6-层压成型工艺解析

第六章层压成型工艺6.1概述层压工艺是指将浸有或涂有树脂的片材层叠，组成叠合体，送入层压机，在加热和加压下，固化成型玻璃钢板材或其它形状简单的复合材料制品的一种方法。6.1概述起始于30年代。层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。6.1概述主要产品有:玻璃布层压板,木质层压板,棉布层压板,纸质层压板,石棉纤维层压板,复合层压板等。6.1.2层压工艺特点及应用工艺特点:生产的机械化、自动化程度较高;产品质量稳定;一次性投资较大,适合于批量生产.应用目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛应用。例如:复铜箔层压板,用于制造印刷电路板.绝缘件、线夹6.2胶布制备工艺及设备6.2.1制备工艺6.2.1.1原材料树脂增强材料树脂酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂等。增强材料玻璃布、石棉布、合成纤维布、石棉毡、石棉纸、牛皮纸等。碳纤维布、芳纶纤维布。6.2.1.2胶布制备工艺过程玻璃纤维布经化学处理或热处理后,浸渍树脂胶液,并控制胶含量，在一定温度、时间条件下烘干,使树脂由A阶转到B阶,即得到需要的玻璃纤维胶布。浸胶设备2.立式浸胶机1.卧式浸胶机6.2.1.3胶布制备工艺参数主要有:胶液粘度、浸胶时间、烘干温度与时间、牵引张力。(1)胶液粘度一般通过胶液浓度及环境温度来控制.浓度的控制往往采用测试密度的方法来实现.(2)浸胶时间一般控制在15～45s,不同的布浸透时间不同。(3)张力控制张力大小取决于:布自重,及布与各导向辊之间的摩擦力.张力要均衡(不能一边松,一边紧),大小要适中。(4)浸胶布的烘干温度与时间烘干过程:除去胶布中挥发份;使树脂由A阶转向B阶.a温度制度卧式上胶机:进口段90～110℃,中部烘干段120～150℃,出口段100℃以下.a温度制度立式上胶机:进出口段30～60℃,中部60～80℃,顶部第三段85～130℃(上下来回一次).合适的张力可以使布平整地进入胶槽.b干燥时间的控制干燥时间t=L/vL——烘箱有效长度;v——胶布运行速度.通过调节布的运行速度来调节.c气流控制通常布面风速控制在3～4m/s.6.2.1.4胶布质量指标及控制方法(1)含胶量X1(1)含胶量的控制实际生产中含胶量控制方法:1)调整胶液粘度2)调整浸胶时间3)调节胶辊间距(2)可溶性树脂含量X2(2)可溶性树脂含量控制可溶性树脂含量通过对干燥温度,时间调整来控制。(3)挥发份含量X3(3)挥发份含量控制挥发份含量一般通过调整干燥温度、时间来实现.挥发份含量的控制范围为:1.5～3%(4)流动度流动度是胶布中含胶量,可溶性树脂含量,挥发份含量三项指标的综合反映。它表示树脂固化时的流动性能。X4(4)流动度控制流动度是评价胶布性能的专用技术指标流动度一般控制在20～30mm之间(5)贮存条件胶布在室温下存放时,挥发份含量、可溶性树脂含量、流动度三项指标易发生变化，使出现胶布发脆、发粘、流胶等现象。胶布应存放在干燥室内。6.2.2浸胶设备2.立式浸胶机1.卧式浸胶机6.2.2.1卧式浸胶机由玻纤布存放装置,干燥装置(干燥未浸胶玻纤布),浸胶装置,除尘装置,烘干箱体(烘干胶布),牵引装置,切割装置,收卷装置等组成.6.2.2.2立式浸胶机由送布装置,浸胶装置,牵引装置,烘干箱体,除尘装置,热风循环装置,收卷装置等组成.立式浸胶机6.3层压成型工艺层压成型工艺是指将浸渍或涂有树脂的片材层叠，组成叠合体，送入层压机，在加热和加压条件下，固化成型复合材料制品的一种成型工艺。