《玻璃钢合成工艺》word版

1、玻璃钢合成工艺摘要：玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料），是一种用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。其生产方式基本上分两大类，即湿法接触型和干法加压成型。关键词：应用领域；工艺现状；发展趋势1.特点：玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点： 由于玻璃钢产品，可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求，自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。因此，玻璃钢材料是一种

2、具有可设计性的材料品种。 玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成，避免了金属材料通常所需要的二次加工，从而可以大大降低产品的物质消耗，减少了人力和物力的浪费。 玻璃钢材料，还是一种节能型材料。若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下，或者在100以下进行，因此它的成型制作能耗很低。即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。 综上所述，与传统

3、的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。 2.应用：由于玻璃钢是一种复合材料，其性能的适应范围非常广泛，因此它的市场开发前景十分广阔。据有关统计资料，目前世界各国开发的玻璃钢产品的种类已达4万种左右。虽然各国均根据本国的经济发展情况，开发的方向各有侧重，但基本上均已涉及到各个工业部门。我国玻璃钢工业经过四十多年来的发展，也已在国民经济各个领域中取得了成功的应用，在经济建设中发挥了重要的作用。 玻璃钢主要的应用领域，粗略地概括如下：

4、建筑行业：冷却塔、玻璃钢门窗New、建筑结构、围护结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、波形瓦、装饰板、卫生洁具及整体卫生间、桑拿浴室、冲浪浴室，建筑施工模板、储仓建筑，以及太阳能利用装置等等。 化学化工行业：耐腐蚀管道、贮罐贮槽、耐腐蚀输送泵及其附件、耐腐阀门、格栅、通风设施，以及污水和废水的处理设备及其附件等等。 汽车及铁路交通运输行业：汽车壳体及其他部件，全塑微型汽车，大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险杠、仪表屏，小型客货车，以及消防罐车、冷藏车、拖拉机的驾驶室及机器罩等；在铁路运输方面，有火车窗框、车内顶弯板、车顶水箱、厕所地板、行李车车门、车顶通风器、冷藏车门、储水

5、箱，以及某些铁路通讯设施等；在公路建设方面，有交通路标、路牌、隔离墩、公路护栏等等。 船艇及水上运输行业：内河客货船、捕渔船、气垫船、各类游艇、赛艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃钢航标浮鼓及系船浮筒等等。 电气工业及通讯工程：有灭弧设备、电缆保护管，发电机定子线圈和支撑环及锥壳，绝缘管、绝缘杆，电动机护环，高压绝缘子，标准电容器外壳，电机冷却用套管，发电机挡风板等强电设备；配电箱及配电盘，绝缘轴，玻璃钢罩等电器设备；印刷线路板、天线、雷达罩等电子工程应用。 近年来，随着科学技术的发展，以及人民生活水平的提高，许多民用玻璃钢产品大量地被开发，例如许多城市雕塑、工艺美术造型，快餐桌椅、摩托车部

6、件、玻璃钢花盆、安全帽、高级游乐设备、家用电器外壳等，都成功地被大量应用。3.工艺现状：一、制品成型要素在对材料工具掌握了解之后，我们就可按步就班地进行玻璃钢制品的生产。图6-1是手工成型工艺流程示意图。玻璃钢工艺形式有多种，但制品生产过程基本相同，都可大致归结为定型、浸渍、固化三个要素。定型本质是如何将增强材料均匀配置，或如何可靠设置在设定方向上。只把增强材料预先定形的过程称预成型，预成型应做到近似最终产品形状(玻纤立体织物和纺形织物正朝这个方向努力)。浸溃就是把增强材料周围的空气用树脂基体置换的过程，浸渍过程分脱泡和浸透过程。基体粘度、基体和增强材料的组成比例、增强材料的形态是支配浸渍好坏

7、、难易程度的主要因素。 固化是化学反应的过程，是分了结构由一维变为.几维结构的过程。通常基体是稳定在不妨碍实际应用的状态，为使这种固化表现出来而采用反应引发剂进行化学激发，用促进剂或热来促进反应的方法。 二、清洁工作 清洁工作是玻璃钢手工成型工艺的重要准备工作，玻璃钢制品在很大程度上是一种需要雕塑的工艺品，制品美观漂亮、外观质量好坏与否均与清洁工作密切相关。 1.模具清洁模具表面使用前必须清理，用清洁剂和清水反复冲洗(忌用对树脂有溶解作用的丙酮等清洗剂)，要使玻璃钢达到镜面效果，模面上的一切尘埃、微粒、油迹都应去除。 2.环境清洁 施工现场应每日清洗。废旧树脂、物件及时处理;飞扬的灰尘、生产中

