玻璃钢培训教材

《玻璃钢培训教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻璃钢培训教材（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、玻璃钢 一、概述 二、玻璃钢原材料 三、成型工艺 四、手糊成型模具介绍 一、概述 1、玻璃钢的发展历程与现状 2、玻璃钢的运用领域 3、玻璃钢的特性 玻璃钢的发展历程与现状 玻璃钢是二十世纪四十年代发展起来的新 型复合材料。“玻璃钢”是中国的名称，国外 称为“玻璃纤维增强塑料”，我们常用FRP（ Fibre Reinforce Plastic三个英文单词第一个字 母）表示，用玻璃纤维增强热塑性树脂的称热 塑性玻璃钢（用英文字母FRTP表示）；用玻 璃纤维增强热固性树脂的称热固性玻璃钢，即 通常所说的FRP。目前所说玻璃钢主要是指热 固性而言。 玻璃钢发展历程与现状 我国玻璃钢工业起步于1958

2、年，“八五”以来获 得了长足的发展； 2000年，玻璃钢总产量达历史最高水平，产量超 过日本，居世界第二位； 我国玻璃钢产品历年已有出口，在国际市场上， 我国的玻璃钢产品价格具有竞争力，且近年产品 技术含量有所提高，一些产品得到了国际市场认 可，有一定竞争力。 玻璃钢的运用领域 1.建筑 建筑业与人民生活密切相关， 它可以带动几十个行业的发展，要把经 济发展引到这个方面去，可以说它的市 场是广大的、无限的。例如，北京年需 窗万万平方米，如 用玻璃钢窗框(拉挤成型工艺），则 需玻璃钢型材吨， 相当于我国世纪年代末一年的 玻璃钢产品，仅拉挤机就需台。 玻璃钢的运用领域 2.船舶 在造船工业中，玻璃

3、钢的应用 前景十分广泛。玻璃钢船艇不但能节约 木材，而且能耐海水的侵蚀，表面经适 当处理后，不易受海蛎子的腐蚀，综合 经济十分显著。1958年试制成功了第一 条玻璃钢船以来，我国已先后制造了各 种工作艇、交通艇、救生艇、巡逻艇、 侦察艇、扫雷艇等，其中最大规格的船 体长达43m，宽6m。 玻璃钢的运用领域 3.化工、防腐及管道 玻璃钢具有较好的耐酸、耐碱、耐油性能，用 它代替不锈钢、铅、铝等金属材料，制成各种 玻璃钢管道、贮槽、衬里、槽车、阀门、泵等 ，已广泛应用于石油、化工、有色冶炼，染 料、制药、食品加工、合成纤维、造纸等方面 ，解决了很多防腐难题。（缠绕成型工艺） 玻璃钢的运用领域 4.

4、陆地交通运输用玻璃钢 玻璃钢在交通运输方面的已有30多年的历 史。利用玻璃钢可制造通道客车的汽车车身 ，卡车的驾驶室，汽车的引擎罩、门、船、 地板、以及仪表盘等。 玻璃钢的运用领域 5、能源 风力发电机已在推广中，目前 叶片已做到长66米（直径约米，发 电功率）。核电 站已成功地大量采用玻璃钢管道。开发 风力资源、太阳能及核电配套产品，玻 璃钢行业将大有可为。（真空导流成型 工艺）。 玻璃钢的运用领域 6、游乐器材用玻璃钢 玻璃钢游乐器材，近来发展很快。例如 用玻璃钢制作水上滑梯，碰碰车等。目 前玻璃钢制成的游乐设备占游乐设备总 量的1/3。（手糊成型工艺） 玻璃钢的特性 耐腐 蚀蚀 绝缘绝缘

5、 性好 良好 的可 塑性 对对模 具要 求低 加工 工艺艺 简简易 生产产 周期 短 成本 低 玻璃钢的特性 玻璃钢的基本特性 （一）力学性能 玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高，这是金属材料和其它材料 无法相比的。这里，我们要提一下比强度的概念。强度通常是指单位面积 所能承受的最大载荷，材料就破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、 弯曲强度、剪切强度。例如说聚酯树脂玻璃钢抗拉强度290MPa，是指每平 方厘米截面可以承受2900kg的拉力。 玻璃钢轻质高强的性能，来源于较低的树脂密度（浇注体密度1.27左 右）以及玻璃纤维的高抗拉强度（普通钢材的5倍以上）。玻璃钢的密度 随着树脂含量的不同

