制备玻璃钢船船体产品工艺

目录分别用手糊成型与喷射成型制备玻璃钢船船体产品工艺、设备，并进行方法比较...........2一、不饱和聚酯树脂和玻璃纤维........................................................................................21.1分别用手糊成型与喷射成型制备玻璃钢船船体产品工艺、设备，并进行方法比较一、不饱和聚酯树脂和玻璃纤维1.1不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二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。不饱和聚酯树脂用途：建筑领域：制树脂冷却塔，8米3/小时-3000米3/小时的横流、逆流、喷射式塔及风筒、风机叶片、收水器等辅件。玻璃钢树脂管、罐、槽等防腐产品及工程：包括大、中、小口径管道、管件、阀门、贮罐、贮槽、格栅、填仓板、塔器、烟囱、防腐地面及建筑防腐等。玻璃钢树脂船艇：包括游艇、救生艇、交通艇、渔船、快艇、舢舨、养殖船、冲锋舟等。玻璃钢树脂食品容器：高位水箱、食品运输罐、饮料罐。1.2玻璃纤维玻璃纤维（英文原名为：glassfiber或fiberglass）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。二、手糊法制作玻璃钢船船体2.1.1手糊成型的基本原理手糊成型又称接触成型，指在涂好脱模剂的模具上，采用手工作业，一边铺设增强材料，一边涂刷树脂，直到所需制品的厚度为止，然后通过固化和脱模而取得制品的成型工艺。2.1.2手糊制品的结构从内向外：内表面层：胶衣层过渡层：树脂+增强材料（玻璃布或短切增强纤维毡）结构层:树脂+增强材料（玻璃布或方格布）外表面层：富树脂层2.2.1手糊成型的设备模具是手糊成型中的主要设备，常用钢、水泥、玻璃钢模，木模、石膏模等制备。其他的工具还有喷枪、压棍、搅拌棒、毛刷、提桶、塑料小盆、腻刀、剪刀、卷尺、锉刀、钻孔机、台秤（磅秤）、量杯、括板、锤、钳子、温度计、操作台等。2.2.2原材料的准备1、胶液准备将不饱和聚酯树脂与引发剂、促进剂、交联剂等按比例配置成胶液。2、增强材料的准备玻璃纤维选用无捻粗纱布，并进行以下处理:a、纤维表面处理（热处理或化学处理）b、使用前烘干处理排水、增加纤维与树脂界面温度c、按样板下料将制品型面合理分割成几部分，分别制作样板，再按样板下料3、模具的准备清理污渍，修复缺陷，涂脱模剂。2.2.3手糊成型工艺流程玻璃钢船船体生产工艺流程图模具材料树脂玻璃纤维表面清洁剪裁配料打脱模蜡喷涂胶衣产品糊制固化内构件加强脱模修整模具清洁产品组装成品由工艺流程图可知，制作玻璃钢船船体的工艺步骤：原材料准备——喷涂胶衣层——糊制表面层——糊制增强层——制品加固——脱模——表面处理三、喷射成型制作玻璃钢船船体3.1.1喷射成型的基本原理将树脂体系分别从不同的树脂罐中吸入并经过喷枪中心喷出，同时将玻璃纤维无捻粗纱用切割机切断并由喷枪中心喷出，与树脂一起均匀沉积到模具上，待沉积到一定厚度，用手辊滚压，使纤维浸透树脂、压实并除去汽包，最后固化成制品。喷射成型示意图（两罐系统）3.1.2喷射成型的类别1、内混合型将树脂与引发剂等分别送到喷枪头部内，在压缩空气下充分混合。2、外混合型引发剂和树脂在喷枪外混合3、先混合型树脂、引发剂和促进剂先预混合均匀，然后再送至喷枪喷出。3.1.3喷射成型的设备喷射成型所用的主要设备是喷射机，其主要组成是树脂喷射系统和无捻粗纱切割系统，即树脂罐、树脂输送、喷枪和切割器等。喷射成型机分压力罐式和泵供式两种：①泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中，充分混合后再由喷枪喷出，称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷枪形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷枪，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。②压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中，靠进入罐中的气体压力，使胶液进入喷枪连续喷出。