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桂林百堅汽車附件有限公司手糊玻璃鋼培訓資料
《玻璃鋼手糊成型工》 理論培訓課程


桂林百堅汽車附件有有公司
質檢部、技術部

2013年7月
本次培訓內容章節

一、手糊工藝概述
二、基礎知識※
三、生產準備
四、生產操作
五、制品質量檢驗與修補* 

概述部分
一、工藝特點:
      手糊成型工藝又稱接觸成型,是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以手工操作為主,機械設備使用較少,它以不飽和聚酯樹脂或環氧樹脂等為基體材料將增強材料粘結在一起的一種成型方法。 
手糊成型操作雖然簡單,但對于操作人員的操作技能要求較高。它要求操作者要有認真的工作態度、熟練的操作技巧和豐富的實操經驗。對產品結構、材料性能、模具的表面處理、膠衣質量、含膠量控制、增強材料的裁減和鋪放、產品厚度的均勻性及影響產品質量的各種因素都要有比較全面的了解,尤其是實操中出現常見問題的判斷和處理,不但需要有豐富的實踐經驗,還要有一定的化學知識和具備一定的識圖能力。

概述部分
二、工藝流程
概述部分
第二節 手糊工藝特點
一、手糊成型工藝的優點
(1)模具成本低,容易維護、設備投資少、上馬快;
(2)生產準備時間短,操作簡便、易懂易學;
(2)不受產品尺寸和形狀的限制,適用于數量少、品種多、形狀簡單的產品或大型             產品;        
(3)可根據產品的設計要求,在不同部位任意補強,靈活性大;
(4)樹脂基體與增強材料可實行優化組合,也可以與其它材料(如泡沫、輕木、蜂  窩、金屬等)復合成制品。
(5)室溫固化、常壓成型。
(6)可加彩色膠衣層,以獲得豐富多彩的光潔表面效果。
二、手糊工藝的缺點是:
(1)生產效率低,勞動強度大,生產環境條件差;
(2)產品質量穩定性差,受人的因素影響大;
(3)車間占地面積大,需要良好的通風設備。
概述部分
第三節 手糊制品及其應用
一、石油化工方面
      利用玻璃鋼具有的突出的耐酸、堿、油、有機溶劑的性能,常用它制作石油化工設備。常用產品:管道、閥門、泵、貯罐、貯槽、塔器等
二、交通運輸方面
    由于玻璃鋼具有輕質高強、耐化學腐蝕、抗微生物作用以及成型方便等優點,所以在造船、汽車、鐵路車輛、航空等工業部門得到了日益廣泛的應用。主要產品有:轎車、大型客車、三輪車、載重汽車、油槽車 。
概述部分
三、電氣工業方面
由于玻璃鋼具有優良的電絕緣性能,因此,它在電工器材制造方面得到了廣泛的應用。常用產品:開關裝置、電力管道、印刷電路板、插座、接線盒等。 
四、建筑工業方面
玻璃鋼與傳統的建筑材料相比,其成本要高一些,但由于玻璃鋼是一種輕質高強的結構材料,具有隔音、隔熱、防水等特點,所以已成為現代建筑中一種新型的結構材料。常用產品有:波形瓦、裝飾面板、活動房屋、通風與空調設備、冷卻塔、道路燈具、壁雕、工藝雕塑、整體歐式雕花吊頂頂棚、采光屋面、大型飲用水箱、防滲漏化糞池和污水處理池罩、衛生設備和各種家具等。

第二章 基礎知識 
一、玻璃鋼的含義
   玻璃鋼學名玻璃纖維增強塑料。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗
等)為增強材料,以合成樹脂作為基體的一種復合材料。復合材料的概念是指一種
材料不能滿足使用要求,需要由兩種或兩種以上的材料復合在一起,形成另一
種新的能滿足人們要求的材料,即復合材料。
二、玻璃鋼與復合材料之間的關系
  (一)玻璃鋼的兩大組成材料
     1、玻璃纖維  一般認為它主要起承載作用。
     2、樹脂  目前主要指合成樹脂,它起粘接纖維,把松散纖維粘攏在一起,形成整體的作用。由玻璃纖維與合成樹脂兩種組分構成玻璃鋼。這兩種組分關系十分密切,缺一不可。它們之間就象人體上骨骼與肌肉的關系。

