体式辊子 其所用材料有金属和塑料等 它亦有钢支架及手柄 它有直径各异的各种不同规格 一般直径有13mm 19mm 25mm及51mm 长度有76mm 152mm和203mm等 金属或塑料浸胶辊 是使用表面毡 短切毡 连续毡作增强材料时必不可少的工具 因为这种辊子能迅速而较易地把气泡滚压出去 该种辊子是有若干薄片经组合而成的 各种浸胶辊子使用后必须用丙酮清洗干净 并妥善保管好 五 架盘天平与台秤这是配置胶液时 能按照配比准确称量各组分 从而保证制品质量的计量器具 应经常保持计量器具的清洁 以保持称量的准确 第二篇工作要求 七 软布与剪刀软布为清洗模具及抛光等用 操作中常需把布剪开 这就离不开剪刀 各种软布应保持清洁 用作上腊后抛光的软布应经常用洗衣粉清洗干净 防止发硬 影响操作 剪刀口容易变钝 故需要经常打磨 保持锋利 便于操作 用后各自保管好 八 橡胶榔头 木榔头与楔子以上均为脱模时常用的工具 楔子是用来把模具内的制品取出来而不损坏模具或制品 采用楔子能消除擦伤 减少损坏和修补 楔子可以采用木材或结实耐用的硬塑料制成 硬塑料楔子具有良好的抗磨性 此外 如生产量大 每天所用胶衣较多时 可配备电动搅拌装置 在使用组合模糊制产品时 需配备一些拆装工具 如扳手 钢丝钳 螺丝刀等 修补模具或制品时 需要备用铲刀 锉刀 小砂轮等工具 第二篇工作要求 第二节查看交接班记录和检查生产现场每次接班时 必须仔细查看交接班记录 检查生产现场的模具 设备 工装 工具 水 电 汽等是否处于正常状态 发现异常及时报告相关部门和人员 及时进行处理 确保生产的顺利进行 第三节物料准备每次生产操作前 根据生产任务单 原材料预算 核算 单 应核对生产现场原材料剩余情况 如有空缺和不能完全满足生产要求时 及时与材料员沟通 以便领用或制定原材料需求计划 模具工装和配件准备一 模具准备 一 模具的修补手糊成型工艺采用最多的是玻璃钢模具 将处理好的模具 安放在生产现场 必要时用压缩空气 软布 毛刷等工具对模具表面进行清理杂物的工作 并在糊制前先检查模具表面质量状况是否合格 如果有损坏 需进行修补 修补方法如下 1 先将破损处清除 刮除受损伤表面 露出新的表面 2 用丙酮清洗缺损处 并干燥之 3 如果缺损处比较大 可以用树脂腻子加少量短切纤维填补 使表面低于原表面并固化 4 用胶衣树脂加入与模具相同的颜料糊进行二次修补 并固化 5 用水砂纸打磨表面 并抛光 如果不满意可进行二次 三次修补 模具的修补是一项技术性要求很高的工作 需要有丰富实践经验的人才能完成 第二篇工作要求 二 模具清理将模具上脱模后遗留的残胶 用扁铲小心铲除 注意不能损坏模具表面 聚乙烯醇脱模剂可以使用水清洗 然后擦干待用 三 模具组装如果模具由多块组成 则需要组装在一起 要注意组装定位 合模缝隙不能过大 必要时用胶带贴封 防止流胶粘模 脱模部件要装好 顶出块要放平 二 工装的准备 一 定位工装对于组合模具或阴阳模 块与块之间 阴模与阳模之间的拼装与组合 为了保证拼装尺寸的准确 常常制造一些定位工装焊接或通过螺栓连接固定在模具上 以保证模具拼装合模到位 二 合模工装对于体积较大或比较重的模具 由于人工搬运不方便 往往设计一些合模 脱模工装 以便于迅速 准确 省时省力的进行合模 拆模 三 配件准备对于一些复杂的制品或者大型的玻璃钢制品 往往在制品生产过程中 需要在不同的工序或阶段预埋或粘结一些配件 生产前必须检查这些配件是否备齐足够的数量 并检查配件质量是否符合工艺要求 第四章生产操作 第一节增强材料裁剪增强层的材料应根据产品的技术要求事先选好 所用的短切毡 