手糊成型工艺及设备-基体材料

1、第一章 手糊成型工艺(gngy)及设备共五十五页树脂(shzh)基体的选择原则：(1)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，垂直面涂刷时不易流胶(2)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；(3)层间粘接性能好等。(4)无毒或低毒(5)价格便宜，来源广泛。第三节 树脂(shzh)的选择共五十五页常用(chn yn)的树脂主要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(jio d)，制品强度较低。第三节 树脂的选择共五

2、十五页常用(chn yn)的树脂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(ch cun)稳定性好，耐蚀性好；粘度大，施工困难，成型需要加热。第三节 树脂的选择共五十五页常用(chn yn)的树脂双马来酰亚胺（BMI湿热(sh r)性能和断裂韧性很好，一般用在航空材料构件上）第三节 树脂的选择热变形温度 300， 交联度高 但脆性大共五十五页常用(chn yn)的树脂聚酰亚胺树脂（PAI优良的耐高温、耐辐射和良好的电性能）对不同用途的制品，应选用不同的树脂品种，所用(su yn)树脂一定要在有效期内使用。第三节 树脂的选择共五十五页BMI和PAI两种树脂成型压力和

3、温度都较高且用的很少。从价格来看聚酯树脂最便宜(biny)，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 树脂(shzh)的选择共五十五页第三节 树脂(shzh)的选择共五十五页不饱和聚酯树脂的主要(zhyo)原料主要原料化学成分不饱和二元酸顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸饱和二元酸邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、已二酸、四溴邻苯二甲酸二元醇丙二醇、乙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇交联单体苯乙烯引发剂过氧化环已酮（CHP）、过氧化甲乙酮(MEKP)不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页不饱和聚酯树脂的辅助(fzh)原料名称化学成分促进剂辛酸钴和环烷酸钴阻聚

4、剂苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌稳定剂（凝胶）2,4-戊二酮触变剂二氧化硅气凝胶不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页二元酸 不饱和酸： 提供不饱和键（烯烃双键），具备继续(jx)进行化学反应的条件，成为玻璃钢成型的条件 顺丁烯二酸酐 反丁烯二酸不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)熔点低，反应时缩水量少，价廉 使不饱和聚酯固化速度快、固化程度高、分子链规整，制品具有较高的热变形温度，良好的力学及耐腐蚀性能共五十五页 饱和酸：用饱和酸代替部分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烯的相容性邻苯二甲酸酐(苯酐)：用于典型刚性树脂中，并使

5、树脂固化后具有一定的韧性间苯二甲酸：可使聚酯机械强度和耐水性提高，溶解性下降对苯二甲酸：聚酯树脂具有较高的热变形温度和较低的固化收缩率，较高的化学稳定性，常用于耐腐蚀树脂已二酸：提供聚酯树脂的柔性，广泛(gungfn)用于制造柔性树脂四溴邻苯二甲酸 酐：阻燃效果好不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页二元醇丙二醇：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耐腐蚀树脂双酚A衍生物：显

6、著提高聚酯的耐化学性和热变形温度，可用于生产(shngchn)固体树脂不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页交联剂常用(chn yn)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(j zh sh zh)苯乙烯的优点： 粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格便宜，材料来源广。缺点： 沸点较低（145），易挥发，有一定毒性，对人体有害。共五十五页作用：引发剂分解产生高度活性的游离基，游离基攻击(gngj)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

7、应室温固化用引发剂：过氧化甲乙酮过氧化环已酮过氧化苯甲酰引发(yn f)剂不饱和聚酯树脂O O C6H5-C-OO-C-C6H5共五十五页促进剂作用：促进剂可以使引发剂活化(huhu)，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（0.5%，1%，1.5%），采用钴促进剂不同用量时（0.025-1%），制品硬度相当，凝胶时间缩短，促进剂用量超过1，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(j zh sh zh)共五十五页阻

8、聚剂作用：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(yyng)的速度聚合。阻聚剂用量：为100300l/L之间种类：对苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)需要说明的是空气中的O2和水分有明显的“阻聚”作用 自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍，一般聚酯树脂制品固化时，表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖，也应使成型表面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O2 、H2O反应，耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而发粘。共五十五页作用：在压力施加(shji)于树脂上时，树脂粘度低，具有普通操作性能，彻底渗透、