8、的碎片粘在湿态树脂上，均会影响制品质量。 3，工具清洁 生产工具应设专人清理，既利于操作，又避免因一r.具上有树脂结块、易掉落颗粒、泥尘等导致生产时影响玻璃钢的质量。 为配料工和糊制工提供清洁的工具，并做好工具使用情况及损坏情况记录。 工具上的残存树脂清除后，工具可放在封闭的容器内，用丙酮浸泡(玻璃钢制的工具除外)备用。 交付使用的任何工具，都应是千燥的。 打蜡用的毛巾和羊毛垫子(毡)，要用热的肥.皂水或清洁剂清洗，再经过清水过净、干燥后才能使用。清洁剂也有用热的纯碱水溶液来代用，要改变使用价格较贵又危险的丙酮作为清洁剂的习惯。 盛胶衣的专用容器，每次用完都要清洗，不允许有结皮及颗粒存在，也不

9、允许为了方便清洗而在器具内壁涂蜡。三、配料 各种原料的比例对制品性能有直接影响达到一定规模的生产单位，应设立专职配料工。其职责有以下几方面。 配大料。就是在大的容器中，每次入树脂几十公斤（如80Kg)，加入需要的颜料糊(不宜将颜料粉直接加人)、填料、稀释利等。大料应配数量根据用量和搅拌效果综合考虑。采取机械搅拌，搅拌器的叶片最好选用双层，搅动时应使物料上下翻动，搅拌时间由搅拌效果决定，一般在El以L。若工艺上需要，可在大料中预先加入促进剂，配小料时再加固化剂。但不宜在大料中加人固化剂，否则不宜多配，而且注意贮存期;在指定室温下加人BPO的树脂贮存期约3一4天;加人固化剂H的贮存期约8H，搅拌速

10、度一般为450-750r/min，对于大型或较厚的室温固化制品，胶液需用量大时，一般采用量少而多次配胶的原则，以延长凝胶时间。 配制粘度大的环氧树脂，一般先将树脂用水浴加热到40左右，加入稀释剂，搅拌均匀后再加固化剂，立即使用。适于手糊成型的粘度为0.2-0.8pa.s。为了降低粘度，除提高温度以外，主要是加入稀释剂，环氧树脂用的稀释剂已介绍过，聚醋常用稀释剂有苯乙烯，也有用酚醛、呋喃树脂，丙酮或酒精。粘度大影响浸润，会增加树脂用量。 配小料。小料是指现场施工时每次要用的料。应本着用多少、配多少的原则，但每次以5kg为宜。在夏天，若需要可将配好的小料，连桶浸在水浴中，同时搅拌，这样可以散热延缓

11、凝胶时间的到来。小样试验。由于材料变更或气候变化，应进行小样试验小块FRP试验。这是配料工常任工作之一。以此确定当时的大致配方，并做记录。对于聚醋玻璃钢的常规配方，其他因素不变的情况下，适合操作的凝胶时间为40-60min，环境温度和促进剂E的用量关系，可参考凝胶时间的调节，严格讲，除促进剂和温度以外，也可考虑阻聚剂的应用。凝胶时间的长短，关系到操作时间的长短，太一长了生产周期长，树脂又易流失;太短了影响树脂浸透，对产品质量不利。 配料.1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(小料)。 未经工艺员批准，不得随意更改配方。配料工要督促糊制工按.工艺要求来使用材料和掌握施工进度。

12、 聚醋的配料原则:a)加料顺序应当先钻化物后酮化物，若按当前习惯做法，先酮化物后钻化物也行，但不能同时加人，应当搅拌均匀后再加另一样。(b)搅拌时速度要慢，特别是配小料或配胶衣时，否则空气混人会给产品带来气泡。(c)有关工具、容器要严格分开，不准共用。(d)不论环氧还是聚醋，凡是冷固化配方加入固化剂和促进剂后，要在规定的时间内用完。 所用颜料，为了分散均匀，建议使用颜料糊，而且必须充分搅拌。即使使用颜料糊，为了更好的分散均匀，可用少量苯乙烯等稀释剂将颜料糊稀释，浸饱一定时间再投人大料中搅拌。 配制带色胶衣时，为了同批产品有同样深浅的颜色，最好配大料。配好的胶衣应静置2h后再加入固化剂，促进剂稍