第二章 基礎知識 
(二)玻璃鋼/復合材料的三大要素
         玻璃鋼是由玻璃纖維和合成樹脂兩大組分構成整體的,那么樹脂作為粘接劑它是怎樣把松散的玻璃纖維連成堅硬的玻璃鋼體呢?玻璃鋼在成型制作過程中,呈液體狀的樹脂液包圍和浸漬了玻璃纖維,然后固化,形成固定形狀的堅硬體。如果玻璃纖維表面和樹脂不親合,就不能做成強度高的整體,增強材料的作用就無法發揮。
          由此可見,玻璃纖維表面,即玻璃纖維和樹脂的交界面稱為界面,是極其重要的部分。所以把玻璃纖維、合成樹脂及其界面稱為復合材料的三大要素 

第二章 基礎知識
三、玻璃鋼的基本特性
(一)力學性能
  玻璃鋼的力學性能突出的一點是比強度高,這是金屬材料和其它材料無法相比的。這里,我們要提一下比強度的概念。強度通常是指單位面積所能承受的最大載荷,材料就破壞了。強度又分為拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度、剪切強度。例如說聚酯樹脂玻璃鋼抗拉強度290MPa,是指每平方厘米截面可以承受2900kg的拉力。
   玻璃鋼輕質高強的性能,來源于較低的樹脂密度(澆注體密度1.27左右)以及玻璃纖維的高抗拉強度(普通鋼材的5倍以上)。玻璃鋼的密度隨著樹脂含量的不同而有所不同。從高樹脂含量的玻璃纖維氈制品到低樹脂含量的玻璃纖維纏繞制品(密度2.2),玻璃鋼的密度只有普通碳鋼的1/4~1/5,比鋁還輕1/3。
第二章 基礎知識
(二)物理性能
  玻璃鋼具有密度小,良好的介電絕緣性能、隔熱性能、抗吸水和抗熱膨脹性能等。
(1)密度   玻璃鋼密度介于1.5~2.0之間,只有普通炭的1 /4 ~1/5比輕金屬鋁還要輕1/3左右,而機械強度卻很高,某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環氧玻璃鋼,其拉伸、彎曲和壓縮強度均達到400MPa以上。按比強度計算,玻璃鋼不僅大大超過普通碳鋼,而且可達到和超過某些特殊合金鋼的水平。
(2)電性能
     玻璃鋼有優良的電絕緣性能,可作為儀表、電機及電器中的絕緣零部件,在高頻作用下仍然保持良好的介電性能。在絕緣材料中,用玻璃纖維布代替紙及棉布,可提高絕緣材料的絕緣等級,在用相同樹脂的情況下,至少能提高一個等級。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/3~1/2。在一些大型電機中,如12.5萬kW電機,要用幾百公斤玻璃鋼作絕緣材料。此外玻璃鋼不受電磁影響,而且有良好的透微波性能。

第二章基礎知識
(3)耐熱性能
 玻璃鋼有良好的耐熱性能,它的比熱大。是金屬的2~3倍。導熱系數比較低,只是金屬材料的1/100~1/1000。此外,某些品種玻璃鋼的耐瞬時高溫性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃鋼,在遇極高溫度時,產生碳化層,可有效地保護火箭、導彈及宇宙飛船在穿過大氣層時需要承受的 5000~10000K高溫及高速氣流的作用。表2-8列出了幾種材料的熱性能。       
表2-8 幾種材料的熱性能。






     從表中可以看出,玻璃鋼具有良好的絕熱性能,這是金屬材料無法比擬的。
第二章基礎知識
(4)耐老化性能
 任何材料都存在老化問題,玻璃鋼也不例外。只是速度和程度不同而已。玻璃鋼在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質等作用下,性能有所下降,在長期使用過程中會使光澤減退、顏色變化、樹脂脫落、纖維裸露、分層等現象。但隨著科學技術進步。人們可以采取必要的防老化措施,改善使用性能。提高產品的使用壽命。例如玻璃鋼放在哈爾濱地區進行自然老化試驗。板材拉伸強度下降最少,小于20%;彎曲強度次之,一般不超過30%;壓縮強度下降最多,波動也最大一般為25%~50%。見表2-9所示。

