[精选]手糊成型工艺及设备-基体材料.pptx
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1、第一章 手糊成型工艺及设备树脂基体的选择原则:树脂基体的选择原则:1能够配制成粘度适宜的胶液,粘度在能够配制成粘度适宜的胶液,粘度在0.20.5Pas:易浸渍纤维,容易脱气泡,垂直面涂刷时易浸渍纤维,容易脱气泡,垂直面涂刷时不易流胶不易流胶2能在室温或较低温度下凝胶、固化并要求固化能在室温或较低温度下凝胶、固化并要求固化时无低分子物产生;固化迅速且固化收缩小;时无低分子物产生;固化迅速且固化收缩小;3层间粘接性能好等。层间粘接性能好等。4无毒或低毒无毒或低毒5价格廉价,来源广泛。价格廉价,来源广泛。第三节第三节 树脂的选择树脂的选择常用的树脂常用的树脂主要是不饱和聚酯树脂和环氧树脂两大类。主要
2、是不饱和聚酯树脂和环氧树脂两大类。不饱和聚酯树脂粘度小,浸渍性好,低分子物及不饱和聚酯树脂粘度小,浸渍性好,低分子物及气体易排除,凝胶时间可以调节并能在低温常压气体易排除,凝胶时间可以调节并能在低温常压下固化,但固化收缩率较大,制品强度较低。下固化,但固化收缩率较大,制品强度较低。第三节第三节 树脂的选择树脂的选择常用的树脂常用的树脂l环氧树脂综合力学性能最好,粘结能力最强,环氧树脂综合力学性能最好,粘结能力最强,与玻纤复合界面剪切强度最高,尺寸稳定性好,与玻纤复合界面剪切强度最高,尺寸稳定性好,耐蚀性好;粘度大,施工困难,成型需要加热。耐蚀性好;粘度大,施工困难,成型需要加热。第三节第三节
3、树脂的选择树脂的选择常用的树脂常用的树脂l双马来酰亚胺双马来酰亚胺BMI湿热性能和断裂韧性很好,一湿热性能和断裂韧性很好,一般用在航空材料构件上般用在航空材料构件上第三节第三节 树脂的选择树脂的选择热变形温度热变形温度 300300,交联度高 但脆性大常用的树脂常用的树脂l聚酰亚胺树脂聚酰亚胺树脂PAI优良的耐高温、耐辐射和良好的优良的耐高温、耐辐射和良好的电性能电性能对不同用途的制品,应选用不同的树脂品种,所用树脂对不同用途的制品,应选用不同的树脂品种,所用树脂一定要在有效期内使用。一定要在有效期内使用。第三节第三节 树脂的选择树脂的选择BMI和PAI两种树脂成型压力和温度都较高且用的很少。
4、从价格来看聚酯树脂最廉价,环氧树脂最贵。从用量来看,聚酯用量最大,占了80以上。接下来是环氧树脂。第三节第三节 树脂的选择树脂的选择第三节第三节 树脂的选择树脂的选择不饱和聚酯树脂的主要原料不饱和聚酯树脂的主要原料不饱和聚酯树脂的主要原料不饱和聚酯树脂的主要原料主要原料主要原料化学成分化学成分不饱和二元酸不饱和二元酸顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸饱和二元酸饱和二元酸邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、已二邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、已二酸、四溴邻苯二甲酸酸、四溴邻苯二甲酸二元醇二元醇丙二醇、乙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇丙二醇、乙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇交联单体交
