手糊成型工艺.ppt
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1、1一、制品成型的要素准备一、制品成型的要素准备二、手糊制品厚度与层数二、手糊制品厚度与层数三、糊制制品三、糊制制品四、手糊制品质量控制四、手糊制品质量控制第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺2手糊工艺流程3一、制品成型的要素准备一、制品成型的要素准备第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺1.玻璃纤维制品的准备玻璃纤维制品的准备2.2.脱模剂的准备脱模剂的准备3.3.胶液的准备胶液的准备4.4.胶衣糊的准备胶衣糊的准备4n玻璃纤维布的剪裁设计很重要。玻璃纤维布的剪裁设计很重要。n玻璃布的经纬向强度不同,对要求正交各向同性的玻璃布的经纬向强度不同,对要求正交各向同性的制品,则应将玻璃布纵横制品,
2、则应将玻璃布纵横交替辅放交替辅放。n玻璃布的玻璃布的搭接搭接长度一般为长度一般为50mm50mm。1 1、玻璃纤维制品的准备、玻璃纤维制品的准备第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺5第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺6增强材料的表面处理增强材料的表面处理第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺 表表面面处处理理(包包含含界界面面处处理理),就就是是在在玻玻璃璃纤纤维维表表面面涂涂一一层层表表面面处处理理剂剂,使使纤纤维维与与树树脂脂能能牢固地结合,以达到提高玻璃钢性能的目的。牢固地结合,以达到提高玻璃钢性能的目的。玻玻璃璃纤纤维维经经表表面面处处理理剂剂处处理理后后,可可以以改改善善玻玻璃
3、璃纤纤维维的的耐耐磨磨、耐耐水水、电电绝绝缘缘等等性性能能,对对玻玻璃璃钢钢的的强强度度,特别是湿态下的强度提高显著。特别是湿态下的强度提高显著。7常用的表面处理剂有:常用的表面处理剂有:沃兰类表面处理剂:沃兰类表面处理剂:A-151A-151、A-172A-172;硅烷类表面处理剂:硅烷类表面处理剂:KH550KH550、KH560KH560等。等。用用沃沃兰兰处处理理的的玻玻纤纤与与未未处处理理的的相相比比,制制作作的的玻玻璃璃钢钢强强度度可可提提高高50%50%左左右右,若若在在海海水水中中浸浸泡一年,二者强度可相差一倍以上。泡一年,二者强度可相差一倍以上。第四节第四节 手糊成型工艺手糊
4、成型工艺8 使使无无机机物物和和树树脂脂这这两两类类性性质质差差别别很很大大的的材材料料以以化化学学键键的的形形式式“偶偶联联”在在一一起起,形形成成了了一一个牢固的整体。个牢固的整体。又称为又称为“偶联剂偶联剂”表面处理剂的作用机理表面处理剂的作用机理第四节第四节 手糊成型工艺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。表面处理剂的分子中一般都含有两种性质不同的基团。一一部部分分基基团团(如如硅硅烷烷基基)能能与与无无机机物物(比比如如玻玻璃璃,金金属属)表表面面上上的的MOH起起化化学学反反应应形形成成化化学学键键;另另一一部部分分基基团团(如如乙乙烯烯基基)能能与与树树脂
5、脂起起反反应应形形成成化化学键。学键。9注:上式左侧是注:上式左侧是乙烯基硅烷偶联剂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。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,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。复合牢固的整体。10 第一步第一步.除去浸润剂除去浸润剂,有两种方法。,有两种方法。a a、洗涤法、洗涤法:在皂水或有机溶液中清洗,然后烘干。在皂水
6、或有机溶液中清洗,然后烘干。b b、热处理法:(、热处理法:(250250450450)1h1h。第二步第二步.用表面处理剂处理用表面处理剂处理(要求产品质量较高时)(要求产品质量较高时),处理步骤为,处理步骤为:浸渍水洗烘干。浸渍水洗烘干。玻璃纤维的处理方法玻璃纤维的处理方法后处理法:后处理法:(对于(对于“纺织型浸润剂纺织型浸润剂”)11 把表面处理剂把表面处理剂加入到树脂胶液加入到树脂胶液中,当玻璃纤维浸胶中,当玻璃纤维浸胶时,树脂会迁移到纤维与树脂的界面上。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。迁移法需要热处理后使用。前处理法:前处理法:玻纤制备过程中,玻纤制备过
