手糊成型工艺及设备-增强材料49

1、第一章 手糊成型工艺及设备手糊成型工艺:第一节 手糊成型工艺概述1.1 定义 手任务业把玻璃纤维织物和树脂交替铺层在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。1.2 手糊成型工艺分类:接触成型:低压成型：第一节 手糊成型工艺概述有简单手糊法及放射成型法有压力袋法、真空袋法、热压釜成型以及树脂传送模塑(RTM)和反响注射模塑(RIM)成型等。1.3 手糊成型工艺工序 (1)加强资料剪裁 (2)模具预备 (3)涂刷脱模剂； (4)喷涂胶衣 (5)成型操作 (6)脱模 (7)修边 (8)装配第一节 手糊成型工艺概述第一节 手糊成型工艺概述设备简单投资少、见效快消费技术简单易学产品不受尺寸、外形的限制，

2、大型制品可现场制造。制品树脂含量较高，耐腐蚀性好第一节 手糊成型工艺概述1.4 手糊工艺的优点：但是，手糊工艺也存在许多缺陷： 消费效率低、不适宜批量大的产品 产质量量不够稳定。 消费环境差。第一节 手糊成型工艺概述1.5手糊工艺的用途(1)建筑制品：波形瓦、采光罩、风机、风道、浴盆、组合式卫生间、化粪槽、冷却塔、活动房屋、售货亭、装饰制品、坐椅、门、窗、建筑雕塑、玻璃钢大篷、体育场馆采光层顶等。第一节 手糊成型工艺概述(2)造船业:渔船、游船R、游艇、交通艇、救生艇、汽垫船、舢舨、海底探测船、军用折叠船、水中浮标、灯塔、巡查艇、养殖船等。第一节 手糊成型工艺概述(3)交通产品:汽车车壳、电动

3、车壳、机器盖、保险扛、大型旅游车外板、冷藏车、工程车、高尔夫球车、汽车卫生间、消防车、火车箱内板、火车门窗、火车卫生间、地铁车箱、路标等。第一节 手糊成型工艺概述(4)防腐产品:各种油罐、酸罐、水泥槽内防腐衬层、钢罐内防腐层、管道、管件、地下罐的外防腐层、地面用格栅等。第一节 手糊成型工艺概述 (5)机械电器设备：机器罩、配电箱、医疗器械外罩、电池箱、开关盒等。 (6)体育、游乐设备：赛艇、舢板、滑板、各种球杆、人造攀岩墙、冰车、风帆车、游乐车、碰碰车、碰碰船、水滑梯、海底游乐设备等。第一节 手糊成型工艺概述总之，出于手糊工艺设计自在，可根据产品的技术要求设计出理想的外观、外型及多种多样、种类

4、繁多的FRP制品。目前，产品达上万种，被广泛运用到各个领域，前景看好。选材根据：第二节 原资料选择(1)产品设计的性能要求。(2)手糊成型工艺要求。(3)价钱廉价，资料容易获得。玻璃钢构造第二节 原资料选择物理形状：纤维状、片状、颗粒状加强资料等玻璃纤维、碳纤维与石墨纤维、硼纤维、芳纶纤维等 加强资料：在复合资料中，能提高基体资料机械强度、弹性模量等力学性能的资料。 加强资料不仅能提高复合资料的强度和弹性模量，而且能降低收缩率，提高热变形温度，并在热、电、磁等方面赋予复合资料新的性能。加强资料种类2.1 手糊成型工艺原资料纤维加强体 第二节 原资料选择2.1.1 手糊成型对加强资料的要求第二节

