玻璃钢船造船材料

玻璃钢船造船材料

玻璃钢（英文即FRP），全称是玻璃纤维增强树脂基复合材料，是用玻璃纤维增强剂和不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂粘合剂为基本组成。是一种理想的新颖结构与功能材料，它具有传统造船材料无法比拟的优良综合性能。

玻璃钢玻璃纤维不饱和聚酯环氧树脂酚醛树脂

复合材料就是用两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料，它可以发挥各自材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。复合材料分子结构不同性能、不同形态的组分材料二、玻璃钢的材料组成【出镜】玻璃钢的组成材料主要有玻璃纤维、合成树脂和辅助剂。

玻璃纤维：玻璃纤维是以玻璃为原料，在熔融状态下通过漏板孔以高速拉制而得，并制成各种形态。船用玻璃纤维通常制成以下三种形态：短切玻璃纤维毡、玻璃纤维无捻粗布和表面毡。船用玻璃纤维短切玻璃纤维毡玻璃纤维无捻粗布表面毡（2）合成树脂。合成树脂是组成玻璃钢的主要基体材料，其作用是将玻璃纤维浸渍并黏结称为一体，从而形成具有固定形状的玻璃钢制品。天然树脂玻璃纤维与合成树脂浸渍并黏结成为一体合成树脂玻璃钢制品船用合成树脂主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂。最常用的是不饱和聚酯树脂。船用合成树脂不饱和聚酯树脂（最常用）环氧树脂酚醛树脂（3）辅助剂。辅助剂的种类引发剂促进剂交联剂稀释剂阻燃剂填料颜料等其中，最重要的是引发剂。引发剂也叫固化剂、接触剂、催化剂或硬化剂，主要用于引发和控制树脂的聚合反应，促使树脂固化。其他种类的辅助剂在玻璃钢中含量较低，主要是为满足某些要求加入的。促进剂也叫加速剂，用于加速树脂的聚合反应，缩短固化周期。交联剂增加树脂的交联度，改善固化后树脂的性能。触变剂可改善树脂的流动性，预防施工时出现流胶现象。稀释剂也称增塑剂，可用于降低树脂的黏度，以便于施工。增韧剂用于增加树脂固化后的韧性，以提高弯曲和冲击强度。阻燃剂用于阻止树脂燃烧，以利于防火、航行和工作安全。填料用于改善树脂收缩率、表面硬度、导电性能以及增稠（防止流胶）等，并兼有降低成本作用。颜料是美化产品，常用于产品表面。三、玻璃钢的主要优点1、密度小，比强度高。常用玻璃钢的密度为1.6～1.9，约为钢材的1/5，而它的比强度远比钢材的比强度高，因此，用玻璃钢造船可增加载重量，提高航速；用玻璃钢建造潜艇或海洋深水考察船可增加其下潜深度。用玻璃钢作为深水潜艇的耐压壳，其潜水深度至少比用钢做耐压壳的深水潜艇潜水深度多80%，可达4500米以下。玻璃钢微型潜艇玻璃钢海洋深水考察船耐压壳2、耐腐蚀性强，抗海洋生物附着。维持保养方便，从而延长了使用寿命。3、无磁性，电绝缘性和微波穿透性好。用玻璃钢造船能提高电子设备的精确性，避免磁性水雷的攻击和雷达的发现，适宜制造扫雷艇、潜艇等军用舰艇。水雷的攻击雷达的发现扫雷艇潜艇水雷的攻击4、热导率低，隔热性能好。适合制造渔船、冷藏船等。渔船渔船冷藏船冷藏船5、容易成型。成型工艺和设备简单，依靠模具可实现批量生产，从而缩短建造周期，降低成本。玻璃钢成型工艺和设备简单产品批量生产6、可设计性好。可根据产品的使用特点及客户的个人喜好进行设计和施工。7、船体整体性好，无接口和缝隙，水密性好。8、船体表面光洁明亮，色彩可按照客户要求定制，无需油漆。9、冲击韧性好，吸收冲击能量大。具有很好的防弹性能，即使子弹或炮弹击穿，也不会产生严重破坏。备注：此图是一个动态图，在【图库6】文件夹中，请在视频中作出动态效果。四、玻璃钢主要缺点1、弹性模量低，刚性不足，容易变形。可通过做成薄壳结构、夹层结构、加强筋或者是通过高模量纤维来弥补。薄壳结构夹层结构加强筋高模量纤维2、长期耐温性差。一般不能在高温下长期使用，否则强度会明显下降，但可以通过选择耐高温树脂来弥补。3、老化现象。老化现象是合成树脂的共同缺陷，在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。紫外线风沙雨雪化学介质机械应力4、剪切强度低。可通过改善工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力。最主要的是在产品设计时，尽量避免使层间承受剪切应力。五、玻璃钢的成型工艺【出镜】玻璃钢的成型方法主要有手糊法、模压法、袋压法、层压法、缠绕法和喷射法。1、手糊成型也叫铺糊法，是玻璃钢生产作业中最早的成型方法。具体做法是先在磨具上擦脱模蜡或脱模剂，然后喷涂胶衣树脂，待胶凝到一定程度后，再调配树脂（在不饱和聚酯树脂中加入引发剂和促进剂），在胶衣层上涂刷一层调配好的树脂后，铺上一层事先按照模具尺寸裁剪好的增强材料（玻璃纤维布或毡），用刷帚、刮板或辊轮等工具使增强材料浸透树脂，排除气泡。一层完毕后再进行下一层，如此反复进行，直到完成规定厚度为止，待树脂固化到较充分的程度后脱模，经修理后即为成品。在播放录音的同时播放“手糊成型2分22秒～2分44秒”视频）手糊成型示意图2、模压成型

是一种机械加工方法，将专用于模压成型的模塑料（浸渍了树脂的玻璃纤维）按需用量称量后填入钢模中，合模，通过加温、加压，在数分钟内即可固话，脱模修整后即成为成品。由于受压机台面尺寸的限制，只适于生产较小的产品，如帆板、小型游艇之类，无法生产大尺度的船体。模压成型示意图在播放录音的同时播放“模压成型”视频）3、喷射成型

使用双口喷枪。一个口喷射树脂，喷口内将含有引发剂的树脂与促进剂混合后喷出，另一枪口是将玻璃纤维通过切割器切成定长的短纤维，然后借助压缩空气喷出。两口呈一定角度，使喷出的树脂与短纤维在模具面上会和而成型。用此法形成的玻璃钢积层相当于使用玻璃纤维短切毡浸渍成型积层，只适用于强度要求不高的产品，不能取代玻璃布、毡结合的设计强度。喷射成型示意图在播放录音的同时播放“喷射成型1分38秒～2分21秒”视频）4、真空辅助成型

真空辅助成型工艺的基本原理和步骤是：在模具型面上先铺放成品所需要的纤维增强材料（如玻璃纤维、碳纤维、夹芯材料等），然后放置真空袋，将型腔边缘严密密封后，再将型腔内抽真空，然后让树脂通过精心设计的树脂分配系统在真空作用下注入模腔