方格布的类型 即中碱 无碱 厚度以及所用树脂的牌号 种类等在糊制前要严格核对 以免将材料用错 造成不必要的损失 玻璃布裁剪需要经过以下步骤 一 裁布台增强材料的裁剪需要一个适当面积的裁布台 把玻璃钢铺在台面上量尺寸裁剪 二 裁布工具主要是尺子 剪刀和裁布刀 三 检查裁布前应检查原材料的规格 厚度是否满足要求 观察表面是否有油污 杂物 不均等 用手感觉是否已经吸湿 若已吸湿则需烘干后再使用 四 裁剪根据产品的形状 面积 设定好裁剪尺寸 再在台上裁剪 布边过硬时要裁掉 形状复杂或单片的可用剪刀 现状单一 数量大的布片 特别是短切毡片 可以将毡叠在一起 用裁剪刀一次切割数层 五 标记不同规格尺寸的布 可做好记号分别放置 避免糊制时产生混乱 影响操作效率 第四章生产操作 第二节胶液配置胶液的配置包括胶衣的配置和不饱和聚酯树脂胶液的配置 具体步骤如下 一 胶衣的配置用透明胶衣加入颜料糊配置胶衣时 应将一套或者一批产品的用料一次配出 避免因多次配制出现颜色不一致的现象 二 配胶工具常用的配胶工具有 塑料桶 塑料盆 塑料杯 量桶 搅拌棒 搅拌器等 三 胶液配置配胶的数量按照产品用量和一次糊制的用量配制 少量可以用盆配置手工搅拌 大量则需要用大桶 并用搅拌器搅拌均匀后方可使用 配胶时促进剂 固化剂分别用量桶计量加入 且一次只能加入一种 搅拌均匀后方可加入另一种 否则会出现两种辅助材料直接混合发生剧烈反应而燃烧和爆炸 第四章生产操作 如果胶液中有填料加入 则需要经常搅拌 以免填料沉淀分层 促进剂的用量随着环境温湿度的变化 根据树脂的规格牌号 进行合理的调节 每次配胶之前 应先取少量树脂做小样凝胶试验 测试其凝胶时间 然后根据小样试验结果确定当天适宜的配比以控制糊制操作时间 防止固化过快或过慢 以上胶液的配制系指不饱和聚酯树脂 对环氧树脂则需要按环氧树脂的要求进行 应环氧树脂固化剂的配比范围比较小 配置时固化剂的用量要严格按比例加入 不可以随意增减 避免造成固化不良 第三节手糊工艺 一 胶衣的喷涂和涂刷胶衣层制作质量的好坏 直接影响制品的外在质量以及耐候性 耐水性和耐化学介质侵蚀性等 故在胶衣层喷涂或涂刷时应注意以下几点 1 配置胶衣树脂时 要充分混合 特别是使用颜料糊时 若混合不均匀 会使制品表面出现斑点和条纹 这不仅影响外观 而且还会降低它物理性能 为此应尽可能采用机械搅拌进行混合 且最好用不产生漩涡的混合机 以避免混进空气 2 胶衣可以用毛刷或专用喷枪来喷涂 喷涂时应补加5 7 的苯乙烯以调节树脂的粘度及补充喷涂过程中挥发损失的苯乙烯 3 胶衣层的厚度应控制在0 3 0 5mm之间 通常以单位面积所用的胶衣质量来控制 即胶衣的用量为350 550g 这样便能达到上述要求的厚度 第三节手糊工艺 胶衣层的厚度要适宜 不能太薄 但也不能太厚 如果胶衣太薄 可能会固化不完全 并且胶衣背面的玻璃纤维容易显露出来 影响外观质量 起不到美化和保护玻璃钢制品的作用 若胶衣过厚 则容易产生龟裂 不耐冲击 特别是经受不住从制品反面方向来的冲击 胶衣涂刷不均匀 在脱模过程中也容易引起裂纹 这是因为表面固化速度不一 而使树脂内部产生应力的缘故 4 胶衣要涂刷均匀 尽量避免胶衣局部积聚 5 胶衣层的固化程度一定要掌握好 检查胶衣层是否固化适度的最好办法使采用触摸法即用干净的手指触及一下胶衣层表面 如果感到稍微有点发粘但不粘手时 说明胶衣层已经基本固化 这时可进行下一步的糊制操作 以确保胶衣层与背衬层的整体性 第三节手糊工艺 二 工艺路线的确定工艺路线关系到产品质量 产品成本 生产周期 生产效率 等各方面的因素 因此 