第二章基礎知識

(5)長期耐溫性及耐熱性
   玻璃鋼的酸溫性及耐熱性取決于所用的樹脂。長期的使用溫度不能超過樹脂的熱變形溫度。通用的環氧及聚酯玻璃鋼,都是易燃的,對于有防火要求的結構物,要用阻燃樹脂或加阻燃劑,因此在使用玻璃鋼時。應充分注意。
   一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用。如聚酯玻璃鋼在0~50℃以上,環氧玻璃鋼在60℃以上。強度開始下降。近年來出現了一些耐高溫的玻璃鋼,如脂環族環氧玻璃鋼,聚酰亞胺玻璃鋼等。但長期工作溫度也只能在200~300℃以內,遠較金屬的長期使用溫度為低。
   綜上所述五個方面的物理性能,可見玻璃鋼和金屬、陶瓷等材料不同,因此在使用上要發揮其長處,注意合理使用。
第二章基礎知識
(四)化學性能
玻璃鋼主要的化學性能就是它有突出的耐腐蝕性。它不僅不會象金屬材料那樣生銹腐蝕;同時;也不會象木材那樣腐爛,而且幾乎不被水、油等介質所侵蝕,可以代替不銹鋼在化工廠中用來制造貯罐、管道、泵、閥等,不僅使用壽命長,而且不需采取防腐、防銹或防蟲蛀等防護措施,減少了維修費用。玻璃鋼在耐腐蝕方面的應用是很廣泛的,國外一些主要工業國家,玻璃鋼用作耐腐制品方面都在13%以上,其用量有逐年增高趨勢。國內用量也不少。大都用作金屬設備的襯里,以保護金屬。
玻璃鋼的耐腐蝕性,主要取決于樹脂,作為玻璃鋼用的樹脂,其耐腐蝕性是好的,但單純的用樹脂涂覆在金屬表面上,會出現較嚴重的龜裂裂縫,起不到防滲漏和保護金屬的作用。在樹脂中添加一定量的玻璃纖維后,將樹脂中出現較嚴重龜裂的可能性轉化為數量眾多的微小裂縫,而這些小裂縫形成一個貫串裂縫的機率是很小的,而相互間還有止裂作用,這樣可以阻止化學溶液介質的滲透腐蝕。
第二章基礎知識
三、玻璃鋼原材料
(一)增強材料
在復合材料中,凡是能增強基體力學性能的物質稱為增強材料。如玻璃鋼中的玻璃纖維,碳纖維復合材料中的碳纖維,都稱為增強材料。
(1)纖維增強材料的種類
作為結構材料使用的玻璃鋼及其它復合材料,常用纖維作增強材料,其種類很多。按其化學組成,大致可分為無機纖維和有機纖維兩大類。
      無機纖維有:玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉纖維及金屬纖維等。
      有機纖維有:合成纖維如芳綸纖維、奧綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等;
      天然纖維如棉纖維、劍麻、紙等
(2)玻璃纖維及其制品術語(略)
(3)玻璃纖維制品種類(見下圖) 