13、加搅拌再用，以免空气混入。 充分固化是保证制品性能的基本条件，为此，要加人足够量的固化剂，要利用固化反应热来加速树脂固化。因此当气温低，制品又薄的场合，促进剂可适当多用，还可采取适当保温措施，对聚醋而言还可加入促进剂D。 配料时坚持对各种添加剂，特别是固化剂和促进剂精确称量。必要时应有监督复核人员。严禁不称不量凭经验随便添加的不良习惯。一些生产厂家因配料工悼以轻心，由于配错料却怪罪原材料不合格。 四、胶衣的制备 胶衣是指玻璃钢表面所带的既有保护作用，又有装饰作用的树脂层。上胶衣时应注意如下间题。脱模剂完全干燥后才能上胶衣。涂刷或喷涂要均匀，过厚，易裂易剥落;过薄.失去保护作用。国外(日本)用量

14、为450-600g/m2，厚度不超过0.3-0.4mm，国内要求厚度为0.25-0.4mm ,即300-500g/m2。涂刷胶衣时，最好涂两层，待第一层初凝后再涂第二层，这样比较均匀，每次间隙时间大约40-60min。胶衣层可用表面毡为增强。可以在紧靠胶衣的1-2层布或毡中用和胶衣相同颜色的树脂，使胶衣层用量减少到最低限度，又避免下面的纤维或其他颜色显露。胶衣中不能混人机械杂质，可用旧的薄型尼龙袜过滤(特别是喷涂用胶衣)。胶衣涂后，若需加快硬化速度，日本资料介绍，可放在直射阳光下，也可用红外线灯照射，为防止局都温度过高，应不时移动，保持温度平衡。 胶衣粘度，可用3%-5%的丙酮来调节。 环境湿

15、度过大时，可用送风机送热风或者使用红外线灯加热以降低湿度。 冬季低温时为了降低胶衣或树脂的粘度，应在使用前的2一3h将胶衣或树脂转到暖室内 为了不使薄玻璃钢透光，可在第一层胶衣固化后，再喷一层黑胶衣或在玻璃钢施工安装完成后，在内层用毛刷涂层着色聚醋。五、糊制 糊制是手工工艺的主要环节之一，需要多次训练，以求熟练。中国玻璃钢工业协会有关专家曾总结出如下几条。 待胶衣切凝，手感软而不粘时，立即铺层糊制。 玻璃钢表面层的主要功能是美观、保护内层，对强度并无过高要求。由于树脂固化收缩，易使布纹凸起，造成表现不平滑，为此，表层除用胶衣外还可用0.06-0.1 mm厚的薄布、表面毡，甚至用纸或有机纤维布做

16、表面。还可用普通树脂加人粉末填料(由产品性能需要而定)来代替胶衣树脂。当然表面毡最为理想，不论使用何种纤维增强，都要强调树脂饱和。 紧贴胶衣的增强材料，最好用1-2层短切纤维毡，或用0。2方格布，要注意排除气泡。树脂也要饱和，这样有利于浸透和排除气泡。 制品的厚度如超过7 mm ,据有关资料介绍可分两次成型，等放热缓慢时再继续。如果使用无蜡树脂，即使到第二天表面仍是粘的，可继续糊制。直到最后一层才用有蜡树脂防止制品表面发粘。 六、喷射 喷射也是手上成型工艺的主要内容。喷射速度高于糊制，在拐角、弯边施工更显优势，不沦使用何种喷射机(喷枪)，都须注意以下事项。 调整切割，使玻璃纤维切割长度在25m

17、m以上。 通过泵或压缩机的压力和喷头调整，使之能生成适当的雾状。 树脂喷射器和玻璃纤维切割量要适当。 使树脂和玻璃纤维喷射方向相一致。 一次的喷射量由制品厚度、脱泡作业性决定。 对成型面的喷射角度只能是直角，如果角度大，喷出的树脂和玻璃纤维飞散，损耗多。 作为公害对策应装置带水槽的喷射室。在作业现场必须使用防爆照明器材，要有充分的照度。 全部喷射的玻璃钢制品壁厚不易控制，强度偏低，作为手工工艺的一个组成需要与布、毡的糊制配合使用。七、固化 注入模具中的铁水需要一定时间冷却，置千模具中的玻璃纤维增强塑料也需要一定时间固化成型。固化是各类玻璃钢制品(不论何种生产工艺)必不可少的阶段，固化的优劣直接