在组织生产前 必须对产品使用时的技术条件 环境 温度 介质 载荷 等 制品结构 生产数量及施工条件等进行全面的了解 经过分析研究 才能确定成型工艺方案 一般来说 应从一下几个方面考虑 根据产品几何形状 生产数量 确定模具的结构形式和模具材料 根据产品使用要求 合理选用原 辅材料 配方和铺层方法 根据气候条件 任务缓急 确定固化方式 第三节手糊工艺 三 工艺设计的主要内容 1 根据产品的技术要求来选择适宜的材料 增强材料 结构材料及其它辅助材料等 在原材料的选择时 主要考虑一下几个方面 产品是否接触酸 碱性介质 介质的种类 浓度以及使用温度 接触时间等 是否有透光 阻燃等性能要求 在力学性能方面 是动载荷还是静载荷 有无防渗漏及其它特殊要求 第三节手糊工艺 三 工艺设计的主要内容 1 根据产品的技术要求来选择适宜的材料 增强材料 结构材料及其它辅助材料等 在原材料的选择时 主要考虑一下几个方面 产品是否接触酸 碱性介质 介质的种类 浓度以及使用温度 接触时间等 是否有透光 阻燃等性能要求 在力学性能方面 是动载荷还是静载荷 有无防渗漏及其它特殊要求 第三节手糊工艺 四 玻璃钢层的糊制糊制是手糊成型工艺的重要工序 必须精细操作 做到快速 准确 树脂含量均匀 无明显气泡 无浸渍不良 不损坏纤维及制品表面平整 确保制品质量 质量的好坏 与操作者的熟练程度和工作态度认真与否关系极大 因此 糊制工作虽然简单 但要把制品糊制好 则不是太容易的事情 应认真对待 一 厚度的控制玻璃钢制品的厚度控制 是手糊工艺设计及生产过程中都会碰到的技术问题 当我们知道某制品所要求的厚度时 就需进行计算 以确定树脂 填料含量及所用增强材料的规格 层数 然后按照以下公式进行计算它的大致厚度 第三节手糊工艺 t G1n1 G2n2 0 394 0 909k1 0 4 k1k2 式中 玻璃钢的计算厚度 mm G1 G2 各种规格的布或毡的单位面积质量 kg n1 n2 各种规格的布或毡的层数 0 394 纤维基材的厚度常数 0 909 聚酯树脂的厚度常数 0 400 填料的厚度常数 k1 树脂含量对玻璃纤维含量的比数 k2 填料含量对树脂含量的比数 简化公式 第三节手糊工艺 二 树脂用量的计算玻璃钢的树脂用量是一个重要的工艺参数 可以用用下列两种方法进行计算 1 根据空隙填充原理计算 推算出含胶量的公式 只有知道玻璃布的单位面积质量和相当厚度 一层玻璃布想当于制品的厚度 便可以计算出玻璃钢的含胶量 式中 x 需要胶量 g G 玻璃布质量 g H 相当厚度 cm 玻璃密度 g cm3 取2 55g cm3 树脂密度 g cm3 取1 20g cm3 10000 换算成c 的系数 第三节手糊工艺 2 用先算出制品的质量 确定玻璃纤维质量的百分含量后计算 制品质量 纤维增强塑料密度 制品表面积 厚度 玻璃纤维质量 制品质量 玻璃纤维质量百分含量 树脂质量 制品质量 玻璃纤维质量 制品质量 玻璃纤维质量 玻璃纤维百分含量 树脂质量 制品质量 玻璃纤维质量 糊制时所需的树脂用量可以根据玻璃纤维的质量来估算 短切毡 其含胶量一般控制在65 75 之间 玻璃布含胶量一般控制在45 55 之间 从而保证制品的质量 第三节手糊工艺 三 玻璃布糊制带胶衣层的制品 胶衣中不能混入杂质 糊制前应防止胶衣层与背衬层之间有污染 以免造成层间粘接不良 而影响制品质量 胶衣层可用表面毡来增强 糊制时应注意树脂对玻璃纤维的浸渍情况 首先使树脂浸润纤维束的整个表面 然后使纤维束内部的空气完全被树脂所取代 保证第一层增强材料完全浸透树脂并紧密贴合 这一点非常重要 