5、联单体苯乙烯苯乙烯引发剂引发剂过氧化环已酮过氧化环已酮CHP、过氧化甲乙酮、过氧化甲乙酮MEKP不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂的辅助原料不饱和聚酯树脂的辅助原料名称名称化学成分化学成分促进剂促进剂辛酸钴和环烷酸钴辛酸钴和环烷酸钴阻聚剂阻聚剂苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌稳定剂凝胶稳定剂凝胶2,4-戊二酮戊二酮触变剂触变剂二氧化硅气凝胶二氧化硅气凝胶不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂二元酸二元酸 不饱和酸:不饱和酸:提供不饱和键烯烃双键,具备继续进行化学提供不饱和键烯烃双键,具备继续进行化学反响的条件,成为玻璃钢成型的条件反响的条件,成为玻璃钢成型的条件 顺丁
6、烯二酸酐顺丁烯二酸酐 反丁烯二酸反丁烯二酸不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂熔点低,反响时缩水量少,价廉熔点低,反响时缩水量少,价廉 使不饱和聚酯固化速度快、固使不饱和聚酯固化速度快、固化程度高、分子链规整,制品化程度高、分子链规整,制品具有较高的热变形温度,良好具有较高的热变形温度,良好的力学及耐腐蚀性能的力学及耐腐蚀性能 饱和酸饱和酸:用饱和酸代替局部不饱和酸可调节聚酯的不饱和性,使:用饱和酸代替局部不饱和酸可调节聚酯的不饱和性,使之具有综合的机械性能。提高树脂的韧性,改善聚合产物与苯乙之具有综合的机械性能。提高树脂的韧性,改善聚合产物与苯乙烯的相容性烯的相容性邻苯邻苯二甲酸酐二甲酸酐苯酐苯酐:
7、用于典型刚性树脂中,并使树脂固化:用于典型刚性树脂中,并使树脂固化后具有一定的韧性后具有一定的韧性间苯间苯二甲酸:可使聚酯机械强度和耐水性提高,溶解性下降二甲酸:可使聚酯机械强度和耐水性提高,溶解性下降对苯对苯二甲酸:聚酯树脂具有较高的热变形温度和较低的固化收二甲酸:聚酯树脂具有较高的热变形温度和较低的固化收缩率,较高的化学稳定性,常用于耐腐蚀树脂缩率,较高的化学稳定性,常用于耐腐蚀树脂已二酸已二酸:提供聚酯树脂的柔性,广泛用于制造柔性树脂:提供聚酯树脂的柔性,广泛用于制造柔性树脂四溴邻苯二甲酸四溴邻苯二甲酸 酐:阻燃效果好酐:阻燃效果好不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂二元醇二元醇丙二醇:采用丙二
8、醇制备的树脂结晶性较低丙二醇:采用丙二醇制备的树脂结晶性较低乙二醇:制备的树脂有强烈的结晶性,与苯乙烯相容性差乙二醇:制备的树脂有强烈的结晶性,与苯乙烯相容性差一缩二乙二醇:制备的聚酯柔性好,结晶性低,对水敏感,电一缩二乙二醇:制备的聚酯柔性好,结晶性低,对水敏感,电性能下降性能下降新戊二醇:具有两个庞大的甲基基团对酯键起盾形保护,使树新戊二醇:具有两个庞大的甲基基团对酯键起盾形保护,使树脂具有优良的水解稳定性及耐腐蚀性,适于制造胶衣树脂和脂具有优良的水解稳定性及耐腐蚀性,适于制造胶衣树脂和耐腐蚀树脂耐腐蚀树脂双酚双酚A衍生物:显著提高聚酯的耐化学性和热变形温度,可用于衍生物:显著提高聚酯的耐
9、化学性和热变形温度,可用于生产固体树脂生产固体树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂交联剂交联剂常用交联剂常用交联剂:苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂苯乙烯的优点苯乙烯的优点:粘粘度度低低;与与树树脂脂有有良良好好的的共共混混性性,能能很很好好的的溶溶解解引引发发剂剂、促促进进剂剂;苯苯乙乙烯烯双双键键活活泼泼,易易于于进进行行共共聚聚反反响响;价价格格廉廉价价,材料来源广。材料来源广。缺点:缺点:沸沸点点较较低低145145,易易挥挥发发,有有一一定定毒毒性性,对对人人体体有有害。害。作用作用:引发剂分解产生高