6、而有所不同。从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树 脂含量的玻璃纤维缠绕制品（密度2.2）,玻璃钢的密度只有普通碳钢的 1/41/5，比铝还轻1/3。 玻璃钢的特性 （二）物理性能 玻璃钢具有密度小，良好的介电绝缘性能、隔热性能、抗吸水和抗热膨胀 性能等。 （1）密度 玻璃钢密度介于1.52.0之间，只有普通炭的1 4 1/5比轻 金属铝还要轻1/3左右，而机械强度却很高，某些方面甚至能接近普通碳 钢的水平。例如某些环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强度均达到400MPa 以上。按比强度计算，玻璃钢不仅大大超过普通碳钢，而且可达到和超过 某些特殊合金钢的水平。 （2）电性能 玻璃钢有优良的电绝缘性能，

7、可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件 ，在高频作用下仍然保持良好的介电性能。在绝缘材料中，用玻璃纤维布 代替纸及棉布，可提高绝缘材料的绝缘等级，在用相同树脂的情况下，至 少能提高一个等级。玻璃钢占绝缘材料用量的131/2。在一些大型电 机中，如12.5万kW电机，要用几百公斤玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢不 受电磁影响，而且有良好的透微波性能。 玻璃钢的特性 （3）耐热性能 玻璃钢有良好的耐热性能，它的比热大。是金属的23倍。导热系数比 较低，只是金属材料的110011000。此外，某些品种玻璃钢的耐瞬时 高温性能也十分突出，如酚醛型高硅氧布玻璃钢，在遇极高温度时，产生 碳化层，可有效地保护火箭

8、、导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的 500010000K高温及高速气流的作用。表28列出了几种材料的热性能。 表1 几种材料的热性能。 从表中可以看出，玻璃钢具有良好的绝热性能，这是金属材料无法比拟 的。 玻璃钢的特性 （5）长期耐温性及耐热性 玻璃钢的酸温性及耐热性取决于所用的树脂。长期的使用温度不能超过 树脂的热变形温度。通用的环氧及聚酯玻璃钢，都是易燃的，对于有防火 要求的结构物，要用阻燃树脂或加阻燃剂，因此在使用玻璃钢时。应充分 注意。 一般玻璃钢不能在高温下长期使用。如聚酯玻璃钢在050以上，环 氧玻璃钢在60以上。强度开始下降。近年来出现了一些耐高温的玻璃钢 ，如脂环族环氧玻

9、璃钢，聚酰亚胺玻璃钢等。但长期工作温度也只能在200 300以内，远较金属的长期使用温度为低。 综上所述五个方面的物理性能，可见玻璃钢和金属、陶瓷等材料不同， 因此在使用上要发挥其长处，注意合理使用。 玻璃钢的特性 （三）化学性能 玻璃钢主要的化学性能就是它有突出的耐腐蚀性。它不仅不会象金属材料 那样生锈腐蚀；同时；也不会象木材那样腐烂，而且几乎不被水、油等介质所侵 蚀，可以代替不锈钢在化工厂中用来制造贮罐、管道、泵、阀等，不仅使用寿命 长，而且不需采取防腐、防锈或防虫蛀等防护措施，减少了维修费用。玻璃钢在 耐腐蚀方面的应用是很广泛的，国外一些主要工业国家，玻璃钢用作耐腐制品方 面都在13以上

10、，其用量有逐年增高趋势。国内用量也不少。大都用作金属设备 的衬里，以保护金属。 玻璃钢的耐腐蚀性，主要取决于树脂，作为玻璃钢用的树脂，其耐腐蚀性 是好的，但单纯的用树脂涂覆在金属表面上，会出现较严重的龟裂裂缝，起不到 防渗漏和保护金属的作用。在树脂中添加一定量的玻璃纤维后，将树脂中出现较 严重龟裂的可能性转化为数量众多的微小裂缝，而这些小裂缝形成一个贯串裂缝 的机率是很小的，而相互间还有止裂作用，这样可以阻止化学溶液介质的渗透腐 蚀。 二、玻璃钢原材料 1、基体材料 2、增强材料 3、辅助材料 基体材料 1、不饱和聚酯 不饱和聚酯是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它 们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成的

11、混合酸与 多元醇缩聚而成的，具有酯键和不饱和双键的 线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是 在190220进行，直至达到预期的酸值（或 粘度）。在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一 定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的 聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。 基体材料 2、环氧树脂 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环 氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们 的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构 是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征， 环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环 状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团 ，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应 而形成不溶、不熔的具有三向