特别对某些要在较高温度条件下使用的制品尤为重要 因为浸渍不良及贴合不好会在胶衣层周围留下空气 而这种留下的空气在制品固化处理和使用过程种会应热膨胀而产生气泡 第三节手糊工艺 糊制时 先在胶衣层或模具成型面上用毛刷 刮板或浸渍辊子等手糊工具均匀地涂刷一层配制好的树脂 然后铺上一层裁剪好的增强材料 如斜条 薄布或表面毡等 随之用成型工具将其刷平 压紧 使之紧密贴合 并注意排除气泡 使玻璃布充分浸渍 不得将两层或两层以上的增强材料同时铺放 如此重复上述操作 直达到设计所需的厚度为止 若制品的几何尺寸比较复杂 某些地方增强材料铺放不平整 气泡不易排除时 可用剪刀开豁口 并使之贴平 应当注意每层剪开的部位应错开 以免造成强度损失 对有一定角度的部位 可玻璃纤维和树脂填充 若产品某些部位比较大 可在该处适当增厚或加筋 以满足使用要求 由于织物纤维方向不同 其强度也有不同 所用玻璃纤维织物的铺层方向及铺层方式应该按工艺要求进行 第三节手糊工艺 四 搭缝处理同一铺层纤维尽可能连续 忌随意切断或拼接 但由于产品尺寸 复杂程度等原因的限制难以达到时 糊制时可采取对接式铺层 各层搭缝须错开直至糊到产品所要求的厚度 糊制时用毛刷 毛辊 压泡辊等工具浸渍树脂并排尽气泡 如果强度要求较高时 为了保证产品的强度 两块布之间应采用搭接 搭接宽度约为50mm 同时 每层的搭接位置应尽可能的错开 五 短切毡的糊制当用短切毡作增强材料时 最好使用不同规格的浸渍辊子进行操作 因为浸渍辊子对排除树脂中的气泡特别有效 若无此种工具而需用刷子进行浸渍时 要用点刷法涂刷树脂 否则会把纤维弄乱 使纤维移位 以致分布不均匀 造成厚薄不一 铺在内部深角出的增强材料 如果用刷子或浸渍辊子难使其紧密贴合时 则可以用手抹平压紧糊制时 用涂胶辊将胶液涂在模具表面上 然后手工将裁好的毡片铺在模具上并抹平 再用胶辊上胶 来回反复辊压 使树脂胶液浸入毡内 然后用胶泡辊将毡内的胶液挤出表面 并排出气泡 再糊制第二层 若遇到弯角处 可以手工将毡撕开 以利于包覆 两块毡之间的搭接约为50mm 第三节手糊工艺 六 厚壁产品的糊制制品厚度在8毫米以下的产品可一次成型 而当制品厚度大于8毫米以上时 应分多次成型 否则会因固化散热不良导致制品发焦 变色 影响制品的性能 多次成型的制品 第二次糊制时 应将第一次糊制固化后形成的毛刺 气泡铲掉后方可继续糊制下一铺层 一般情况下 建议一次成型厚度不要超过5mm 当然也有为成型厚璧制品而开发的低放热 低收缩树脂 这种树脂一次成型的厚度比较大一些 2007年1月5日星期五 第四节 固化及脱模 一 制品的固化手糊成型的玻璃钢制品 通常采用常温固化的树脂系统 手糊成型的操作环境一般要求达到以下条件 温度不低于15 湿度不大于75 正常条件下 固化分为凝胶 固化及加热后处理三阶段 凝胶是粘流态树脂到失去流动性而形成的软胶状 固化可分为硬化及熟化两段时间 制品从凝胶到具有一定硬度 以至于能从模具上将制品脱下来 这时制品的固化度一般可以达到50 70 这时称为硬化时间 制品脱模后在大于15 的自然环境自然固化1 2周 使制品具有一定的力学性能 物理和化学性能可供使用 这时成为熟化时间 这时固化度可以达到85 以上 熟化通常在室温进行 亦可采用加热后处理的方法来加速 例如在80 下加热处理3h 为了提高玻璃钢自己品的生产周期 提高模具的利用率 加速硬化时间 常常采用加热后处理措施 对聚酯玻璃钢而言 热处理温度不应超过120 一般控制在50 80 之间 由于热处理温度与树脂的耐热温度有关 所以耐热温度高的树脂 热处理温度可以高一些 