10、度活性的游离基,游离基攻击:引发剂分解产生高度活性的游离基,游离基攻击交联单体和聚酯分子链中的不饱和双键,使之活化,交联单体和聚酯分子链中的不饱和双键,使之活化,从而交联反响从而交联反响室温固化用引发剂:室温固化用引发剂:过氧化甲乙酮过氧化甲乙酮过氧化环已酮过氧化环已酮过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰引发剂引发剂引发剂引发剂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂O O C6H5-C-OO-C-C6H5促进剂促进剂促进剂促进剂作用:作用:促进剂可以使引发剂活化,在较低温度下分解产促进剂可以使引发剂活化,在较低温度下分解产生游离基;促进剂还可使引发剂的分解速度加快,从而使生游离基;促进剂还可使引发剂的分解速度加快,
11、从而使树脂的凝胶、固化时间缩短,使放热峰温度升高树脂的凝胶、固化时间缩短,使放热峰温度升高例如:通用树脂在三种过氧化甲乙酮用量下例如:通用树脂在三种过氧化甲乙酮用量下0.5%,1%,1.5%,采用钴促进剂不同用量时,采用钴促进剂不同用量时0.025-1%,制品,制品硬度相当,凝胶时间缩短,促进剂用量超过硬度相当,凝胶时间缩短,促进剂用量超过1,凝胶时,凝胶时间变化不大,硬度降低,一般为加快固化速度,主要采用间变化不大,硬度降低,一般为加快固化速度,主要采用增加引发剂用量,不可任意增加促进剂的用量增加引发剂用量,不可任意增加促进剂的用量不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂阻聚剂阻聚剂l作用:在一定时期内
12、阻止树脂聚合,过时以后树脂作用:在一定时期内阻止树脂聚合,过时以后树脂就可以和未加阻聚剂时一样的速度聚合。就可以和未加阻聚剂时一样的速度聚合。l阻聚剂用量:为阻聚剂用量:为100100300l/L300l/L之间之间l种类:对苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌种类:对苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂需要说明的是空气中的需要说明的是空气中的O2和水分有明显的和水分有明显的“阻聚作用阻聚作用 自由基与苯乙烯的反响速度比自由基与自由基与苯乙烯的反响速度比自由基与O2的反响速度的反响速度慢慢104倍,一般聚酯树脂制品固化时,外表应覆盖聚酯薄膜。倍,一般聚酯树脂制品固化时,外表应覆
13、盖聚酯薄膜。假设不用薄膜覆盖,也应使成型外表形成与空气隔离的物假设不用薄膜覆盖,也应使成型外表形成与空气隔离的物质如蜡类,否则自由基与周围空气中的质如蜡类,否则自由基与周围空气中的O2、H2O反响,反响,耗去大局部自由基,造成外表固化不完全而发粘。耗去大局部自由基,造成外表固化不完全而发粘。作用:在压力施加于树脂上时,树脂粘度低,具作用:在压力施加于树脂上时,树脂粘度低,具有普通操作性能,彻底渗透、润湿增强材料,而有普通操作性能,彻底渗透、润湿增强材料,而在无压力时又具有高粘度,不会从垂直或斜面上在无压力时又具有高粘度,不会从垂直或斜面上流淌下来流淌下来参加量参加量2左右左右颗粒很细,约为颗粒
14、很细,约为0.015m触变剂触变剂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂的常用配方不饱和聚酯树脂的常用配方1热固化配方热固化配方 不用促进剂不用促进剂 不饱和聚酯树脂含苯乙烯不饱和聚酯树脂含苯乙烯 100100份份 6060过氧化二苯甲酰糊过氧化二苯甲酰糊 2 24 4份份 固化制度:固化制度:室温室温6060,1 1小时小时8080,4 4小时小时100100,4 4小小时时120120,4 4小时小时自然冷却自然冷却不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂2 冷固化配方冷固化配方 配方配方a a:不饱和聚酯树脂含苯乙烯不饱和聚酯树脂含苯乙烯 100100份份 5050过氧化环己酮糊过氧化环己酮糊
