玻璃钢手糊成型

《玻璃钢手糊成型工》理论培训课程本次培训内容章节一、手糊工艺概述二、基础知识※三、生产准备四、生产操作五、制品质量检验与修补*概述部分一、工艺特点：手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以手工操作为主，机械设备使用较少，它以不饱和聚酯树脂或环氧树脂等为基体材料将增强材料粘结在一起的一种成型方法。手糊成型操作虽然简单，但对于操作人员的操作技能要求较高。它要求操作者要有认真的工作态度、熟练的操作技巧和丰富的实操经验。对产品结构、材料性能、模具的表面处理、胶衣质量、含胶量控制、增强材料的裁减和铺放、产品厚度的均匀性及影响产品质量的各种因素都要有比较全面的了解，尤其是实操中出现常见问题的判断和处理，不但需要有丰富的实践经验，还要有一定的化学知识和具备一定的识图能力。概述部分二、工艺流程树脂胶液配置模具准备手糊成型制品固化脱模后处理制品检验成品胶衣/树脂固化剂促进剂助剂增强材料准备模具清理涂脱模剂增强材料裁剪干燥预埋件准备概述部分第二节手糊工艺特点一、手糊成型工艺的优点（1）模具成本低，容易维护、设备投资少、上马快；（2）生产准备时间短，操作简便、易懂易学；（2）不受产品尺寸和形状的限制，适用于数量少、品种多、形状简单的产品或大型产品；（3）可根据产品的设计要求，在不同部位任意补强，灵活性大；（4）树脂基体与增强材料可实行优化组合，也可以与其它材料（如泡沫、轻木、蜂窝、金属等）复合成制品。（5）室温固化、常压成型。（6）可加彩色胶衣层，以获得丰富多彩的光洁表面效果。二、手糊工艺的缺点是：（1）生产效率低，劳动强度大，生产环境条件差；（2）产品质量稳定性差，受人的因素影响大；（3）车间占地面积大，需要良好的通风设备。概述部分第三节手糊制品及其应用一、石油化工方面利用玻璃钢具有的突出的耐酸、碱、油、有机溶剂的性能，常用它制作石油化工设备。常用产品：管道、阀门、泵、贮罐、贮槽、塔器等二、交通运输方面由于玻璃钢具有轻质高强、耐化学腐蚀、抗微生物作用以及成型方便等优点，所以在造船、汽车、铁路车辆、航空等工业部门得到了日益广泛的应用。主要产品有：轿车、大型客车、三轮车、载重汽车、油槽车。概述部分三、电气工业方面由于玻璃钢具有优良的电绝缘性能，因此，它在电工器材制造方面得到了广泛的应用。常用产品：开关装置、电力管道、印刷电路板、插座、接线盒等。四、建筑工业方面玻璃钢与传统的建筑材料相比，其成本要高一些，但由于玻璃钢是一种轻质高强的结构材料，具有隔音、隔热、防水等特点，所以已成为现代建筑中一种新型的结构材料。常用产品有：波形瓦、装饰面板、活动房屋、通风与空调设备、冷却塔、道路灯具、壁雕、工艺雕塑、整体欧式雕花吊顶顶棚、采光屋面、大型饮用水箱、防渗漏化粪池和污水处理池罩、卫生设备和各种家具等。第二章基础知识一、玻璃钢的含义玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）为增强材料，以合成树脂作为基体的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，形成另一种新的能满足人们要求的材料，即复合材料。二、玻璃钢与复合材料之间的关系(一）玻璃钢的两大组成材料1、玻璃纤维一般认为它主要起承载作用。2、树脂目前主要指合成树脂，它起粘接纤维，把松散纤维粘拢在一起，形成整体的作用。由玻璃纤维与合成树脂两种组分构成玻璃钢。这两种组分关系十分密切，缺一不可。它们之间就象人体上骨骼与肌肉的关系。第二章基础知识（二）玻璃钢/复合材料的三大要素玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂两大组分构成整体的，那么树脂作为粘接剂它是怎样把松散的玻璃纤维连成坚硬的玻璃钢体呢？玻璃钢在成型制作过程中，呈液体状的树脂液包围和浸渍了玻璃纤维，然后固化，形成固定形状的坚硬体。如果玻璃纤维表面和树脂不亲合，就不能做成强度高的整体，增强材料的作用就无法发挥。由此可见，玻璃纤维表面，即玻璃纤维和树脂的交界面称为界面，是极其重要的部分。所以把玻璃纤维、合成树脂及其界面称为复合材料的三大要素第二章基础知识三、玻璃钢的基本特性（一）力学性能玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高，这是金属材料和其它材料无法相比的。