第二章基礎知識
三、玻璃鋼原材料
(一)增強材料
在復合材料中,凡是能增強基體力學性能的物質稱為增強材料。如玻璃鋼中的玻璃纖維,碳纖維復合材料中的碳纖維,都稱為增強材料。
(1)纖維增強材料的種類
作為結構材料使用的玻璃鋼及其它復合材料,常用纖維作增強材料,其種類很多。按其化學組成,大致可分為無機纖維和有機纖維兩大類。
   無機纖維有:玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉纖維及金屬纖維等。
   有機纖維有:合成纖維如芳綸纖維、奧綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維等;天然纖維如棉纖維、劍麻、紙等
(2)玻璃纖維及其制品術語(略)
第二章基礎知識
(二)不飽和聚酯樹脂
(1) 基體材料分類
         手糊玻璃鋼制品的主要原材料是合成樹脂與玻璃纖維,但是由于工藝條件的局限,手糊玻璃鋼用的樹脂必須是粘度比較小的并且是可以在室溫或者低溫下固化的,那么最常用的樹脂只能是不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂以及環氧樹脂和少數酚醛樹脂。
第二章基礎知識
(2 )不飽和聚酯樹脂
    不飽和聚酯是不飽和二元羧酸(或酸酐)或它們與飽和二元羧酸(或酸酐)組成的混合酸與多元醇縮聚而成的,具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常,聚酯化縮聚反應是在190~220℃進行,直至達到預期的酸值(或粘度)。在聚酯化縮反應結束后,趁熱加入一定量的乙烯基單體,配成粘稠的液體,這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。 
(3)環氧樹脂
環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征,環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。 
第二章基礎知識
(三)輔助材料
(1) 填 料   在玻璃鋼工藝及樹脂澆鑄工藝中,為了降低成本,改善樹脂某些性能   (如耐磨性、自媳性、提高強度等等)。往在在樹脂中加人一些填料,填料種類繁多,主要有粘土、碳酸鈣、白云石、石英砂、金屬粉(鐵、鋁)、石墨、聚氯乙烯粉等。
   在糊制玻璃鋼垂直或傾斜的部件時,為了不使樹脂“流膠”,在樹脂中加入一些活性Si02填料(稱為觸變劑)。由于活性Si02的比表面很大,就使樹脂有觸變性。即當樹脂受到外力時寸流動、這樣在成型某些玻璃鋼部件時,就可避免樹脂流失。
(2) 顏料糊 
   在某些場合,為了使玻璃鋼色澤美觀,一般在聚醋樹脂中加入無機顏料。在所使用的色料中一般不用有機染料,這是因為在樹脂固化過程中會使色澤有大幅度的變化。碳黑在一般情況下也不使用。因為它對聚酯有阻聚作用。制成的各種聚酯混用的顏料糊。顏色有黃、橙、 紅、綠、藍、乳白、淡藍、淡黃、、灰白、白、黑色等各種顏色。
 (3)泡沫塑料
  常常用沫塑料與玻璃鋼制成夾層結構。泡沫塑料是氣體填充的輕質高分子材料。泡沫塑料中的氣體相互連通的稱為通孔結構;氣體互不相通的稱為閉孔結構。閉孔結構的泡沫塑料的吸水性、透水性、導熱系數均比通孔結構的小。而強度和剛度則比通孔結構高。泡沫塑料中的氣體含量和氣體均勻情況對質量影響很大,一般孔細而均勻的比孔大和氣孔不均勻的結構的拉、壓強度高。泡沫塑料的容重和強度與氣體含量接有關,氣體含量越多,容重越小,強度越低。
第二篇   工作要求
第三章 生產準備
第一節、勞動保護與生產工具準備
一、勞動保護
在玻璃鋼生產中,由于玻璃鋼所用的化工原材料在不同程度上具有毒性。有些原料如苯乙烯及有機溶劑揮發性很大,極易在空氣中擴散揮發,當操作人員長期接觸或吸入量過大后,就會引起皮膚過敏,頭暈等。此外,玻璃鋼的切削和打磨所產生的粉塵和玻璃纖維、填料的飛揚問題,機械設備、電氣設備的安全保護問題,在組織玻璃鋼生產時,必須充分重視。
(1)安全衛生及勞動保護
在制作玻璃鋼時,有害物質是通過直接接觸人體或吸入人體內來危害人的健康的。某些藥品(如過氧化物、乙醇、丙酮等)易燃、易爆,若管理不善,也會引起火災或爆炸造成傷亡事故,因此在組織玻璃鋼生產時,必須采取有效的預防措施。
(2)預防措施
    包括對建筑物的要求、防護品的使用、過敏反應與治療等。

