手糊成型工艺

1一、制品成型的要素准备二、手糊制品厚度与层数三、糊制制品四、手糊制品质量控制第四节手糊成型工艺2手糊工艺流程3一、制品成型的要素准备第四节手糊成型工艺1.玻璃纤维制品的准备2.脱模剂的准备3.胶液的准备4.胶衣糊的准备4玻璃纤维布的剪裁设计很重要。玻璃布的经纬向强度不同，对要求正交各向同性的制品，则应将玻璃布纵横交替辅放。玻璃布的搭接长度一般为50mm。1、玻璃纤维制品的准备第四节手糊成型工艺5第四节手糊成型工艺6增强材料的表面处理第四节手糊成型工艺表面处理（包含界面处理），就是在玻璃纤维表面涂一层表面处理剂，使纤维与树脂能牢固地结合，以达到提高玻璃钢性能的目的。玻璃纤维经表面处理剂处理后，可以改善玻璃纤维的耐磨、耐水、电绝缘等性能，对玻璃钢的强度，特别是湿态下的强度提高显著。7常用的表面处理剂有：沃兰类表面处理剂：A-151、A-172;硅烷类表面处理剂：KH550、KH560等。用沃兰处理的玻纤与未处理的相比，制作的玻璃钢强度可提高50%左右，若在海水中浸泡一年，二者强度可相差一倍以上。第四节手糊成型工艺33HN(CH)Si(OCH)22522CHCH-CH-O-(CH)Si(OCH)O223338使无机物和树脂这两类性质差别很大的材料以化学键的形式“偶联”在一起，形成了一个牢固的整体。又称为“偶联剂”表面处理剂的作用机理第四节手糊成型工艺•表面处理剂的分子中一般都含有两种性质不同的基团。一部分基团（如硅烷基）能与无机物（比如玻璃，金属）表面上的M－OH起化学反应形成化学键；另一部分基团（如乙烯基）能与树脂起反应形成化学键。9SiSiCH=CHOHSiOHOOSiOHSiOHCH2=CHHOSiOHOSiSiOOOCH=CHSiOOSiOCH=CH注：上式左侧是乙烯基硅烷偶联剂水解形成的乙烯基硅醇；红线为玻璃表面。偶联剂可加强复合材料的界面结合，保护纤维，防止水分等有害介质的侵入；也可改善复合材料的界面状态，有效传递应力，使多种材料间形成一个复合牢固的整体。10第一步.除去浸润剂，有两种方法。a、洗涤法:在皂水或有机溶液中清洗，然后烘干。b、热处理法：（250℃－450℃）1h。第二步.用表面处理剂处理（要求产品质量较高时），处理步骤为:浸渍－水洗－烘干。玻璃纤维的处理方法①后处理法：（对于“纺织型浸润剂”）11把表面处理剂加入到树脂胶液中，当玻璃纤维浸胶时，树脂会迁移到纤维与树脂的界面上。迁移法需要热处理后使用。②前处理法：玻纤制备过程中，把表面处理剂就地加入到“浸润剂”里（这种浸润剂称为增强型浸润剂），在拉丝时表面处理剂就被覆盖在了玻璃纤维上。这种纤维所制的布称为“前处理布”。③迁移法：12脱模剂应具备的条件：不腐蚀模具，不影响固化，与树脂粘附力小；成膜迅速、均匀、光滑；使用简便、安全，价格便宜。2.脱模剂的准备第四节手糊成型工艺13脱模剂按用途分为:按性状分为:内脱模剂:用于模压和热固化外脱模剂:用于手糊和冷固化薄膜型脱模剂混合溶液型脱模剂油蜡型脱模剂第四节手糊成型工艺14最常用的有：聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。其中聚酯薄膜应用最普遍，使用厚度一般为0.04mm、0.02mm。•使用方法：铺在模具上或用凡士林贴在模具上。•优点：脱模效果好，使用方便，材料易得。•缺点：薄膜的柔韧性、帖服性差，不能用于形状复杂的制品。薄膜型脱模剂第四节手糊成型工艺15加入甘油可增加膜的柔韧性；加入少量洗衣粉，可使成膜均匀；加入少量蓝、红墨水可防止漏涂；需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。混合溶液型脱模剂第四节手糊成型工艺（1）聚乙烯醇脱模剂一般采用较低分子量的聚乙烯醇。在搅拌状态下，用水将聚乙烯醇加热溶解（水温约95℃），冷却到室温，往里滴加乙醇或丙酮（边加边搅拌）。