这里，我们要提一下比强度的概念。强度通常是指单位面积所能承受的最大载荷，材料就破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度。例如说聚酯树脂玻璃钢抗拉强度290MPa，是指每平方厘米截面可以承受2900kg的拉力。玻璃钢轻质高强的性能，来源于较低的树脂密度（浇注体密度1.27左右）以及玻璃纤维的高抗拉强度（普通钢材的5倍以上）。玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树脂含量的玻璃纤维缠绕制品（密度2.2）,玻璃钢的密度只有普通碳钢的1/4～1/5，比铝还轻1/3。第二章基础知识（二）物理性能玻璃钢具有密度小，良好的介电绝缘性能、隔热性能、抗吸水和抗热膨胀性能等。（1）密度玻璃钢密度介于1.5～2.0之间，只有普通炭的1／4～1/5比轻金属铝还要轻1/3左右，而机械强度却很高，某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强度均达到400MPa以上。按比强度计算，玻璃钢不仅大大超过普通碳钢，而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。（2）电性能玻璃钢有优良的电绝缘性能，可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件，在高频作用下仍然保持良好的介电性能。在绝缘材料中，用玻璃纤维布代替纸及棉布，可提高绝缘材料的绝缘等级，在用相同树脂的情况下，至少能提高一个等级。玻璃钢占绝缘材料用量的1／3～1/2。在一些大型电机中，如12.5万kW电机，要用几百公斤玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢不受电磁影响，而且有良好的透微波性能。第二章基础知识（3）耐热性能玻璃钢有良好的耐热性能，它的比热大。是金属的2～3倍。导热系数比较低，只是金属材料的1／100～1／1000。此外，某些品种玻璃钢的耐瞬时高温性能也十分突出，如酚醛型高硅氧布玻璃钢，在遇极高温度时，产生碳化层，可有效地保护火箭、导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的5000～10000K高温及高速气流的作用。表2－8列出了几种材料的热性能。表2－8几种材料的热性能。从表中可以看出，玻璃钢具有良好的绝热性能，这是金属材料无法比拟的。第二章基础知识（4）耐老化性能任何材料都存在老化问题，玻璃钢也不例外。只是速度和程度不同而已。玻璃钢在大气曝晒、湿热、水浸泡及腐蚀介质等作用下，性能有所下降，在长期使用过程中会使光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等现象。但随着科学技术进步。人们可以采取必要的防老化措施，改善使用性能。提高产品的使用寿命。例如玻璃钢放在哈尔滨地区进行自然老化试验。板材拉伸强度下降最少，小于20％；弯曲强度次之，一般不超过30％；压缩强度下降最多，波动也最大一般为25％～50％。见表2－9所示。第二章基础知识（5）长期耐温性及耐热性玻璃钢的酸温性及耐热性取决于所用的树脂。长期的使用温度不能超过树脂的热变形温度。通用的环氧及聚酯玻璃钢，都是易燃的，对于有防火要求的结构物，要用阻燃树脂或加阻燃剂，因此在使用玻璃钢时。应充分注意。一般玻璃钢不能在高温下长期使用。如聚酯玻璃钢在0～50℃以上，环氧玻璃钢在60℃以上。强度开始下降。近年来出现了一些耐高温的玻璃钢，如脂环族环氧玻璃钢，聚酰亚胺玻璃钢等。但长期工作温度也只能在200～300℃以内，远较金属的长期使用温度为低。综上所述五个方面的物理性能，可见玻璃钢和金属、陶瓷等材料不同，因此在使用上要发挥其长处，注意合理使用。第二章基础知识（四）化学性能玻璃钢主要的化学性能就是它有突出的耐腐蚀性。它不仅不会象金属材料那样生锈腐蚀；同时；也不会象木材那样腐烂，而且几乎不被水、油等介质所侵蚀，可以代替不锈钢在化工厂中用来制造贮罐、管道、泵、阀等，不仅使用寿命长，而且不需采取防腐、防锈或防虫蛀等防护措施，减少了维修费用。