耐热温度低的树脂 热处理温度可以低一些 制品的固化程度与温度 时间成正比 适当提高环境温度或把制品置于阳光 红外线等照射下 可加速制品固化反应 提高模具周转率 缩短生产周期 有一点要着重指出 就是在进行后固化之前 特别是后固化温度超过50 时 应该将制品在室温下至少放置24h 然后再进行后固化处理 第三节手糊工艺 表4 1凝胶和后固化之间的时间间隔对性能的影响表4 1是树脂凝胶到开始进行后固化处理之间相隔时间长短对制品性能的影响 从表可以看出 如果从树脂凝胶到开始进行后固化处理之间相隔时间越长 那么吸水率越小 所用制品的性能也就越好 第三节手糊工艺 当玻璃钢制品要求在较高的温度下使用时 要选择耐高温的热固化配方 手糊作业完成后 把制品置于一定温度条件下使之固化 在进行后固化处理时 升温速度缓慢 有利于树脂大分子结构的形成 升温速度过快 温度过高 会导致树脂暴聚 影响制品的性能 对于某些几何形状糊制 装配精度要求较高的制品 后固化处理时 应该用与其几何形状一致的支架托住 以防加热变形 翘曲 加热处理的方式应根据制品外形尺寸及模具材料等因素考虑确定 一般小型玻璃钢制品 可以在烘箱内加热处理 稍微大一些的制品可以放入烘房内处理 大型制品则多采用加热模具或红外线加热等 若模具能传热 可采用加热模具进行后固化 其加热方法有 把热源布置在模具内 把热源布置在模具外 把热源放在模具底部 若模具材料不传热 则可采用红外线加热 它是把红外灯装在有保温层的活动罩上 红外灯与制品间距离可随意调节 最高温度可达150 但这种方法电耗量较大 每立方米加热面的电耗量为2 3kw 比模具加热要高4 5倍 第三节手糊工艺 二 制品脱模当产品固化至脱模强度时方可脱模 一般在常温下自然固化24小时以上 根据选用的树脂固化体系来确定脱模时机 若采用机械脱模要注意安全 若采用人工脱模可用木楔子等比玻璃钢材料硬度小的材料脱模 脱模时应注意不损伤模具和产品 禁止重击或重摔模具 脱模是手糊玻璃钢制品工艺中关键的工序 脱模的好坏直接关系到产品的质量和模具的有效利用 当然 脱模的好坏还取决与模具的设计 模具的表面光洁度 脱模剂和涂刷的效果 此外还取决于脱模的技术 手糊玻璃钢制品一般采用气脱 顶脱 水脱等方法 1 压缩空气脱模气脱即将气嘴事先安装在模具上 如果气嘴通过胶管与气泵相连 脱模时通过气嘴 将压缩空气压入模具与产品的界面缝隙中 随着压缩空气的不断进入即可将产品顶出来 打压时可用橡皮锤轻轻敲打气孔处 使气体迅速进入 该脱模方法对大面积产品非常有效 2 顶出装置脱模顶出脱模是将顶出件事先糊制在模具上 脱模时转动螺杆 顶出块即向外移动 从而将产品顶出 该法对厚壁产品更有效 3 水压脱即在气嘴中注入0 4 0 6MPa的水 也可以将产品脱下 因为水可以溶解脱模剂 比如采用聚乙烯醇脱模剂 结构简单的产品不必安装脱模件 产品固化后用扁铲沿扁轻轻地撬开即可脱下 脱模时千万不要用铁锤用力敲打模具 因容易将产品和模具的胶衣振裂 第五节后处理 手糊玻璃钢制品脱模后需要进行诸如切边 修整 加工 开孔 试装配等一系列后处理工作 一 切边切边的方法有两种 1 半固化时切边在产品半固化状态 固化度50 左右 用剪刀或扁铲沿着模具的边 将毛边像皮革一样切除 这种方法简单有效 但裁刀要快 切割时间要掌握好 2 固化后切边产品固化脱模后 用金刚石砂轮沿画线切割 切割时加水可以使切口平滑 同时也可以减少污染 但这种方法必须事先留出加工余量 切割人的技术也要熟练 否则容易将产品切坏 第五节后处理 二 加工玻璃钢制品除了切边外还需要进行进一步的加工 即磨边