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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
2、种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
3、统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、
5、储水箱，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
6、车部件、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
7、浸渍好坏、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，也不允许为
9、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
10、期约8H，搅拌速度一般为 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
11、时搅拌，这样可以散热延缓凝胶时间的到来。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
12、艺要求来使用材料和掌握施工进度。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
13、置 2h 后再加入固化剂，促进剂稍加搅拌再用，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.
14、 失去保护作用。国外 (日本)用量为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。
15、 胶衣粘度，可用 3%-5%的丙酮来调节。环境湿度过大时，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
16、 mm 厚的薄布、表面毡，甚至用纸或有机纤维布做表面。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 25mm 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