9、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流淌下来加入量2左右颗粒很细，约为0.015m触变剂不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页不饱和聚酯树脂的常用配方1热固化配方 （不用(byng)促进剂） 不饱和聚酯树脂（含苯乙烯） 100份 60过氧化二苯甲酰糊 24份 固化制度： 室温60，1小时80，4小时100，4小时120，4小时自然冷却不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页2 冷固化配方 配方a： 不饱和聚酯树脂（含苯乙烯） 100份 50过氧化环己酮糊 4份 10%萘酸钴苯乙烯溶液 14份 配方b： 不饱和聚酯树脂（含苯乙烯） 100份 50过氧化二苯

10、甲酰糊 4份 10二甲基苯胺苯乙烯溶液 14份 固化制度：室温（不低于15）固化 824h 脱模，然后固化时间(shjin)7天，也可以采用加热后固化。不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)共五十五页机械强度：聚酯分子量增大，固化后树脂强度、硬度、弯曲强度增大不饱和键增多，树脂交联点增多，固化后刚度(n d)增大，耐磨耗性提高缩聚反应中线型生长的程度决定树脂的拉伸强度，如反应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，强度受到影响制品性能对不饱和聚酯树脂组分(zfn)与结构的要求共五十五页机械强度：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、酯基

11、都是树脂分子极性增大的基团聚酯分子链中结构排列的有序性使拉伸强度提高，可使二元酸和二元醇选用(xunyng)种类尽量减少制品性能对不饱和聚酯树脂(j zh sh zh)组分与结构的要求共五十五页柔软性:聚酯分子中饱和部分链长，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，阻止产生支链可提高柔软性饱和二元酸采用(ciyng)脂肪族酸比芳香族酸对提高柔性有利增长饱和二元醇也可以达到提高柔性效果极性基团多不利于柔性提高制品(zhpn)性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求共五十五页结晶性：由聚亚甲基（CH2）二元醇和聚亚甲基二元醇反应生成的树脂结晶性强。对称性醇如乙二醇和新戊二醇

12、等，容易使结晶增大不饱和双键、芳香基团、杂原子等使树脂结晶性下降（采用(ciyng)苯二甲酸酐使结晶性下降）。聚酯配方中采用酸或醇种类增多时，结晶性下降。制品(zhpn)性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求共五十五页热稳定性：增加(zngji)交联点、结晶性提高、芳香族基团增多有利于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、较长的聚亚甲基酸链、未反应的羧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，取代苯乙烯，可提高耐燃性热压成型采用间苯二甲酸为饱和酸可提高耐热性制品(zhpn)性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求共五十五页阻燃性： 加入(jir)卤族化合物，如四

13、氯邻苯二甲酸酐、六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐为饱和酸，四溴邻苯二甲酸酐、二溴新戊二醇等溴化物制品(zhpn)性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求共五十五页(1)阻燃树脂许多玻璃钢制品，特别是建筑(jinzh)制品，要求防火性能，所以对此类产品需使用阻燃树脂。手糊工艺用的阻燃树脂一般分为反应型和添加型两种。反应型即在树脂合成时加入了阻燃成分，使之与树脂发生了交联，其阻燃效果较好，但价格较贵。而添加型阻燃树脂是将阻燃刑添加在树脂中应用。主要(zhyo)的聚酯树脂品种共五十五页阻燃剂有液体的、固体的(如：氢氧化铝等)。后者的价格便宜，但工艺性能较差。阻燃树脂的阻燃效果是通过氧指数来判定(pndng)，一

14、般氧指数在28以上为合格，30以上为较好。主要(zhyo)的聚酯树脂品种共五十五页主要的聚酯树脂(j zh sh zh)品种.耐热树脂通用树脂的玻璃钢制品，一般常温下使用(shyng)T60，而对于耐热树脂一般需加热固化才能更好发挥它的耐热性能。另外，在树脂中加入耐热填料（如瓷土等）也能提高制品的耐热性。这是几种常用的，其它牌号的耐热树脂还很多。一般耐热性越高，价格越高。选用时应根据产品的要求选用。共五十五页(3)透光树脂(shzh) 手糊玻璃钢采光板、采光罩需用透光树脂，国内多采用195树脂。其所制产品透光率可达80以上，但其耐老化性能差随着使用年限的增加，透光率迅速降低。秦皇岛跃华玻璃钢厂