12、网状结构的高聚 物 基体材料 环氧树脂的特点： 1、粘结力强，机械强度高。可与多种材料粘 结，有“万能胶”之称。 2、固化体积收缩率小，约2%。尺寸稳定，其 蠕变性能比聚酯、酚醛低。 3、耐腐蚀性良好。酚醛、聚酯都不耐碱，而 环氧树脂耐碱较好，同时对酸和有机溶剂的 抗腐蚀性也良好。用酸酐作固化剂时也能耐 酸。 4、耐热性较好。热变形温度比聚酯高。特别 是热固化产品，通过改变固化剂，可大幅度 提高热变形温度，有的热稳定性达到250 以上，分子量越大，热稳定性越小。 5、良好的电绝缘性。在超高频下和不同温度范围内有良好的电性能 ，在电机上可作F级绝缘材料。耐电弧、耐表面漏电性能好。 6、耐水性好，

13、室温下的吸水率约0.5%以下，经一个月高温作用， 强度降低10%以下，可做防水防潮材料。 7、固化成型方便。可在室温及接触压力下固化，也可在加热压下固 化成型，固化温度范围在5-180，环氧FRP压制温度为150- 160，制品1mm厚加压时间为1020min，但总的时间不少于 45min。因固化剂品种多，给环氧的制品也带来多种性能。 8、能耐大多数霉菌，所以能在较苛刻的热带条件下使用。 环氧树脂的缺点 1、价格较贵； 2、树脂粘度较大（双酚A型），室温下多为高粘 度液体或半固体，使用时要加稀释剂，一般不 能用于喷射成型； 3、某些固化剂有毒（如脂肪胺类）； 4、脆性较大，常需加入增塑剂。 基

14、体材料 3、酚醛树脂 酚醛树脂是最早的人工合成树脂，是由苯 酚和甲醛在催化剂存在下经过缩合而成。 酚醛树脂原料丰富，工艺简单，价格便 宜。按基本类型可分为热塑性和热固性两 种。 基体材料 酚醛树脂的特点 1、加热可以固化。酸或碱对固化反应有促进作用，如加入乌洛托品可增 加交联密度。 2、固化时有小分子放出，因此，为防止产生气泡，其FRP一般要加压成 型。 3、固化时体积收缩率大约为3%-5%。 4、对玻纤粘结力差。 5、固化后的树脂有良好的抗压强度及介电性能，有良好的耐水性。 6、有优良的耐化学腐蚀性。除强氧化酸外，几乎耐一切酸，如任何浓度 的盐酸、稀硫酸，部分有机酸及苯、氯苯等有机溶剂，但不

15、耐碱。 7、耐烧蚀性能好，是酚醛树脂的特点。短时间内可耐2500，酚醛FRP 可耐5500以上，用于宇宙航行材料。 增强材料 增强材料 在复合材料中，凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料。 如玻璃钢中的玻璃纤维，碳纤维复合材料中的碳纤维，都称为增 强材料。 纤维增强材料的种类 作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料，常用纤维作增强 材料，其种类很多。按其化学组成，大致可分为无机纤维和有机 纤维两大类。 无机纤维有：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤 维及金属纤维等。 有机纤维有：合成纤维如芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤 维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等； 天然纤维如棉纤

16、维、剑麻、纸等。 增强材料 E玻璃纤维，无碱纤维，含碱0.8以下； C玻璃纤维，中碱纤维，含碱8左右； A玻璃纤维，有碱纤维，含碱1215； S玻璃纤维，高强纤维，含碱0.3； M高弹玻璃纤维； L防辐射玻璃纤维； 拉伸强 度接近 T300 辅助材料 辅助材料 （1） 填 料 在玻璃钢工艺及树脂浇铸工艺中，为了降低成本，改善树脂某些性能 （如耐磨 性、自媳性、提高强度等等）。往在在树脂中加人一些填料，填料种类繁多，主要有粘土、碳 酸钙、白云石、石英砂、金属粉（铁、铝）、石墨、聚氯乙烯粉等。 在糊制玻璃钢垂直或倾斜的部件时，为了不使树脂“流胶”，在树脂中加入一些活性Si02填 料（称为触变剂）。由于活性Si02的比表面很大，就使树脂有触变性。即当树脂受到外力时寸 流动、这样在成型某些玻璃钢部件时，就可避免树脂流失。 （2） 颜料糊 在某些场合，为了使玻璃钢色泽美观，一般在聚醋树脂中加入无机