树脂手糊成型工艺.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,复合材料成型工艺,主讲 金保宏,材料科学与工程学院,第,2,章,手糊成型工艺,手糊成型,的玻璃钢制品，如：船舶、汽车配件、贮罐、玻璃钢管接头、家具等,2.1,手糊成型的原材料,增强材料,玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维,超高分子量聚乙烯纤维,玻璃纤维,基体材料,不饱和聚酯树脂,环氧树脂,酚醛树脂,其它热固性树脂,聚氨酯树脂,热塑性树脂,高性能树脂,双马来酰亚胺树脂,不饱和聚酯树脂,由不饱和二元羧酸（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。,不饱和聚酯,类型,1,、邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯,2,、双酚,A,型不饱和聚酯,3,、乙烯基树脂,4,、卤代不饱和聚酯,不饱和聚酯树脂,不饱和聚酯,的商品牌号,1,、通用型树脂,通用型树脂主要是邻苯型不饱和聚酯树脂，它们大多用于手糊玻璃纤维增强塑料制品。,2,、耐热型树脂,耐热型树脂的热变形温度应不小于,110,，在较高温度下具有高的强度保留率。,3,、耐化学型树脂,这类树脂具有优异的耐腐蚀性能和耐水性能，商品树脂主要有双酚,A,型不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、间苯型不饱和聚酯树脂和卤代聚酯树脂等。,4,、阻燃型树脂,阻燃型树脂是在合成时使用一种能产生阻燃（自熄）的成分，例如使用四溴苯酐、氯茵酸酐（,HET,酸酐）取代苯酐代合成树脂。,5,、耐气候型树脂,这类树脂使用新戊二醇及甲基丙烯酸酯类交联单体，并添加紫外光吸收剂，提高了树脂的耐气候性和光稳定性。树脂透明性好，耐用树脂浇铸体的折射率可与玻璃纤维的折射率相近或一致。,6,、高强型树脂,这类树脂具有高的强度和坚韧性，主要用于纤维缠绕工艺制备的复合材料,7,、胶衣树脂,用于复合材料的胶衣层，以提高制品的外观、质量和使用寿命。,环氧树脂,根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类：,1,、缩水甘油醚类环氧树脂,2,、缩水甘油酯类环氧树脂,3,、缩水甘油胺类环氧树脂,4,、线型脂肪族类环氧树脂,5,、脂环族类环氧树脂,辅助剂,偶联剂,不饱和聚酯树脂引发剂和促进剂,阻聚剂与缓聚剂,增韧剂与稀释剂,环氧树脂固化剂,抗氧剂,光稳定剂,热稳定剂,填料,脱模剂,着色剂与触变剂,阻燃剂,2.2,手糊成型工艺,手糊成型的工艺流程如下,手糊成型的示意图,生产准备,1,、场地,手糊成型工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决,定，场地要求清洁、干燥、通风良好，空气温度应保持在,15,35,之间，后加工整修段，要设有抽风除尘和喷水装置。,2,、模具准备,准备工作包括清理，组装及涂脱模剂等。,(1),模具清理 首先要检查横具尺寸，表面质量及数量，必须满,足产品质量及生产规模的数量要求。,(2),涂脱模剂要喷涂均匀，防止漏涂和涂层过厚；,脱模剂的种类要根据模具质量、树脂品种种及成本选择。,3,、树脂胶液配制,配制时要注意两个问题：,(1),防止胶液中混入气泡，,(2),配胶量不能过多，每次配量要保证在树脂凝胶前用完。,常用的胶液配方,a.,固化环氧树脂配方,b.,不饱和聚酯树脂配方,1,、,引发剂,：,H-50,过氧化环己酮二丁酯糊,2,、,引发剂,：,M-,过氧化甲乙酮溶液,3,、,引发剂,：,B-50,过氧化苯甲酰二丁酯糊,4,、,促进剂,：,E-,含,6,萘酸钴的苯乙烯溶液,5,、,促进剂,：,D-,含,10,二甲基苯按得的苯乙烯溶液。,4,增强材料准备,增强材料的种类和规模按设计要求选择，剪裁时应注意：,裁布的方向性要遵守设计要求：,布层拼接，分搭接和对接时，搭接长度不小于,25mm,，对接要使各层拼缝错开；,圆环形制品可利用布的变形性，裁剪成经纬向,45,的布；,布块尺寸大小套裁，节约用布,;,布层裁剪量须按产品设计厚度计算。,制品厚度估算,制品厚度可按下式计算,t,mK,。,t,制品厚度,(mm),；,m,材料质量,(kg/m,2,);,K,厚度系数,mm,(kgm,-2,),手糊制品厚度与层数计算,举例,：,已知玻璃钢制品由一层,300g,m,2,和,4,层,600g,m,2,E,玻纤毡铺成，聚酯树脂,(,密度,1,2g,cm,3,),胶液中含,40,填料,(,密度,2,5g/cm,3,),。树脂含量,70,。求制品厚度。