第二篇   工作要求
二、生產工具準備
    進入生產現場,準備進行生產前,需穿好工作服、戴好口罩、手套等必須勞動保護用品。
    為了使手糊操作工作得以順口進行,確保制品質量,生產前需要準備一些工具。常用的工具有毛刷、刮板、羊毛輥、浸膠輥、剪刀、榔頭等,還需要為配料準備架盤天平、臺秤及量桶、量杯等容器。 
(一)毛刷 
   要求使用特制的玻璃鋼專用毛刷,該種毛刷的鬃毛,粘接牢固,不易脫毛。如果使用普通油漆刷子,因其容易脫毛,在操作時,脫落的鬃毛會夾雜在制品內,影響制品的外觀質量,故不宜使用。玻璃鋼專用毛刷的規格有2吋(51mm),2.5吋(64mm)及3吋(76mm)等規格。
(二)刮板
   一般用玻璃鋼平板、硬質泡沫塑料等材料制作而成,作為浸膠成型時用。刮板的工作面要在下面墊有平板玻璃的砂紙上磨成一定的角度,而且要平直。 

第二篇   工作要求
(三) 羊毛輥
      它是由直徑與長度各異的毛輥、鋼支架及手柄等組成。毛輥有長毛和短毛兩種。常用的規格有:長4吋(102)mm、6吋(152mm)及8吋(203mm)等,毛厚3.2mm、13mm及19mm等。它是手糊上膠的必要工具,對某些較大型且結構不十分復雜的制品,如玻璃鋼整體衛生間、活動房、大型罩殼等成型時,作浸漬增強材料時用,因其操作時受力均勻,接觸面積大,浸膠速度快,效果好,與毛刷相比,能提高工作效率好幾倍,是一種比較理想的成型工具。
(四)浸漬輥子
     其結構同油漆毛輥相似,不同的是將毛輥子換成帶槽的帶薄片的整體式輥子(其所用材料有金屬和塑料等),它亦有鋼支架及手柄。
它有直徑各異的各種不同規格。(一般直徑有13mm、19mm、25mm及51mm;長度有76mm、152mm和203mm等)
     金屬或塑料浸膠輥,是使用表面氈、短切氈、連續氈作增強材料時必不可少的工具,因為這種輥子能迅速而較易地把氣泡滾壓出去,該種輥子是有若干薄片經組合而成的。各種浸膠輥子使用后必須用丙酮清洗干凈,并妥善保管好。
(五)架盤天平與臺秤
      這是配置膠液時,能按照配比準確稱量各組分,從而保證制品質量的計量器具。應經常保持計量器具的清潔,以保持稱量的準確。
第二篇   工作要求
(七)軟布與剪刀
      軟布為清洗模具及拋光等用;操作中常需把布剪開,這就離不開剪刀。各種軟布應保持清潔,用作上臘后拋光的軟布應經常用洗衣粉清洗干凈,防止發硬,影響操作;剪刀口容易變鈍,故需要經常打磨,保持鋒利,便于操作。用后各自保管好。
(八)橡膠榔頭、木榔頭與楔子
      以上均為脫模時常用的工具。楔子是用來把模具內的制品取出來而不損壞模具或制品。采用楔子能消除擦傷,減少損壞和修補。楔子可以采用木材或結實耐用的硬塑料制成,硬塑料楔子具有良好的抗磨性。
此外,如生產量大,每天所用膠衣較多時,可配備電動攪拌裝置;在使用組合模糊制產品時,需配備一些拆裝工具(如扳手、鋼絲鉗、螺絲刀等);修補模具或制品時,需要備用鏟刀、銼刀、小砂輪等工具。

第二篇   工作要求
第二節 查看交接班記錄和檢查生產現場
     每次接班時,必須仔細查看交接班記錄,檢查生產現場的模具、設備、工裝、工具、水、電、汽等是否處于正常狀態。發現異常及時報告相關部門和人員,及時進行處理,確保生產的順利進行。
第三節 物料準備
     每次生產操作前,根據生產任務單、原材料預算(核算)單,應核對生產現場原材料剩余情況,如有空缺和不能完全滿足生產要求時,及時與材料員溝通,以便領用或制定原材料需求計劃。模具工裝和配件準備
一、模具準備
(一)模具的修補
手糊成型工藝采用最多的是玻璃鋼模具。將處理好的模具,安放在生產現場,必要時用壓縮空氣、軟布、毛刷等工具對模具表面進行清理雜物的工作,并在糊制前先檢查模具表面質量狀況是否合格,如果有損壞,需進行修補,修補方法如下:
1. 先將破損處清除,刮除受損傷表面,露出新的表面;
2. 用丙酮清洗缺損處,并干燥之;
3. 如果缺損處比較大,可以用樹脂膩子加少量短切纖維填補,使表面低于原表面并  固化;
4. 用膠衣樹脂加入與模具相同的顏料糊進行二次修補,并固化;
5. 用水砂紙打磨表面,并拋光,如果不滿意可進行二次、三次修補。
模具的修補是一項技術性要求很高的工作,需要有豐富實踐經驗的人才能完成。