16（2）过氯乙烯脱模剂配方：过氯乙烯粉5～10份甲苯＋丙酮（1：1）95～90份按比例将物料与溶剂混和搅拌，放入密闭容器中,等完全溶解后即可使用。第四节手糊成型工艺17（3）聚苯乙烯溶液脱模剂配方：聚苯乙烯粉5份甲苯95份称量混合，搅拌均匀后，密封放置7天左右，若完全溶解，搅拌均匀即可使用。缺点：甲苯有毒优点：脱模容易，成模速度快。第四节手糊成型工艺18（1）蜡类脱模剂使用方便、省工省时、价格便宜，脱模效果好，使用广泛。（2）油酯类脱模剂a、硅酯脱模剂硅酯100份甲苯100份b、其他油脂脱模剂耐热机油，硅油，凡士林油，变压器油等。蜡类、油酯类脱模剂第四节手糊成型工艺19对大型制品或外型复杂的制品，多采用几种脱模剂复合使用，效果较好。脱模剂复合使用第四节手糊成型工艺203.胶液准备胶液的主要工艺指标：胶液粘度、凝胶时间。胶液粘度：表征流动特性，粘度控制在0.2～0.8Pa.s之间，一般用稀释剂调节粘度过高不易涂刷和浸透增强材料；粘度过低，在树脂凝胶前发生胶液流失，使制品出现缺陷。第四节手糊成型工艺21凝胶时间：凝胶过快，来不及操作，制品交联太严重、收缩大、发脆。凝胶过慢，增加了生产周期，且易发生流胶。指在一定温度条件下，树脂中加入定量的引发剂、促进剂或固化剂，从粘流态到失去流动性，变成软胶状态凝胶所需的时间。一般采用引发剂、促进剂用量调节。第四节手糊成型工艺22影响凝胶时间的主要因素：第四节手糊成型工艺引发剂、促进剂用量。用量大，凝胶时间缩短；胶液体积的影响。胶液体积越大，热量不易散失，凝结快；环境温度、湿度的影响。气温越高，凝结越快；湿度越小，凝结越快；制品表面积厚度影响。制品表面积大，较薄，凝胶时间长。交联剂蒸发损失23试验表明，100g配好的树脂胶液，在烧杯内2小时发热凝胶，而当糊成6mm厚的玻璃钢制品时，则要5-6小时才发热凝胶。第四节手糊成型工艺注：树脂胶液的凝胶时间一般要比制品的凝胶时间短。一般对于中等厚度(约5-6mm)的玻璃钢制品其凝胶时间约等于凝胶试验所需时间的3-4倍。24引发剂作用：控制反应速度，使树脂最终反应完全（一般为过氧化物）。促进剂的作用：促使引发剂降低引发温度，在较低温度下分解产生大量游离基，加快反应速度，降低引发剂用量。环境温度与促进剂用量环境温度/℃5-1010-1515-2020-2525-3030-3535-40促进剂用量/％5-44-32.5-22-1.251.25-11-0.50.5-0.2切忌同时加入!否则会产生剧烈反应,生成硬块。25配大料配大料树脂填料颜料糊促进剂大号容器稀释剂称量搅拌配小料以5公斤为宜小样试验26胶液配制方法：配料员根据凝胶速度及施工速度的需要向糊制工及时提供配好的树脂；未经工艺员批准，不得随意更改配方；第四节手糊成型工艺加料顺序:按配方比例将引发剂或促进剂的一种先与树脂搅拌均匀，再加入另一种搅匀；搅拌速度要慢，避免混入过多空气产生气泡；工具、容器严格分开，不能混用；配好的料要在规定的时间用完。27(1)树脂粘度：适合于手糊成型工艺的粘度在0.2-0.8Pa·s之间。(2)凝胶时间：在规定温度下，一定量的树脂加入一定量的引发剂、促进剂或固化剂以后，到凝胶所需要的时间叫凝胶时间。一般控制凝胶时间为40-60分钟(3)固化度：固化度是热固性树脂的固化反应的程度，通常用百分率来表示。第四节手糊成型工艺•合理地选择配方、掌握树脂工艺特性，对玻璃钢制品的质量影响很大。树脂的工艺特性包括粘度、凝胶时间和固化程度。284.胶衣糊准备33号胶衣树脂（间苯二甲酸型胶衣树脂）,耐水性好;36PA胶衣树脂,自熄性胶衣树脂（不透明）;39号胶衣树脂,耐热自熄性胶衣树脂;21号胶衣树脂（新戊二醇型）,耐水煮、耐热、耐污染、柔韧、耐磨胶衣。第四节手糊成型工艺29胶衣树脂的配制33号胶衣树脂100份（wt％）50％过氧化环己酮二丁酯糊（引发剂H）白色4份6％萘酸钴苯乙烯溶液（促进剂E）紫色2～4份第四节手糊成型工艺30（1）制品厚度预测t＝m×kt——制品厚度（mm）；m——单位面积材料质量，kg/m2；k——厚度常数，mm/kg.m-2，即每1kg/m2材料的厚度；可在相关表格中查得。