15、4 4份份 10%10%萘酸钴苯乙烯溶液萘酸钴苯乙烯溶液 1 14 4份份 配方配方b b:不饱和聚酯树脂含苯乙烯不饱和聚酯树脂含苯乙烯 100100份份 5050过氧化二苯甲酰糊过氧化二苯甲酰糊 4 4份份 1010二甲基苯胺苯乙烯溶液二甲基苯胺苯乙烯溶液 1 14 4份份 固化制度:室温不低于固化制度:室温不低于1515固化固化 8 824h 24h 脱模,然后固化时间脱模,然后固化时间7 7天,也可以采用加热后固化。天,也可以采用加热后固化。不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂机械强度:机械强度:l聚酯分子量增大,固化后树脂强度、硬度、弯曲强度聚酯分子量增大,固化后树脂强度、硬度、弯曲强度增大增
16、大l不饱和键增多,树脂交联点增多,固化后刚度增大,不饱和键增多,树脂交联点增多,固化后刚度增大,耐磨耗性提高耐磨耗性提高l缩聚反响中线型生长的程度决定树脂的拉伸强度,如缩聚反响中线型生长的程度决定树脂的拉伸强度,如反响产物中含有大量的不饱和双键时,有可能发生双反响产物中含有大量的不饱和双键时,有可能发生双键间的交联,分子链得不到线型生长,强度受到影响键间的交联,分子链得不到线型生长,强度受到影响制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求机械强度:机械强度:l聚酯极性增大时,树脂固化后弯曲强度增大,分聚酯极性增大时,树脂固化后弯曲强度增大,分子链中羟基、羧基
17、、酯基都是树脂分子极性增大子链中羟基、羧基、酯基都是树脂分子极性增大的基团的基团l聚酯分子链中结构排列的聚酯分子链中结构排列的有序性有序性使拉伸强度提高,使拉伸强度提高,可使二元酸和二元醇选用种类尽量减少可使二元酸和二元醇选用种类尽量减少制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求柔软性柔软性:l聚酯分子中饱和局部链长,不饱和键少,交联点少,聚酯分子中饱和局部链长,不饱和键少,交联点少,支链少,柔性高,提高饱和酸和不饱和酸的用量比,支链少,柔性高,提高饱和酸和不饱和酸的用量比,阻止产生支链可提高柔软性阻止产生支链可提高柔软性l饱和二元酸采用脂肪族酸比芳香族酸
18、对提高柔性有利饱和二元酸采用脂肪族酸比芳香族酸对提高柔性有利l增长饱和二元醇也可以到达提高柔性效果增长饱和二元醇也可以到达提高柔性效果l极性基团多不利于柔性提高极性基团多不利于柔性提高制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求结晶性:结晶性:l由聚亚甲基由聚亚甲基CH2二元醇和聚亚甲基二元二元醇和聚亚甲基二元醇反响生成的树脂结晶性强。醇反响生成的树脂结晶性强。l对称性醇如乙二醇和新戊二醇等,容易使结晶增对称性醇如乙二醇和新戊二醇等,容易使结晶增大大l不饱和双键、芳香基团、杂原子等使树脂结晶性不饱和双键、芳香基团、杂原子等使树脂结晶性下降采用苯二甲酸酐使结晶
19、性下降。下降采用苯二甲酸酐使结晶性下降。l聚酯配方中采用酸或醇种类增多时,结晶性下降。聚酯配方中采用酸或醇种类增多时,结晶性下降。制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求热稳定性:热稳定性:增加交联点、结晶性提高、芳香族基团增多有利于增加交联点、结晶性提高、芳香族基团增多有利于提高热稳定性提高热稳定性减少树脂中热不稳定结构单元,如二元醇中的氧桥、减少树脂中热不稳定结构单元,如二元醇中的氧桥、较长的聚亚甲基酸链、未反响的羧基较长的聚亚甲基酸链、未反响的羧基采用邻苯二甲酸二烯丙酯、顺丁烯二酸二烯丙烯基采用邻苯二甲酸二烯丙酯、顺丁烯二酸二烯丙烯基酯类交联单体,
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