15、从国外引进一批树脂配方，如：193HR、5051、24298、1107、H93等牌号树脂，透光率较好，其中H93具有阻燃性能。另外，透光树脂需与无碱玻璃纤维制品匹配使用，因二者的折光率相近、故透光效果最佳。主要的聚酯树脂(j zh sh zh)品种共五十五页(5)胶衣树脂手糊玻璃钢制品绝大多数都采用胶衣树脂。用胶衣树脂制作(zhzu)FRP制品的表面层具有色泽美观、光洁、耐大气老化、耐腐蚀等特点、也是玻璃钢制品表面质量好坏的关键。胶衣树脂是由高性能的树脂，加入触变剂、气相沉积二氧化硅和其他辅助材料配制而成。分为涂刷型和喷射型两类。喷射型粘度小，涂刷型粘度较大，二者不能混用。 主要(zhyo)的

16、聚酯树脂品种共五十五页市售胶衣树脂有些(yuxi)已经加入了颜料或促进剂，有些(yuxi)则没有加。胶衣树脂的质量虽不同，价格的差别也很大，选用时要慎重。近几年来，胶衣树脂也向专用方向发展，如模具用胶衣、浴盆用胶衣、阻燃用胶衣等。主要(zhyo)的聚酯树脂品种共五十五页 环氧树脂用于手糊成型，其玻璃钢有以下特点： 产品的机械强度高，弯曲强度可达200-400MPa；收缩率小，一般为1-3，产品尺寸稳定，不易变形（而不饱和聚酯为3-6）；(用于制造环氧树脂玻璃钢模具(mj)产品的耐腐性、电性能好，用于电器制品较多。（用于集成电路封装材料）环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页但环氧树脂粘

17、度大，工艺性较差，要满足工艺条件、必须加入稀释剂。同时，环氧树脂价格较高是通用聚酯树脂(j zh sh zh)的12倍。所以，在手糊成型中用量不大。常用的环氧树脂有E51和E44、 E42 ，因粘度小，加入少量稀释剂即可应用。环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)胺类固化剂 胺类固剂主要(zhyo)指脂肪族伯胺，芳香族伯胺和叔胺，逐步聚合固化剂共五十五页热固性聚合物 对于叔胺类固化剂，由于其分子结构中无活泼氢原子其固化机理属催化(cu hu)型固化过程。阴离子聚合反应(j h fn yng)历程共五十五页典型配方： 环氧树脂（E51、E44或E42任

18、一种(y zhn)）100 固化剂 乙二胺 68 二乙烯三胺 812 三乙烯四胺 1014 固化剂 二乙烯三胺衍生物 2025 间苯二胺衍生物 1520室温(sh wn)固化剂、低毒加热固化，60，12h固化剂的剂量根据温度、湿度等调整环氧树脂共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)的种类共五十五页手糊成型选用双酚A型（E系列）低分子质量环氧树脂(hun yn sh zh)、平均分子质量在300一700之间，软化点在30以下环氧树脂(hun yn sh zh)环氧树脂的种类共五十五页脂环族环氧树脂，结构紧密(jnm)耐热性和耐紫外线性能较好。常用的牌号有R122(6207)（二氧化双环戊

19、二烯环氧树脂）及300（二氧化双环戊烯基醚环氧树脂）、400环氧树脂。环氧树脂(hun yn sh zh)环氧树脂的种类共五十五页自熄性环氧树脂，简称溴化环氧，牌号为Ex25；有较好自熄效果、但粘度大，不适合手糊工艺。使用时必须加稀释剂501或与611、300、400环氧树脂混合使用，以降低其粘度。溴化环氧燃烧烟密度大。加入三水合氧化铝AL2O3.3H2O具有较好的抑烟效果，再配合用三氧化二锑Sb2O3可达到(d do)离火即熄的目的。环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)固化剂环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页固化剂环氧树脂(hun y

20、n sh zh)共五十五页固化剂环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页固化剂共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)的稀释剂非活性稀释剂：如丙酮，加入后不参加反应，对产品质量有一定影响(yngxing)，加入量为5-l 0。活性稀释剂如环氧丙烷丁基醚(501)、环氧苯胺苯基醚(690)，加入后能参加反应对产品质量影响不大加入量为5-15。环氧树脂共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页环氧树脂(hun yn sh zh)的增塑剂环氧树脂(hun yn sh zh)共五十五页填 料 在树脂中加入填料。不仅可降低成本，增加刚度，而且可减少收缩率和增加阻燃效果。在手糊工艺(gngy)中配成腻子，填充不易糊到的沟槽、死角和用来粘结金属件。在手糊铺层工艺中，加入填料会影响操作， 一般加入量控制在10-20。填料的粒度应在300目以上，含水量应低于