第二篇   工作要求
(二)模具清理
     將模具上脫模后遺留的殘膠,用扁鏟小心鏟除,注意不能損壞模具表面,聚乙烯醇脫模劑可以使用水清洗,然后擦干待用。
(三)模具組裝
     如果模具由多塊組成,則需要組裝在一起,要注意組裝定位,合?p隙不能過大,必要時用膠帶貼封,防止流膠粘模,脫模部件要裝好,頂出塊要放平。
二、工裝的準備
(一)定位工裝
對于組合模具或陰陽模,塊與塊之間、陰模與陽模之間的拼裝與組合,為了保證拼裝尺寸的準確,常常制造一些定位工裝焊接或通過螺栓連接固定在模具上,以保證模具拼裝合模到位。
(二)合模工裝
對于體積較大或比較重的模具,由于人工搬運不方便,往往設計一些合模、脫模工裝,以便于迅速、準確、省時省力的進行合模、拆模。
三、配件準備
對于一些復雜的制品或者大型的玻璃鋼制品,往往在制品生產過程中,需要在不同的工序或階段預埋或粘結一些配件。生產前必須檢查這些配件是否備齊足夠的數量,并檢查配件質量是否符合工藝要求。
第四章 生產操作
第一節 增強材料裁剪
     增強層的材料應根據產品的技術要求事先選好,所用的短切氈、方格布的類型(即中堿、無堿),厚度以及所用樹脂的牌號、種類等在糊制前要嚴格核對,以免將材料用錯,造成不必要的損失。
玻璃布裁剪需要經過以下步驟:
一、裁布臺  
    增強材料的裁剪需要一個適當面積的裁布臺,把玻璃鋼鋪在臺面上量尺寸裁剪。
二、裁布工具
    主要是尺子、剪刀和裁布刀。
三、檢查
    裁布前應檢查原材料的規格、厚度是否滿足要求;觀察表面是否有油污、雜物、不均等;用手感覺是否已經吸濕,若已吸濕則需烘干后再使用。
四、裁剪
    根據產品的形狀、面積,設定好裁剪尺寸,再在臺上裁剪。布邊過硬時要裁掉。形狀復雜或單片的可用剪刀,F狀單一,數量大的布片,特別是短切氈片,可以將氈疊在一起,用裁剪刀一次切割數層。
五、標記
    不同規格尺寸的布,可做好記號分別放置,避免糊制時產生混亂,影響操作效率。
第四章 生產操作
第二節 膠液配置
       膠液的配置包括膠衣的配置和不飽和聚酯樹脂膠液的配置,具體步驟如下:
一、膠衣的配置
    用透明膠衣加入顏料糊配置膠衣時,應將一套或者一批產品的用料一次配出,避免因多次配制出現顏色不一致的現象。
二、配膠工具
    常用的配膠工具有:塑料桶、塑料盆、塑料杯、量桶、攪拌棒、攪拌器等。
三、膠液配置
     配膠的數量按照產品用量和一次糊制的用量配制,少量可以用盆配置手工攪拌;大量則需要用大桶,并用攪拌器攪拌均勻后方可使用。
     配膠時促進劑、固化劑分別用量桶計量加入,且一次只能加入一種,攪拌均勻后方可加入另一種,否則會出現兩種輔助材料直接混合發生劇烈反應而燃燒和爆炸。
第四章 生產操作
 如果膠液中有填料加入,則需要經常攪拌,以免填料沉淀分層。
促進劑的用量隨著環境溫濕度的變化,根據樹脂的規格牌號,進行合理的調節。
    每次配膠之前,應先取少量樹脂做小樣凝膠試驗,測試其凝膠時間;然后根據小樣試驗結果確定當天適宜的配比以控制糊制操作時間,防止固化過快或過慢。
    以上膠液的配制系指不飽和聚酯樹脂。對環氧樹脂則需要按環氧樹脂的要求進行,應環氧樹脂固化劑的配比范圍比較小,配置時固化劑的用量要嚴格按比例加入,不可以隨意增減,避免造成固化不良。
第三節  手糊工藝
一、膠衣的噴涂和涂刷
       膠衣層制作質量的好壞,直接影響制品的外在質量以及耐候性、耐水性和耐化學介質侵蝕性等,故在膠衣層噴涂或涂刷時應注意以下幾點:
(1)配置膠衣樹脂時,要充分混合,特別是使用顏料糊時,若混合不均勻,會使制 品表面出現斑點和條紋,這不僅影響外觀,而且還會降低它物理性能。為此應盡可能采用機械攪拌進行混合,且最好用不產生漩渦的混合機,以避免混進空氣。
(2)膠衣可以用毛刷或專用噴槍來噴涂。噴涂時應補加5~7%的苯乙烯以調節樹脂的粘度及補充噴涂過程中揮發損失的苯乙烯。
(3)膠衣層的厚度應控制在0.3 ~ 0.5mm 之間,通常以單位面積所用的膠衣質量來控制,即膠衣的用量為350~550g/㎡,這樣便能達到上述要求的厚度。
     
