玻璃钢专业知识

1、1 2 什么是玻璃钢？ 玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料（，玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料（， 亦称作亦称作GRPGRP）。）。 一般指用玻璃纤维增强一般指用玻璃纤维增强 不饱和聚脂不饱和聚脂, 环氧树脂与酚醛树脂为环氧树脂与酚醛树脂为基体基体。 以玻璃纤维或碳纤维等作以玻璃纤维或碳纤维等作增强体增强体的增强的增强 材料。材料。 较之于传统材料，其增强效果是显著而较之于传统材料，其增强效果是显著而 有效的，接下来对其性能的介绍中将对有效的，接下来对其性能的介绍中将对 其作以展示。其作以展示。 3 4 玻璃钢的分类 u根据基体种类分类根据基体种类分类u根据纤维种类分类根据纤维种类分类 5 玻璃钢的基本性能

2、 u玻璃钢的基本性能主要取决于其两大组分玻璃钢的基本性能主要取决于其两大组分 和它们之间的结合。玻璃钢集中了玻璃纤和它们之间的结合。玻璃钢集中了玻璃纤 维及合成树脂的特性，具有质量轻、强度维及合成树脂的特性，具有质量轻、强度 高、耐化学腐蚀、电绝缘性好，透过电磁高、耐化学腐蚀、电绝缘性好，透过电磁 波、隔音、减震和耐瞬时高温烧蚀等特点。波、隔音、减震和耐瞬时高温烧蚀等特点。 因此，玻璃钢已成为国防和国民经济建设因此，玻璃钢已成为国防和国民经济建设 中不可缺少的重要材料之一。中不可缺少的重要材料之一。 6 1）玻璃钢的物理性能 u玻璃钢的拉伸强度与碳钢接近，甚至超过玻璃钢的拉伸强度与碳钢接近，甚

3、至超过 碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。 这得益于这得益于玻璃在经高温熔融、快速拉成细玻璃在经高温熔融、快速拉成细 丝时，由于比表面积增大，玻璃纤维内部丝时，由于比表面积增大，玻璃纤维内部 及表面就难以存在大缺陷，因而强度提高。及表面就难以存在大缺陷，因而强度提高。 因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压 容器以及在其他领域应用中，都具有卓越容器以及在其他领域应用中，都具有卓越 成效。成效。 7 密度小密度小玻璃钢密度介于1.52.0 之间，只有普通碳钢的 1/41/5，比轻金属铝还要轻1/3左右。因此，在航空、火

4、箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制 品应用中，都具有卓越成效。 8 电绝缘性能电绝缘性能玻璃钢有优良的电绝缘性能，其占绝缘材料 用量的1/31/2，在高频作用下仍然保持良好的介电性能。 可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件。此外玻璃钢不 受电磁影响，而且有良好的透微波性能。 9 热绝缘性能热绝缘性能玻璃钢有良好的热性能，它的比热 大，是金属的23倍，导热系数比较低，只是金属 材料的1/1001/1000 10 耐老化性能耐老化性能玻璃钢是良好的耐腐材料，对大气、水和一 般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗 能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不 锈钢、

5、木材、有色金属等。 11 ）玻璃钢的化学性能 玻璃钢不仅对多种低浓度的酸、碱、盐介质 及溶剂有较好的稳定性，而且有抗大气、海 水和微生物作用的良好性能。 除此以外，玻璃钢还具有突出的耐腐蚀性。 在玻璃钢中，由树脂产生的数量众多的微小 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。 12 13 玻璃钢制品形成的特殊性 u玻璃钢制品形成的特殊性是指结构物几何形 状的无限制性与成型工艺的方便性。 u所谓结构物形状的无限制性是相对于钢材、 木材等传统材料而言的。玻璃钢在成型以前， 纤维是柔松的，基体是流动的，依靠模具成 型出复合材料制品

6、，不象金属或木材一类惯 用材料是用成材拼装，因此，构件的大小厚 薄不受成材的影响，可以按照设计需要确定。 u成型工艺的方便性是指玻璃钢成型比较方便， 工艺性很好。人们根据玻璃钢制品不同的几 何形状、用途、特殊的技术要求和批量，可 以选择不同的成型工艺方法。 14 FRP的生产方法 uFRPFRP的生产方法基本上分两大类，即的生产方法基本上分两大类，即湿湿 法接触型法接触型和和干法加压成型干法加压成型。 15 u目前，国内外常用的玻璃钢制作成型方法， 有手糊成型工艺、喷射成型工艺、模压成型 工艺、模压料成型工艺、纤维缠绕成型工艺、 卷管成型工艺、袋压成型工艺、树脂浇铸及 注射成型工艺RTM成型工

7、艺、拉挤成型工艺、 板材及管道连续成型工艺、增强反应注射模 塑成型工艺、弹性体贮脂模塑成型工艺，以 及胶接和连接技术、夹层结构制作技术等。 容后将介绍应用较为广泛的一些方法。 16 u 1.1.手糊成型法原理手糊成型法原理 u手糊成型工艺是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最手糊成型工艺是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最 普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混 合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂合液为基体，以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂 的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢

8、制的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制 品的一种工艺方法。在手糊成型工艺中，机械设备使用较少，品的一种工艺方法。在手糊成型工艺中，机械设备使用较少， 它适于多品种、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状它适于多品种、小批量制品的生产，而且不受制品种类和形状 的限制。的限制。 u 2.2.成型设备成型设备 u手糊成型工艺所用的设备较少，制作模型的设备有木工车手糊成型工艺所用的设备较少，制作模型的设备有木工车 床、木工刨床、木工圆锯床、木工刨床、木工圆锯; ;脱模一般会用到空气压缩机、吊装脱模一般会用到空气压缩机、吊装 设备等。设备等。 17 3 3、工艺流程、工艺流程 树脂胶

9、液配置树脂胶液配置 模具准备模具准备 手手 糊糊 成成 型型 制制 品品 固固 化化 脱脱 模模 后后 处处 理理制品检验制品检验成成 品品 胶衣胶衣/ /树脂树脂 固化剂固化剂 促进剂促进剂 助助 剂剂 增强材料准备增强材料准备 模具清理模具清理 涂脱模剂涂脱模剂增强材料裁剪增强材料裁剪 干干 燥燥 预埋件准备预埋件准备 18 喷射成型 19 20 u1.1.模压成型法原理模压成型法原理 u热固性模压成型是将一定量的模压料加入 预热的模具内，经加热加压固化成型塑料制品 的方法。 u2.2.成型设备成型设备 u 由浸胶机、预浸料机组、片状模塑 料机组、压机四部分组成，各部分负责不同的 工艺流程

10、 21 u3.3.成型工艺流程成型工艺流程 u模压成型工艺主要分为压制前的准 备和压制两个阶段。其基本过程是：将 一定量经一定预处理的模压料放入预热 的模具内，施加较高的压力使模压料填 充模腔。在一定的压力和温度下使模压 料逐渐固化，然后将制品从模具内取出， 再进行必要的辅助加工即得产品。 u主要使用国家有德国等。 22 u1.1.拉挤成型原理拉挤成型原理 u拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的 无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍，通过具有无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍，通过具有 固定截面形状的加热模具后，在模具中

11、固化成型，并实现连固定截面形状的加热模具后，在模具中固化成型，并实现连 续出模的一种自动化生产工艺。续出模的一种自动化生产工艺。 u2.2.成型设备成型设备 u实现拉挤工艺的设备主要是拉挤机，拉挤机大体可分为实现拉挤工艺的设备主要是拉挤机，拉挤机大体可分为 卧式和立式两类。无论是卧式还是立式拉挤机，它们都主要卧式和立式两类。无论是卧式还是立式拉挤机，它们都主要 由送纱装置、浸渍装置、成型模具与固化装置、牵引装置、由送纱装置、浸渍装置、成型模具与固化装置、牵引装置、 切割装置等五部分组成，它们对应的工艺过程分别是排纱、切割装置等五部分组成，它们对应的工艺过程分别是排纱、 浸渍、入模与固化、牵引、

12、切割。浸渍、入模与固化、牵引、切割。 23 u3.3.成型工艺流程成型工艺流程 u增强材料增强材料( (玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤 维连续毡及玻璃纤维表面毡等维连续毡及玻璃纤维表面毡等) )在拉挤设备在拉挤设备 牵引力的作用下，在浸胶槽充分浸渍胶液牵引力的作用下，在浸胶槽充分浸渍胶液 后，由一系列预成型模板合理导向，得到后，由一系列预成型模板合理导向，得到 初步的定型，最后进入被加热了的金属模初步的定型，最后进入被加热了的金属模 具，模具高温的作用下反应固化，从而可具，模具高温的作用下反应固化，从而可 以得到连续的、表面光洁、尺寸稳定、强以得到连续的、表面光洁、尺寸稳定、

13、强 度极高的玻璃钢型材度极高的玻璃钢型材 24 缠绕成型 25 u我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的， 其他有模压法、缠绕法、层压法等。日本的手糊 法仍占50%。从世界各国来看，手糊法仍占相当 比重，说明它仍有生命力。手糊法的特点是用湿 态树脂成型，设备简单，费用少，一次能糊10m 以上的整体产品。缺点是机械化程度低，生产周 期长，质量不稳定。近年来，我国从国外引进了 挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备，随着FRP工业的 发展，新的工艺方法将会不断出现。 26 玻璃钢的市场应用 u作为当前广为人知的复合材料，玻璃钢材料因其独特的性 能优势，已在航空航天、铁道铁路、装饰建筑、家居家具、 广告展示

14、、工艺礼品、建材卫浴、游艇泊船、体育用材、 环卫工程等等相关十多个行业中广泛应用，并深受赞誉， 成为材料行业中新时代商家的需求宠儿。玻璃钢制品也不 同于传统材料制品，在性能、用途、寿命属性上大大优于 传统制品。其易造型、可定制、色彩随意调配的特点，深 受商家和销售者的青睐，占有越来越大的市场比分。相信 在不久的将来，玻璃钢将在我们的生活之中大放异彩。 27 4.4.玻璃钢应用设计领域作品举例 u汽车：汽车壳体及其他部件，大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险 杠、仪表屏，小型客货车，以及消防罐车、冷藏车、拖拉机的驾驶室及机器罩等； 28 氧气瓶氧气瓶 由于玻璃钢的属性特殊， 氧气瓶也是一种耐高压容器 。它所承受的工作压力是 150公斤/平方厘米。为了使用安全，制造时要求它能忍受三倍的工作压力，即450公斤/平方厘米。 抗拉强度高，