7、程中,把表面处理剂就地加入到把表面处理剂就地加入到“浸润浸润剂剂”里(这种浸润剂称为增强型浸润剂),在拉丝里(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所制的布称为“前处理布前处理布”。迁移法:迁移法:12脱模剂应具备的条件:脱模剂应具备的条件:u不腐蚀模具,不影响固化,与树脂粘附力小;不腐蚀模具,不影响固化,与树脂粘附力小;u成膜迅速、均匀、光滑;成膜迅速、均匀、光滑;u使用简便、安全,价格便宜。使用简便、安全,价格便宜。2.脱模剂的准备脱模剂的准备第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺13脱模剂按
8、用途分为脱模剂按用途分为:按性状分为按性状分为: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第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺14 最常用的有:最常用的有:聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。聚乙烯薄膜等。其中其中聚酯薄膜聚酯薄膜应用最普遍,使用厚度一般为应用最普遍,使用厚度一般为0.04mm 0.04mm、0.02mm0.02mm。使用方法:使用方法:铺在模具上或用凡士林贴在模具上。铺在模具上或用凡士林贴在模具上。优点:优点:脱模效果好,使用方便,材料易得。脱模效果好,使用方便,材料易得。缺点:
9、缺点:薄膜的柔韧性、帖服性差,不能用于形状复杂的薄膜的柔韧性、帖服性差,不能用于形状复杂的制品。制品。薄膜型脱模剂薄膜型脱模剂第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺15l 加入甘油可增加膜的柔韧性;加入甘油可增加膜的柔韧性;l 加入少量洗衣粉,可使成膜均匀;加入少量洗衣粉,可使成膜均匀;l 加入少量蓝、红墨水可防止漏涂;加入少量蓝、红墨水可防止漏涂;l 需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。混合溶液型脱模剂混合溶液型脱模剂第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺(1 1)聚乙烯醇脱模剂)聚乙烯醇脱模剂l一般采用较低分子量的聚乙烯醇。一般采用较低分子量的聚乙烯醇。l 在在
10、搅搅拌拌状状态态下下,用用水水将将聚聚乙乙烯烯醇醇加加热热溶溶解解(水水温温约约9595),冷却到室温,往里滴加乙醇或丙酮(边加边搅拌)。冷却到室温,往里滴加乙醇或丙酮(边加边搅拌)。16(2 2)过氯乙烯脱模剂)过氯乙烯脱模剂 配方:配方:过氯乙烯粉过氯乙烯粉 5 51010份份 甲苯丙酮(甲苯丙酮(1 1:1 1)95959090份份 按比例将物料与溶剂混和搅拌,放入密闭容器中按比例将物料与溶剂混和搅拌,放入密闭容器中,等完全溶等完全溶解后即可使用。解后即可使用。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺17(3 3)聚苯乙烯溶液脱模剂聚苯乙烯溶液脱模剂 配方:配方:聚苯乙烯粉聚苯乙烯粉 5
11、5 份份 甲苯甲苯 95 95 份份 称量混合,搅拌均匀后,密封放置称量混合,搅拌均匀后,密封放置7 7天左右,若完全溶解,天左右,若完全溶解,搅拌均匀即可使用。搅拌均匀即可使用。u 缺点:缺点:甲苯有毒甲苯有毒u 优点:优点:脱模容易,成模速度快。脱模容易,成模速度快。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺18(1 1)蜡类脱模剂)蜡类脱模剂 使用方便、省工省时、价格便宜,脱模效果好,使用广使用方便、省工省时、价格便宜,脱模效果好,使用广泛。泛。(2 2)油酯类脱模剂)油酯类脱模剂 a a、硅酯脱模剂、硅酯脱模剂 硅酯硅酯 100100份份 甲苯甲苯 100100份份 b b、其他油脂脱模剂
12、、其他油脂脱模剂 耐热机油,硅油,凡士林油,变压器油等。耐热机油,硅油,凡士林油,变压器油等。蜡类、油酯类脱模剂蜡类、油酯类脱模剂第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺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。剂复合使用,效果较好。脱模剂复合使用脱模剂复合使用第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺203.3.胶液准备胶液准备胶液的主要工艺指标:胶液的主要工艺指标:胶液粘度、凝胶时间。胶液粘度、凝胶时间。胶液粘度胶液粘度:表征流动特性,粘度控制在表征流动特性,粘度控制在0.20.20.8Pa.s0.8Pa.s之间,之间,一般用