第三節  手糊工藝
   膠衣層的厚度要適宜,不能太薄,但也不能太厚,如果膠衣太薄,可能會固化不完全,并且膠衣背面的玻璃纖維容易顯露出來,影響外觀質量,起不到美化和保護玻璃鋼制品的作用;若膠衣過厚,則容易產生龜裂,不耐沖擊,特別是經受不住從制品反面方向來的沖擊。膠衣涂刷不均勻,在脫模過程中也容易 引起裂紋,這是因為表面固化速度不一,而使樹脂內部產生應力的緣故。
(4)膠衣要涂刷均勻,盡量避免膠衣局部積聚。
(5)膠衣層的固化程度一定要掌握好。
     檢查膠衣層是否固化適度的最好辦法使采用觸摸法即用干凈的手指觸及一下膠衣層表面,如果感到稍微有點發粘但不粘手時,說明膠衣層已經基本固化,這時可進行下一步的糊制操作,以確保膠衣層與背襯層的整體性。
第三節  手糊工藝
二、工藝路線的確定
       工藝路線關系到產品質量、產品成本、生產周期(生產效率)等各方面的因素。因此,在組織生產前,必須對產品使用時的技術條件(環境、溫度、介質、載荷……等),制品結構、生產數量及施工條件等進行全面的了解,經過分析研究,才能確定成型工藝方案。
        一般來說,應從一下幾個方面考慮:
根據產品幾何形狀、生產數量、確定模具的結構形式和模具材料。
根據產品使用要求,合理選用原、輔材料、配方和鋪層方法。
根據氣候條件、任務緩急、確定固化方式。
第三節  手糊工藝
三、工藝設計的主要內容
(1)根據產品的技術要求來選擇適宜的材料(增強材料、結構材料及其它輔助材料等)。在原材料的選擇時,主要考慮一下幾個方面:
   ① 產品是否接觸酸、堿性介質,介質的種類、濃度以及使用溫度、接觸時間等。
   ② 是否有透光、阻燃等性能要求。
   ③ 在力學性能方面,是動載荷還是靜載荷。
   ④ 有無防滲漏及其它特殊要求。
第三節  手糊工藝
三、工藝設計的主要內容
(1)根據產品的技術要求來選擇適宜的材料(增強材料、結構材料及其它輔助材料等)。在原材料的選擇時,主要考慮一下幾個方面:
   ①產品是否接觸酸、堿性介質,介質的種類、濃度以及使用溫度、接觸時間等。
   ②是否有透光、阻燃等性能要求。
   ③在力學性能方面,是動載荷還是靜載荷。
   ④有無防滲漏及其它特殊要求。
第三節  手糊工藝
四、玻璃鋼層的糊制
    糊制是手糊成型工藝的重要工序,必須精細操作,做到快速、準確、樹脂含量均勻、無明顯氣泡、無浸漬不良、不損壞纖維及制品表面平整,確保制品質量。質量的好壞,與操作者的熟練程度和工作態度認真與否關系極大,因此,糊制工作雖然簡單,但要把制品糊制好,則不是太容易的事情,應認真對待。
(一)厚度的控制 
    玻璃鋼制品的厚度控制,是手糊工藝設計及生產過程中都會碰到的技術問題,當我們知道某制品所要求的厚度時,就需進行計算,以確定樹脂、填料含量及所用增強材料的規格、層數。然后按照以下公式進行計算它的大致厚度。
     