玻璃钢在耐腐蚀方面的应用是很广泛的，国外一些主要工业国家，玻璃钢用作耐腐制品方面都在13％以上，其用量有逐年增高趋势。国内用量也不少。大都用作金属设备的衬里，以保护金属。玻璃钢的耐腐蚀性，主要取决于树脂，作为玻璃钢用的树脂，其耐腐蚀性是好的，但单纯的用树脂涂覆在金属表面上，会出现较严重的龟裂裂缝，起不到防渗漏和保护金属的作用。在树脂中添加一定量的玻璃纤维后，将树脂中出现较严重龟裂的可能性转化为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。第二章基础知识三、玻璃钢原材料（一）增强材料在复合材料中，凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料。如玻璃钢中的玻璃纤维，碳纤维复合材料中的碳纤维，都称为增强材料。（1）纤维增强材料的种类作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料，常用纤维作增强材料，其种类很多。按其化学组成，大致可分为无机纤维和有机纤维两大类。无机纤维有：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维及金属纤维等。有机纤维有：合成纤维如芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等；天然纤维如棉纤维、剑麻、纸等（2）玻璃纤维及其制品术语（略）（3）玻璃纤维制品种类（见下图）第二章基础知识三、玻璃钢原材料（一）增强材料在复合材料中，凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料。如玻璃钢中的玻璃纤维，碳纤维复合材料中的碳纤维，都称为增强材料。（1）纤维增强材料的种类作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料，常用纤维作增强材料，其种类很多。按其化学组成，大致可分为无机纤维和有机纤维两大类。无机纤维有：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维及金属纤维等。有机纤维有：合成纤维如芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等；天然纤维如棉纤维、剑麻、纸等（2）玻璃纤维及其制品术语（略）第二章基础知识（二）不饱和聚酯树脂（1）基体材料分类手糊玻璃钢制品的主要原材料是合成树脂与玻璃纤维，但是由于工艺条件的局限，手糊玻璃钢用的树脂必须是粘度比较小的并且是可以在室温或者低温下固化的，那么最常用的树脂只能是不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂以及环氧树脂和少数酚醛树脂。手糊用树脂不饱和聚酯树脂乙烯树脂环氧树脂酚醛树脂第二章基础知识（2）不饱和聚酯树脂不饱和聚酯是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成的混合酸与多元醇缩聚而成的，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。（3）环氧树脂环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。第二章基础知识（三）辅助材料（1）填料在玻璃钢工艺及树脂浇铸工艺中，为了降低成本，改善树脂某些性能（如耐磨性、自媳性、提高强度等等）。往在在树脂中加人一些填料，填料种类繁多，主要有粘土、碳酸钙、白云石、石英砂、金属粉（铁、铝）、石墨、聚氯乙烯粉等。在糊制玻璃钢垂直或倾斜的部件时，为了不使树脂“流胶”，在树脂中加入一些活性Si02填料（称为触变剂）。由于活性Si02的比表面很大，就使树脂有触变性。即当树脂受到外力时寸流动、这样在成型某些玻璃钢部件时，就可避免树脂流失。（2）颜料糊在某些场合，为了使玻璃钢色泽美观，一般在聚醋树脂中加入无机颜料。在所使用的色料中一般不用有机染料，这是因为在树脂固化过程中会使色泽有大幅度的变化。碳黑在一般情况下也不使用。因为它对聚酯有阻聚作用。制成的各种聚酯混用的颜料糊。颜色有黄、橙、红、绿、蓝、乳白、淡蓝、淡黄