5、 原资料选择玻璃纤维及其织物、碳纤维及其织物、芳纶纤维及其织物。接触成型用纤维有：加强资料易被树脂浸透；有足够的形变性，能满足制品复杂外形的成型要求；气泡容易排出；可以满足制品运用条件的物理化学性能要求；价钱合理、来源丰富。第二节 原资料选择2.1.2 玻璃纤维及其织物1. 玻璃纤维的种类及性能玻璃纤维的分类方法很多，普通可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观及纤维特性等方面进展分类。 A、 按运用特性分类 E玻璃纤维，无碱纤维C玻璃纤维，中碱纤维A玻璃纤维，有碱纤维S玻璃纤维，高强纤维M高弹玻璃纤维L防辐射玻璃纤维加强资料含碱0.05以下含碱11.5-12.5左右含碱大于15B、以单丝直径分类

6、 玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成几种： 粗纤维： 30m；初级纤维：20m中级纤维：10m20m；高级纤维：3m10m(亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于4m。 单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差别，而且影响到纤维的消费工艺、产量和本钱。普通5m10m纤维作为纺织制品用；10m14m的纤维普通做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。加强资料C、以纤维外观分类 有延续纤维，其中有无捻粗纱及有捻粗纱(用于纺织)；短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃粉及磨细纤维等。无捻粗纱短切纤维玻璃粉加强资料玻璃纤维构造表示图 2. 玻璃纤维的构造及主要化学成分网络构造假说：玻璃是由二氧化硅的四面体、

7、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规那么三维网络，网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状构造是决议玻璃性能的根底，填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。 二氧化硅(SiO2)、三氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)等 以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃；以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容易排除，它主要经过破坏玻璃骨架，使构造疏松，从而到达助溶的目的。氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电绝缘性和化学稳定性会相应的降低玻璃纤维的主要化学成分

8、加强资料 玻璃纤维的化学组成主要是 玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤维物理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性；另一方面要满足制造工艺的要求，如适宜的成型温度、硬化速度及粘度范围。 加强资料参与氧化钙、三氧化二铝能在一定条件下构成玻璃网络的一部分，改善玻璃的某些性质和工艺性。加强资料E玻璃电绝缘玻璃，主要成分为SiO2 54.1% 、网络构成剂Al2O3 14.6%、(抑制硼硅酸盐分相、提高化学稳定性B2O3 8.8%、(网络构成剂、降低硅酸盐玻璃熔融温度)MgO 4.6%、改善玻璃纤维的机械强度、化学稳定性及耐热性，以白云石引入CaO 16.6%、降低玻璃熔体的高温粘度，提高绝缘性

9、能Na2OK2O 0.8%降低玻璃的熔制温度和玻璃液粘度，改善拉丝作业辅助原料：助熔剂，萤石；廓清剂：芒硝(Na2SO4)3. 玻璃纤维制品3.1 分类常用的玻纤加强资料有无纺制品和纺织制品两类延续纤维纺织品分为无捻构造和有捻构造两类无捻产品：无需进展纺织加工的原丝、复丝、膨体粗纱和膨体粗纱织物有捻构造：原丝，单股或多股初次加捻制成单纱无捻粗纱布、加捻布、短切毡、外表毡、针刺毡等。 加强资料各种玻璃纤维毡纱线和织物3.2 玻璃纤维制品引见无捻粗纱无捻粗纱的表示： 例： 加强资料由无捻纺纱机把拉丝得到的原纱平行并股卷成筒形。玻璃种类+纤维种类+单丝的公称直径+无捻粗纱的总的线密度。无碱玻璃总的线

10、密度tex,g/km 延续纤维单丝 公称直径(m)EC10 24003.2 玻璃纤维制品引见 加强资料EC10 4060由40号的玻璃原丝共60 股络制而成的，它的总线密度仍为2400 号。无捻粗纱的号数由150 号到9600 号无捻粗纱的种类： 放射公用、SMC 片状模塑料公用、缠绕公用、拉挤公用、织造公用 无捻粗纱布方格布加强资料这种布强度主要在经纬方向0、90上，在45方向上强度低。面积质量为200g/m21000g/m2。这种布冲击强度高，成型性好，易脱泡；质量分布均匀、价钱较廉价。铺敷成型的复合资料制品层间剪切强度低，耐压和耐疲劳强度差。手糊成型的主要加强资料缺陷：优点： 无捻粗纱布