,解：,玻纤毡总质量,10.3+40.6,2.7 kg,m,2,树脂和玻纤比：,70/,（,100-70,）,2,33,，,树脂质量：,2,72,33,6,29kg,m,2,填料质量：,6,2940/60,4,1kg,m,2,玻璃毡厚：,2,70,391,1.05mm,树脂厚：,6.290.837,5.265mm,填料厚：,4,190,4,1.676mm,铺后总厚度；,1.05,十,5.26,十,1.676,8mm,铺层效计算,己细制品厚度时，铺层致可按下,式计算：,n,A/m,f,(K,f,+C,1,K,R,),式中，,n,为增强材料铺层数,A,为制品厚度,mm,m,f,为增强材料单位面积质量,k,8,m,2,，,K,f,为增强材料厚度系数,mm,(kgm,-2,),；,K,R,为树脂基体厚度系数,Mm,(kgm,-2,),；,C,1,为树脂与增强材料质量比。,铺层糊制,手工铺层糊制分,干法,和,湿法,两种：,1,干法铺层,用预浸布为原料，先将预浸料,(,布,),按样板裁剪成坯料铺层时加热软化，然后再一层一层地紧贴在模具上并注意排除层间气泡，使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。,2.2,糊制与固化,2,湿法铺层,直接在棋具上将增强材料浸胶，一层一层地紧贴在模具上，排除气泡，使之密实。一般手糊工艺多用此法铺层,湿法铺层,又分,胶衣层糊制,和,结构层糊制,胶衣层,(,面层,),制作,制品厚度一般,为,0.25,-,0.5mm,，可采用涂刷和喷涂施工。胶衣层一段做两遍；第一遍凝胶后铺表面毡，再喷涂第二遍胶衣，要防止漏涂和不均匀。,胶衣层作用是美化制品外观，提高防腐蚀能力。,结构层糊制,结构层糊制,是在凝胶后的胶衣层上将增强材料浸放，一层一层紧贴在模具上，要求铺贴平整，不出现褶皱和悬空，用毛刷和压辊压平，直到铺层达到设计厚度。在铺第一、二层时，树脂含量要适当增多，以有利于排出气泡和浸透纤维织物。一般方格布的含胶量为,50,-,55,，,毡的含胶量为,74,-,75,。,大型厚壁制品,应分几次糊制待前一迭层基本固化，冷却到室温时，再糊下一边层，制品中埋设嵌件，必须在埋人前对铁件除锈、除油和烘干。,3,铺层接缝处理,为了保证制品的外观质量和强度，铺层接缝应每层错开,。,手糊工具如下,：,1,羊毛辊,羊毛辊多用来浸渍树脂，其规格,(,直径,长度,),为,38mm100m,；,38mm125mm,；,38mm l 50mm,;38mm200mm,和窄辊,15mm75mm,等。,2,猪鬃辊,猪鬃较硬，用于驱赶气泡，只需轻轻接触成型面，便可将裹人的气泡排除。规格为,20,和,50,mm,长,25150mm,。,手糊工具,3,螺旋辊,(,亦称压辊,),由铝、钢或硬塑料制成，辊上开有沟槽，各槽相互平行。用于压实铺层和排除气泡，其规格为,10,，,12,，,30mm,，长,25,，,50,，,75,，,100,和,125mm,。,4,其它工具,其它工具为电锯、电钻、打磨抛光机等。,制品固化,分,硬化和熟化,两个阶段：,从凝胶到硬化一般要,24h,，此时固化度达,50,一,70,(,巴柯硬度为,15),，可以脱模，脱后在自然环境条件下固化,12,周,才能使制品具有力学强度，称熟化其固化度达,85,以上。,加热,可促进熟化过程，对聚酯玻璃钢，,80,加热,3h,；对环氧玻璃钢，后固化温度可控制在,150,以内。,加热固化的方法很多，中小型制品可在固化炉内加热固化，大型制品可采用模内加热或红外线加热。,固化,脱模,脱模要保证制品不受损伤。脱模方法很多，有如下几种，,1,顶出脱模,在模具上预埋顶出装置，脱模时转动螺杆，将制品顶出。,2,压力脱模,模具上留有压缩空气或入水口，脱模时将压缩空气或水,(0.2MPa),压人模具和制品之间，同时用木锤和橡胶锤敲打，使制品和模具分离。,脱模和修整,3,大型制品,(,如船,),脱模,可借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。,4,复杂制品可采用手工脱模方式,先在模具上撤离二三层玻璃钢，待其固化后从模具上剥离，然后再放在模具上继续糊制到设计厚度，固化后很容易从模具上脱下来。,修整,修整分两种：一种是尺寸修整，另一种是缺陷修补。,1.,尺寸修整,成型后的制品，按设计尺寸切去超出多余部分。修整又分湿法和干法两种：湿法是制品处于未固化状态在模具上切去超出部分。干法是在脱模后，用电锯切去多余部分，然后用砂纸和锉刀修平，磨光。,2.,缺陷修补,穿孔修补,将穿孔用锉刀或钻头扩孔，清除残渣，装上托板，填人补强材料。,气泡裂缝修补,用锉刀切开气泡，扩锉裂缝，用钢丝刷打磨，清除粉尘；然后注入树脂胶液，固化打磨抛光。,破孔修补,将破修整，清除粉尘，玻璃布按破孔尺寸分层裁减，浸胶铺层。,