安是由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割喷射器、小车及支架组成。工作时，接通压缩空气气源，使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪，使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷枪喷出，树脂雾化，玻纤分散，混合均匀后沉落到模具上。这种喷射机是树脂在喷枪外混合，故不易堵塞喷枪嘴。喷枪分为：空气辅助多喷头外混型喷枪、无空气枪外混型喷枪、空气辅助型内部混合型喷枪和静态混合型内混合型喷枪。玻璃纤维三辊切割器组成：切割辊、垫辊、牵引辊、气动马达、气缸活塞、机壳等。手动辅助设备：毛刷、毛辊、剪刀和压辊等。3.2.1原材料的准备1、树脂的选择一般选用不饱和聚酯树脂，含胶量约为60%。2、增强材料的选择专用的无捻粗纱3、辅助材料的选择交联剂、引发剂、阻聚剂和填料等。4、模具准备准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等5、喷射机的选择选用泵式供胶喷射成型机3.2.2喷射成型工艺流程玻璃钢船船体生产工艺流程图由工艺流程图可知，用喷射成型制作玻璃钢船船体的一般步骤为：原材料的准备——涂脱模剂——喷涂胶衣层——喷射成型——辊压排泡——固化——脱模——喷涂表面光亮层3.2.3喷射成型工艺控制喷射工艺参数选择：①树脂含量喷射成型的制品中，树脂含量控制在60%左右。②喷雾压力当树脂粘度为0.2Pa·s，树脂罐压力为0.05～0.15MPa时，雾化压力为0.3～0.55MPa，方能保证组分混合均匀。③喷枪夹角不同夹角喷出来的树脂混合交距不同，一般选用20°夹角，喷枪与模具的距离为350～400mm。改变距离，要高速喷枪夹角，保证各组分在靠近模具表面处交集混合，防止胶液飞失。喷射成型应注意事项：①环境温度应控制在（25±5）℃，过高，易引起喷枪堵塞；过低，混合不均匀，固化慢；②喷射机系统内不允许有水分存在，否则会影响产品质量；③成型前，模具上先喷一层树脂，然后再喷树脂纤维混合层；④喷射成型前，先调整气压，控制树脂和玻纤含量；⑤喷枪要均匀移动，防止漏喷，不能走弧线，两行之间的重叠富庶小于1/3，要保证覆盖均匀和厚度均匀；⑥喷完一层后，立即用辊轮压实，要注意棱角和凹凸表面，保证每层压平，排出气泡，防止带起纤维造成毛刺；⑦每层喷完后，要进行检查，合格后再喷下一层；⑧最后一层要喷薄些，使表面光滑；⑨喷射机用完后要立即清洗，防止树脂固化，损坏设备。四、手糊成型与喷射成型的比较4.1手糊成型的优缺点1、手糊成型有以下特点：（1）、以手工操作为主，机械设备使用少；（2）、室温、无压。2、手糊成型的优点：（1）、“万能性”，可成型任意形状、任意尺寸；（2）、设备简单、投资少，成本低；（3）、工艺简单；（4）、对不便运输产品，可现场糊制。3、手糊成型的缺点：（1）、生产效率低，劳动强度大；（2）、产品质量不易控制，性能稳定性差；（3）、产品力学性能低；（4）、不够绿色，生产环境差。4.2喷射成型相对于手糊成型的优缺点一、优点：（1）、速度快半机械化操作，生产效率比手糊成型高2-4倍，尤其对大制品更为突出。（2）、喷射成型无搭缝，制品整体性好（3）、节省材料（4）、节省工期树脂、固化剂的混合完全自动化，减少了称取、混合与搬运上的麻烦。（5）、易成型性较复杂的形状、曲面、垂直面、棱角等，用喷射成型较易生产，同时成型的大小也没有限制。（6）、玻璃纤维含量与树脂含量比例可方便调节二、缺点:(1)、树脂含量高、制品强度低（2）、固定投资较高与手糊成型相比，喷射成型需增加玻纤喷枪、空气压缩机和通风设备等。（3）、空气污染。五、参考文献[1]陈晓红，优毕卡树脂在喷射成型工艺中的应用，《热固性树脂》,2000,15(2)[2]李天佑，玻璃钢喷射成型工艺探讨，中国硅酸盐学会玻璃钢复合材料学术年会,1986[3]姚树镇，对当前玻璃钢船艇生产中有关问题的看法，中外船舶科技》,2003(4)[4]王勇祥，邱桂杰，玻璃钢喷射成型工艺，玻璃钢/复合材料学术年会,2005[5]祝启伟，谷少华，国外及港澳地区玻璃钢手糊成型工具介绍，《玻璃钢/复合材料》,1985(3)[6]丁国志，手糊玻璃钢生产工艺的质量控制，《玻璃钢/复合材料》,1993(5)[7]陈宏远，丁立，玻璃钢手糊成型施工技术，《建筑工人》,2003(10)