11、方格布无捻粗纱布的表示方法：玻璃种类+无捻粗纱布的符号WR+布的厚度以公称厚度乘1000值表示后接连号布的宽度，以厘米表示。加强资料阐明该无捻粗纱布是由无碱玻璃纤维制成，厚度为0.3mm，宽度为100cm。例：EWR300-100 (3) 加捻布该类布外表含蜡，运用前应在一定温度下将蜡除去。用加捻布制造的玻璃钢，外表平整、气密性好加强资料该玻璃布是由玻璃纤维单丝合股，加捻后按经纬向编织而成。是一类多种类、多规格的纤维织物。厚度从0.05、0.1、0.2-0.6mm多种。但价钱较贵，不易浸透树脂。增厚效果差。在手糊工艺中加捻布比无捻布用得少。缺陷：优点：原丝直径1012m，含胶36原丝集束50或

12、100根，幅宽1.02m、2.04m、3.06m，面积质量范围150900g/m2，用的最多的450g/m2(4) 短切毡将玻璃原丝切割成50mm长的短纤维，将其随机但均匀地铺陈在网带上，随后施以PVAC乳液粘结剂或撒布聚酯类粉末粘结剂经加热固化后粘结成短切毡。无碱毡耐水性、电性能及透光性均较好，所以，多用于造船业、电器制品、水箱及透明板等。价钱较贵。中碱毡价钱较低，普通用于通用FRP产品中。加强资料短切毡对树脂浸透性最好，气泡容易排除，变形性好，施工方便，制品里的含胶量(即：树脂含量)高(含胶量为60一80)，所以防渗效果好，在防水制品、耐腐蚀制品中作为防渗漏层被大量采用。国内用量逐年添加。

13、短切毡分无碱玻纤短切毡和中碱玻纤短切毡两种。近几年来国内已有多家消费厂引进国外先进的短切毡技术。如：重庆玻纤厂、珠海玻纤厂、浙江桐乡玻纤厂以及最近投产的山东泰安玻纤厂都有大批量消费投放市场。另外，美国欧文斯康宁公司、日本日东纺、韩国公司等在国内均有代理商销售。 加强资料 (5)外表毡加强资料普通单重为30gm2和50gm2两种。对外表要求耐水、耐腐蚀产品，运用外表毡可获得良好的效果。外表毡是用于FRP产品外表的，在手糊工艺之中，复合在FRP产品的外表层可以获得富树脂层，并具有光洁外表。这是由于外表毡是用直径为l020m的单丝随机交替铺成，很薄。加强资料短切纤维针刺毡是将玻纤粗纱短切成50mm，

14、随机铺放在预先放置的传送带上的底材上，然后用带倒钩的针进展针刺，针将短切纤维刺进底材中，而钩针又将一些纤维向上带起构成三维构造，一切底材可以是玻纤或其他纤维的稀疏织物，这种针刺毡有绒毛感，面积质量为300350g/m2。(6)针刺毡短切纤维针刺毡和延续原丝针刺毡主要用在隔热资料、隔声资料、过滤资料，普通制品强度不高。(5)、(6)都属于短切原丝毡，表示方法：毡片消费商及毡片类型编码标志+破折号+玻璃代号及玻璃原丝的线密度值+单位面积毡片质量+毡片宽度。E无碱玻璃，40表示构成短切毡的短切原丝线密度为40号，450表示短切毡片面积质量为450g/m2，125表示毡宽为125cm。加强资料(7)缝