13、稀释剂调节一般用稀释剂调节 粘粘度度过过高高不不易易涂涂刷刷和和浸浸透透增增强强材材料料;粘粘度度过过低低,在在树树脂脂凝凝胶胶前前发发生生胶胶液液流流失失,使使制品出现缺陷。制品出现缺陷。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺21凝胶时间:凝胶时间:l凝胶过快,来不及操作,制品交联太严重、收缩大、凝胶过快,来不及操作,制品交联太严重、收缩大、发脆。发脆。l凝胶过慢,增加了生产周期,且易发生流胶。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,变成软胶状态进剂或固化剂,从粘流
14、态到失去流动性,变成软胶状态凝胶所需的时间。凝胶所需的时间。一般采用引发剂、促进剂用量调节。一般采用引发剂、促进剂用量调节。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺22 l影响凝胶时间的主要因素:影响凝胶时间的主要因素:第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺引发剂、促进剂用量。引发剂、促进剂用量。用量大,凝胶时间缩短;用量大,凝胶时间缩短;胶液体积的影响。胶液体积的影响。胶液体积越大,热量不易散失,胶液体积越大,热量不易散失,凝结快;凝结快;环境温度、湿度的影响。环境温度、湿度的影响。气温越高,凝结越快;气温越高,凝结越快;湿度越小,凝结越快;湿度越小,凝结越快;制品表面积厚度影响。制品表面积厚
15、度影响。制品表面积大,较薄,凝制品表面积大,较薄,凝胶时间长。胶时间长。交联剂蒸发损失交联剂蒸发损失23 试验表明,试验表明,100g100g配好的树脂胶液,在烧杯配好的树脂胶液,在烧杯内内2 2小时发热凝胶,而当糊成小时发热凝胶,而当糊成6mm6mm厚的玻璃钢制厚的玻璃钢制品时,则要品时,则要5-65-6小时才发热凝胶。小时才发热凝胶。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺注:注:树脂胶液的凝胶时间一般要比制品的凝胶树脂胶液的凝胶时间一般要比制品的凝胶时间短。时间短。一般对于中等厚度一般对于中等厚度(约约5-6mm)5-6mm)的玻璃钢制品其凝的玻璃钢制品其凝胶时间约等于凝胶试验所需时间的胶
16、时间约等于凝胶试验所需时间的3-43-4倍。倍。24引发剂作用:引发剂作用:控制反应速度,使树脂最终反应完全控制反应速度,使树脂最终反应完全(一般为(一般为过氧化物)。过氧化物)。促进剂的作用: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促使引发剂降低引发温度,在较低温度下分解产生大量生大量游离基游离基,加快反应速度,降低引发剂用量。,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与促进剂用量环境温度环境温度/5-1010-1515-2020-2525-3030-3535-40促进剂用量促进剂用量/5-44-32.5-22-1.251.25-11-0.50.5-0.2切
17、忌同时加入切忌同时加入!否则会产生剧烈反应否则会产生剧烈反应,生成硬块。生成硬块。25配大料配大料配大料配大料树脂树脂填料填料颜料糊颜料糊促进促进剂大号容器大号容器稀释剂稀释剂称量称量搅拌搅拌配小料配小料配小料配小料 以以以以5 5 5 5公斤为宜公斤为宜公斤为宜公斤为宜小样试验小样试验小样试验小样试验26胶液配制方法:胶液配制方法:l配料员根据凝胶速度及施工速度的需要向糊制工及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;时提供配好的树脂;l未经工艺员批准,不得随意更改配方;未经工艺员批准,不得随意更改配方;第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺l加料顺序加料顺序:按配方比例
18、将引发剂或促进剂的一按配方比例将引发剂或促进剂的一种先与树脂搅拌均匀,再加入另一种搅匀种先与树脂搅拌均匀,再加入另一种搅匀;搅搅拌速度要慢,避免混入过多空气产生气泡拌速度要慢,避免混入过多空气产生气泡;工工具、容器严格分开,不能混用具、容器严格分开,不能混用;配好的料要在配好的料要在规定的时间用完。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0.2-0.8Pas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
19、。第四节第四节 手糊成型工艺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粘度、凝胶时间凝胶时间和固化程度固化程度。284.4.胶衣糊准备胶衣糊准备n 33 33号胶衣树脂(间苯二甲酸型胶衣树脂)号胶衣树脂(间苯二甲酸型胶衣树脂),耐水性好耐水性好;n 36PA 36PA胶衣树脂胶衣树脂,自熄性胶衣树脂(不透明)自熄性胶衣树脂(不透明);n 39 39号胶衣树脂号胶衣树脂,耐热自熄性胶衣树脂耐热自熄性胶衣树脂;n 21 21号胶衣树脂(新戊二醇型)号胶衣树脂(新戊二醇型),耐水煮、耐耐水煮、耐热、耐污染、柔韧、耐磨胶衣。热、耐污染、柔韧、耐磨胶