二、手糊制品厚度与层数第四节手糊成型工艺31原材料越重（比重越大），k值愈小。t总＝t1＋t2＋t3其中：t总为制品总厚度；t1、t2、t3分别是材料1、2、3提供的厚度。第四节手糊成型工艺32例：一手糊玻璃钢制品，壁由5层800g/m2的E型玻璃布糊制，玻璃纤维含量为55％(质量比)，树脂密度为1.3，求该制品壁厚。解：树脂与玻璃布质量比=(100-55)/55=0.818树脂质量=0.818×5×0.8=3.27(kg/m2)玻璃布厚度=5×0.8×0.391=1.564(mm)树脂厚度=3.27×0.769=2.514(mm)铺层总厚度=t布+t树=1.564+2.5l4=4.078(mm)t＝m×kt总＝t1＋t2＋t333例:玻璃钢制品由一层300g/m2的E型玻璃毡和4层600g/m2的玻璃毡铺成，树脂胶液含40%填料(密度2.5g/cm3)、60%聚酯树脂(密度1.2)。树脂含量为70%，求铺层总厚。解：玻璃毡总质量=1×0.3+4×0.6=2.7(kg/m2)树脂与玻璃毡质量比=70/(100-70)=2.33树脂质量=2.7×2.33=6.29(kg/m2)填料质量=6.29×(40/60)=4.19(kg/m2)玻璃毡厚度=2.7×0.391=1.056(mm)树脂厚度=6.29×0.837=5.265(mm)填料厚度=4.19×0.4=1.676(mm铺层总厚度=1.056+5.265+1.676=8(mm)34（2）铺层层数的计算）＋（＝rffckkmAnA-制品总厚度；mf-纤维单位面积质量；kf-纤维的厚度常数；kr-树脂的厚度常数；c-树脂与纤维的质量比；n-增强材料的铺层层数。对中碱纤维布：0.4厚mf=0.340Kg/m20.2厚mf=0.230Kg/m2第四节手糊成型工艺35例：玻璃钢制品由340g/m2中碱方格布和不饱和聚酯树脂(密度1.3g/cm3)糊制，含胶量为55%，壁厚10mm，求布层数?解：查表得：kf=0.408mm/(kg·m-2)kr=0.769mm/(kg·m-2)中碱方格布mf=340g/m2树脂与玻璃纤维质量比c=55/(100-55)=1.222n=A/mf(kf+ckr)=10/(0.34×（0.408+1.222×0.769）)=22(层)）＋（＝rffckkmAn第四节手糊成型工艺36若有填料时，kT是厚度常数，c2是填料与纤维质量比。则：）＋（＋＝T2r1ffkckckmAn第四节手糊成型工艺37三、糊制制品定型：增强材料均匀配置浸渍：增强材料周围的空气用树脂基体置换，分脱泡和浸透两个过程。基体粘度、基体和增强材料组成比例、增强材料的形态是支配浸渍好坏的主要因素固化：分子结构由一维变为三维结构的过程第四节手糊成型工艺38胶衣层糊制铺层固化第四节手糊成型工艺39•2.5.2手糊成型401.表面层（胶衣层）一般采用加了颜料的胶衣树脂制作，也可用普通树脂制作，需用玻璃纤维表面毡增强防裂。表面层的作用：形成富树脂层、光洁美观、耐侵蚀、耐水、耐酸碱、耐候等。厚度控制：0.25-0.5mm，单位面积用胶300-500g/m2。操作方法：a、刷涂(需两遍垂直涂刷，一遍基本固化后再刷另一遍，开始凝胶时铺纤维毡)。b、喷涂。41影响胶衣喷涂的因素：触变指数的影响。用喷射距离调节（也可用压力调节）。距离400-500mm，压力0.4-0.5MPa。温度的影响。控制胶衣树脂温度25-30℃。胶衣层中气泡的影响。严禁混入气泡。苯乙烯含量的影响。喷涂时苯乙烯挥发可造成固化不好，应注意。水分影响。胶衣层中严禁水分混入，包括树脂中和模具上。42待胶衣层凝胶后(发软而不粘手)即可糊制，先在模具上刷一层树脂，然后铺一层玻璃布，并注意排除气泡，涂刷时要用力沿布的径向顺一个方向从中间向两头把气泡赶净，使玻璃布贴和紧密。如果是用短切毡作增强材料，含胶量一般控制在65％-75％；用粗纱布时，含胶量一般控制在4