18、影响制品质量。随着固化时间的延长，产品的质量可从聚醋浇铸体的硬度及其玻璃钢的吸水量来看出，7天以前，巴氏硬度随时间而增大，相应的玻璃钢吸水量也逐步减少，7天后基本稳定。硬度象征着固化度，因为固化程度越高。硬度也越大。固化 8 h后，硬度为8;24h后，迅速增加到40。因此目前手糊聚醋玻璃钢脱模时间不应小于24h，否则会因脱模造成产品变形。为了缩短脱模时间，条件许可时，可在6O一80下处理2-3h。 即使制品脱模以后，仍需一定时间继续固化。例如水泥在遇水以后28天才达到最高强度，各种玻璃钢也都有自己的自然固化时间，一般环氧树脂、聚酷树脂需要15天;酚醛树脂、双酚A聚醋需要20天;而环氧呋喃则需3

19、0天。在此期间，因为产品仍在熟化当中保存，运输时要防止变形。有的资料介绍，聚醋玻璃钢的增强增长一年后才能稳定。 八、脱模 脱模是将制品从模具中分离的过程二脱模以后，玻璃钢制品就此完整展示。脱模对手工工艺至关重要，若一着不慎，满盘皆输，已经加工的制品会毁于一旦。 玻璃钢的热处理，可用各类加热工具，为了防止产品变形，也可在模具能够承受前提下，连同模具一同热处理(也可用制品脱模后采用与制品儿何尺寸相似支架固定后加热)。有条件企业冬季可将冷固化的制品连同模具一同加热至70，再固化1h，冷至室温后脱模，较为理想: 由于模具大小、形状、材料等方面差异很大，因此脱模方法也不完全相同，这里只举出一些原则。 (

20、1)脱模前先将超过模具边缘的玻璃钢毛边、纱头剪断或凿去，便于顺利脱模。 (2)脱模时，不能硬打硬敲，应根据模具形状结构，因势利导以智脱模。反对以力脱模，提倡以柔制刚。即使需要糙打，也只能用木褪或橡皮褪。 (3)脱模工具最好用木制以防止将产品表面划伤。九、加工与装饰 加工与装饰是玻璃钢制品巧妆打扮的最后工序，只要精心修饰，制品就能容光焕发地步人市场。 加工尺寸要求不高的产品，可在树脂尚未完全固化之前，用锋利铲刀沿着模具边缘将多余毛边铲去，进行初步加工。 锯切。是常用方法，应尽量采用含有玻纤增强的砂轮片，或用人造金刚砂轮片进行加工切割，如有一定精度要求时，应在划线外侧0.5-1mm处切割，余留部分

21、再磨去。上海玻璃研究所研制的风动切割机性能较佳。 车削。如圆柱、锥度、平面、螺纹及切割等可用普通车床加工。为了使切削面平滑不分层，切削速度要高，吃刀要浅，进刀要慢，刀刃要锋利，加工时要用冷却剂。 铣削。刀刃锋利。切削速度180-800m/min，进刀量在0.05-13mm/r，采用气冷方式。 钻孔。因玻璃钢导热系数小，膨胀系数和回弹性都比金属大，所以在连续深钻时，削力及力矩都要增大，为此，要加入润滑剂或吹人空气，为防止分层，底下要用料垫着。钻头应有较高螺旋角和宽而光的退屑槽。钻头要锋利，要快速，以使工作温度最小。 次丝和车螺丝。其丝锥钩槽数3-4为佳，切削速度一般以20m/s为宜。 研磨。可用砂轮或用磨床精加工，也可用喷砂研磨，再进行抛光(至于剪切或冲孔，容易发生破裂和分层)。封边。产品经过机械加工后的断面可进行树脂封边保护，而且使制品美观。上漆。表面上漆是保护产品的可行办法。上漆前首先清除表面上的脱模剂，然后按上漆工艺进行:打毛-刷红灰底漆-水磨-打底漆-涂环氧腻子-水磨-打底漆-上漆罩光(或喷涂聚氨酚漆或硝基漆)。玻璃钢表面装饰漆可用聚氨醋面漆，用喷枪涂布，距涂面0cm外用红外线干燥(或常温干燥)。再用400-600砂纸轻磨，充分除去磨屑，最后再徐珠光云母、氟树脂等透明物。 轻质高强的玻璃钢表面金属化，其装饰性、耐磨性、抗蚀性、热稳定性及机械