20、衣。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺29胶衣树脂的配制胶衣树脂的配制3333号胶衣树脂号胶衣树脂 100100份份 (wtwt)5050过氧化环己酮二丁酯糊过氧化环己酮二丁酯糊 (引发剂(引发剂H H)白色)白色 4 4份份6 6萘酸钴苯乙烯溶液萘酸钴苯乙烯溶液 (促进剂(促进剂E E)紫色)紫色 2 24 4份份第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺30(1 1)制品厚度预测)制品厚度预测 tm kt 制品厚度(制品厚度(mm););m 单位面积材料质量,单位面积材料质量,kg/m2;k 厚度常数,厚度常数,mm/kg.m-2,即每,即每1kg/m2材料的厚材料的厚度;可在相关表格中查
21、得。度;可在相关表格中查得。二、手糊制品厚度与层数二、手糊制品厚度与层数第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺31原材料越重(比重越大),原材料越重(比重越大),k k值愈小。值愈小。t总总t1t2t3其中:其中:t总总为制品总厚度;为制品总厚度;t1、t2、t3分别是材料分别是材料1、2、3提供的厚度。提供的厚度。第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺32 例:一手糊玻璃钢制品,壁由例:一手糊玻璃钢制品,壁由5层层800g/m2的的E型玻璃型玻璃布糊制,玻璃纤维含量为布糊制,玻璃纤维含量为55(质量比质量比),树脂密度为,树脂密度为1.3,求该制品壁厚。,求该制品壁厚。解:解:树脂与玻璃布质
22、量比树脂与玻璃布质量比=(100-55)/55=0.818 树脂质量树脂质量=0.81850.8=3.27(kg/m2)玻璃布厚度玻璃布厚度=50.80.391=1.564(mm)树脂厚度树脂厚度=3.270.769=2.514(mm)铺层总厚度铺层总厚度=t 布+t树树=1.564+2.5l4=4.078(mm)tm kt总总t1t2t333例例:玻璃钢制品由一层玻璃钢制品由一层300g/m2的的E型玻璃毡和型玻璃毡和4层层600g/m2的玻璃毡铺成,树脂胶液含的玻璃毡铺成,树脂胶液含40%填料填料(密度密度2.5g/cm3)、60%聚酯树脂聚酯树脂(密度密度1.2)。树脂含量为。树脂含量为
23、70%,求铺层总厚。,求铺层总厚。解:解:玻璃毡总质量玻璃毡总质量=10.3+40.6=2.7(kg/m2)树脂与玻璃毡质量比树脂与玻璃毡质量比=70/(100-70)=2.33 树脂质量树脂质量=2.72.33=6.29(kg/m2)填料质量填料质量=6.29(40/60)=4.19(kg/m2)玻璃毡厚度玻璃毡厚度=2.70.391=1.056(mm)树脂厚度树脂厚度=6.290.837=5.265(mm)填料厚度填料厚度=4.190.4=1.676(mm 铺层总厚度铺层总厚度=1.056+5.265+1.676=8(mm)34(2 2)铺层层数的计算)铺层层数的计算A-制品总厚度;制品总
24、厚度;mf-纤维单位面积质量;纤维单位面积质量;kf-纤维纤维的厚度常数;的厚度常数;kr-树脂的厚度常数;树脂的厚度常数;c-树脂与纤维树脂与纤维的质量比;的质量比;n-增强材料的铺层层数。增强材料的铺层层数。对中碱纤维布:对中碱纤维布:0.4厚厚 mf=0.340Kg/m2 0.2厚厚 mf=0.230Kg/m2第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺35例:玻璃钢制品由例:玻璃钢制品由340g/m2中碱方格布和不饱和聚酯树脂中碱方格布和不饱和聚酯树脂(密度密度1.3g/cm3)糊制,含胶量为糊制,含胶量为55%,壁厚,壁厚10mm,求布层数,求布层数?解:查表得:解:查表得:kf=0.40
25、8mm/(kgm-2)kr=0.769mm/(kgm-2)中碱方格布中碱方格布 mf=340g/m2 树脂与玻璃纤维质量比树脂与玻璃纤维质量比 c=55/(100-55)=1.222 n=A/mf(kf+ckr)=10/(0.34(0.408+1.2220.769))=22(层层)第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺36 若有填料时,若有填料时,kT是厚度常数,是厚度常数,c2是填料与是填料与纤维质量比。则:纤维质量比。则:第四节第四节 手糊成型工艺手糊成型工艺37三、糊制制品三、糊制制品l定型定型:增强材料均匀配置:增强材料均匀配置l浸渍浸渍:增强材料周围的空气用树脂基体置换,分:增强材料
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