6.3.1.1下料用连续切割机裁剪不同性能胶布应分别堆放面层布芯层布6.3.1.2配叠胶布排版或配布配叠应注意以下几个问题1)两表面分别用2～3层面层胶布(有内脱模剂);2)胶布的挥发份含量不宜过大,控制在1～6%,否则应干燥处理;3)临近面层的10～20层胶布,应选用平整无破损的胶布,更不能搭接。中间部分使用不合格胶布的量也不得超过10%下料量薄板按张数下料法——实验法确定;厚板按重量下料法——计算法确定.胶布的计算下料量公式1000)1(FHdGG——板材用料量，kg；F——板材面积，m2；H——板材厚度，m；d——板材密度，kg/m3；α——物料损失系数，5mm以下薄板，α取0.02~0.03；厚板α取0.03~0.08；若在压制前胶布已经预先切边整齐的，一般取0.01~0.026.3.1.3组合顺序如下:铁板(较厚)→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→板料→······→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板.衬垫材料的作用使板材受压、传热均匀。层压板的热压过程分为两个阶段:1)预热预压阶段2)热压阶段——从加全压到热压结束6.3.1.4热压热压工艺五段升温曲线示意图(1)第一阶段--预热预压阶段。此阶段的主要目的是使树脂熔化，去除挥发物、浸渍纤维，并且使树脂逐步固化至凝胶状态。此阶段的成型压力为全压的1/3-1/2。几种配方体系的预热压工艺参数(2)第二阶段-中间保温阶段这一阶段的作用是使胶布在较低的反应速度下进行固化。保温过程中应密切注意树脂的流胶情况。当流出的树脂已经凝胶，不能拉成细丝时，应立即加全压。(3）第三阶段-升温阶段目的在于提高反应温度，加快固化速度。此时，升温速度不能过快，否则会引起暴聚，使固化反应放热过于集中，导致材料层间分层。(4)第四阶段-热压保温阶段目的在于使树脂能够充分固化，从加全压到整个热压结束，称为热压阶段。而从达到指定的热压温度到热压结束的时间，称为恒温时间。几天配方体系的加压工艺参数热压阶段的温度、压力和恒温时间，是由配方决定。(5)第五阶段-冷却阶段在保压的情况下，采取自然冷却或者强制冷却到室温，然后卸压，取出产品。冷却时间过短，容易使产品产生翘曲、开裂等现象。冷却时间过长，对制品质量无明显帮助，但是使生产效率明显降低。层压工艺参数成型压力、温度、时间是三个最重要的工艺参数.称为三大工艺参数.6.3.1.6后处理在烘房内进行6.3.2层压设备多层压机的台面一般2500×1300mm每层间距200mm.多层压机的结构组成(1)主要结构由主机、推拉机、升降机、工作台等组成。压机层数一般为7～18层.层压机的框架层压机的框架，小型压机多数用四根立柱作支撑。大型压机则多为框架式结构。多数层压机采用液压缸在机架下方的“上顶式”层压方式。少数压机液压缸在机架上部的“下压式”层压方式，一般用于小型压机。压缸有单缸、双缸、四缸、六缸甚至八缸。(2)加热板采用蒸汽加热,导热油加热,电阻加热,高频加热等.多层压机蒸汽加热由蒸汽锅炉直接将蒸汽送到层压机。蒸汽的温度是与蒸汽压力成正比的，只要控制好蒸汽压力，就能达到控制温度的目的。热压板冷却降温可以用冷水直接进行冷却。热油加热热油加热通过一个热油贮罐来实现的，热油锅炉给热油贮罐供热，热油贮罐给层压机加热。温度控制精度较高，温差可以控制在±1℃范围内。应用目前在航空、航天、汽车、船舶、电讯等工业广泛应用。层压成型工艺制品已经成为不可缺少的工程材料之一。复铜箔层压板,用于制造印刷电路板.绝缘件、线夹环氧玻璃布层压板浸水后绝缘电阻高,中温下机械强度较高，高湿下电气性能稳定性好。用途：用于机械、电子、电器设备绝缘结构零部件。层压板的常见问题