15、编毡单轴织物双轴织物三轴织物四轴织物加强资料典型的缝编毡是一层经纱与一层纬纱重叠在一同，经过缝编将经纱与纬纱编织在一同成为织物全部为经纱，用聚酯纱线编织起来两层粗纱构成的织物，两层粗纱可呈45角或0 /90 角陈列三层粗纱取不同方向陈列层合在一同，其角度可以45、 0 和45、 90 角度 45、 0 90 以上任何一种和短切玻璃纤维或碳纤维毡缝合起来缝编毡的优点：提高玻璃钢的力学性能目的加强资料可以添加玻璃钢层合制品的极限抗张强度、张力下的抗脱层强度及抗弯强度；没有层间纱线的相互磨损降低力学性能；可以降低玻璃钢树脂含量提高资料强度当玻璃钢遭到冲击负荷时，缝编用聚酯纱线起阻止裂纹蔓延扩展的作用

16、，层间剪切问题减少各层之间不易分层，造船工业检测报告显示相对于方格布玻璃钢板的强度添加65，刚度添加40。减轻玻璃钢制品的分量缝编加强体比如格布强度高，可减少玻璃纤维的运用量，例如用580g/m2缝编毡可取代800g/m2方格布，使玻璃钢层合制品分量减轻30减少树脂的用量，运用缝编毡的玻璃钢高达65玻璃纤维含量树脂流动无妨碍，易于浸渍外表平整使玻璃钢外表光滑简化操作加强资料(8) 单向织物加强资料单位宽度内经纱量远大于纬纱量织物，如：41布，71布，在单位宽度内经向纤维是纬向纤维量的4倍或7倍。运用这种布可降低原资料耗费，减轻制质量量，提高经济效益。加强资料4.3 玻璃纤维浸润剂浸润剂对玻璃纤

17、维的消费至关重要纤维外表涂敷浸润剂，可减少纤维外表的严重磨损，保证拉丝工艺的顺利进展有效改动玻纤的某些缺陷和外表性质浸润剂赋予各种玻璃钢成型工艺需求的技术性能，如穿透性、浸透性、硬挺性、切割性、分散性、成带性。浸润剂的组分及分类粘结剂：光滑剂：偶联剂：加强资料成膜剂或叫集束剂，保证原丝完好、硬挺、柔软，占215，主要成分为环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、PVAC等湿态和干态下光滑纤维外表，用量为05，湿光滑剂普通运用胺类络和物，干光滑剂首选咪唑啉、季铵盐、脂肪酰胺等阳离子型化合物把纤维和树脂高聚物结合起来，用量为0.2-0.6%润湿剂pH调解剂 防静电剂加强资料外表活性物质，可降低纤

18、维外表张力至3.5107Nm-1普通为有机酸，甲酸、乙酸或氨水，保证pH值在47之间浸润剂的作用光滑维护纤维，包括拉丝时的湿光滑和加工过程中的干光滑；粘结集束单丝，保证纤维不开纤；防止纤维外表静电荷积累；保证纤维可被树脂迅速浸透；赋予纤维与基材界面性能良好，与基材相溶、具有化学吸附或化学结合等性能。加强资料加强资料2.1.3 碳纤维1961年延续粘胶碳纤维产品上市沥青基碳纤维由日本大谷杉郎1963 年发明，1970 年吴羽化学工业公司实行了工业化。1970 年美国辛格尔开发了高性能沥青碳纤维，并与1975 年在结合碳化合物公司实现了工业化。碳纤维是由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500，所构成的纤维状碳资料，含碳量在99以上。当温度2500时，碳含量99碳纤维的特点：强度高，模量高，耐高温性能优良。它被称为20世纪80年代复合资料的中坚。加强资料碳纤维种类分为：普通型、高强型、高模量型、超高强度型达4508Mpa和超高断裂伸长型。目前国内外碳纤维主要用在航空和航天工业、交通运输，运动器材方面如今也有许多。聚丙烯腈基PAN碳纤维是在1961年由日本进藤昭男发明的。我国在60 年代开场研制胜利了PAN基碳纤维，也获得了一定成果。加强资料2.1.4 芳纶纤维它是美国杜邦公司开发的一种聚芳酰胺纤维，目前运用胜利的主要有Kevl