第三節  手糊工藝
 t=(G1n1+G2n2+……)×(0.394+0.909k1+0.4×k1k2)

式中:-玻璃鋼的計算厚度(mm);
    G1、G2-各種規格的布或氈的單位面積質量(kg/㎡);
    n1、n2-各種規格的布或氈的層數;
    0.394-纖維基材的厚度常數;
    0.909-聚酯樹脂的厚度常數;
    0.400-填料的厚度常數;
    k1-樹脂含量對玻璃纖維含量的比數;
    k2-填料含量對樹脂含量的比數。

簡化公式:


第三節  手糊工藝
(二)樹脂用量的計算   
玻璃鋼的樹脂用量是一個重要的工藝參數,可以用用下列兩種方法進行計算。
(1)根據空隙填充原理計算,推算出含膠量的公式,只有知道玻璃布的單位面積質量和相當厚度(一層玻璃布想當于制品的厚度),便可以計算出玻璃鋼的含膠量:
式中:   x-需要膠量(g/㎡);
        G-玻璃布質量(g/㎡);
        H-相當厚度(cm);
            -玻璃密度(g/cm3),取2.55 g/cm3;
            -樹脂密度(g/cm3),取1.20 g/cm3;
        10000- ㎡換算成c㎡的系數。
第三節  手糊工藝
(2)用先算出制品的質量,確定玻璃纖維質量的百分含量后計算。
  ① 制品質量=纖維增強塑料密度×制品表面積×厚度;
     玻璃纖維質量=制品質量×玻璃纖維質量百分含量;
     樹脂質量=制品質量-玻璃纖維質量。
     
  ② 制品質量=玻璃纖維質量÷玻璃纖維百分含量;
     樹脂質量=制品質量-玻璃纖維質量。

     糊制時所需的樹脂用量可以根據玻璃纖維的質量來估算。
     短切氈,其含膠量一般控制在65~75%之間,玻璃布含膠量一般控制在45~55%之間,從而保證制品的質量。
第三節  手糊工藝
(三) 玻璃布糊制
     帶膠衣層的制品,膠衣中不能混入雜質,糊制前應防止膠衣層與背襯層之間有污染,以免造成層間粘接不良,而影響制品質量。膠衣層可用表面氈來增強。糊制時應注意樹脂對玻璃纖維的浸漬情況,首先使樹脂浸潤纖維束的整個表面,然后使纖維束內部的空氣完全被樹脂所取代。保證第一層增強材料完全浸透樹脂并緊密貼合,這一點非常重要,特別對某些要在較高溫度條件下使用的制品尤為重要。因為浸漬不良及貼合不好會在膠衣層周圍留下空氣,而這種留下的空氣在制品固化處理和使用過程種會應熱膨脹而產生氣泡。  
第三節  手糊工藝
   糊制時,先在膠衣層或模具成型面上用毛刷、刮板或浸漬輥子等手糊工具均勻地涂刷一層配制好的樹脂,然后鋪上一層裁剪好的增強材料(如斜條、薄布或表面氈等),隨之用成型工具將其刷平、壓緊,使之緊密貼合,并注意排除氣泡,使玻璃布充分浸漬,不得將兩層或兩層以上的增強材料同時鋪放。如此重復上述操作,直達到設計所需的厚度為止。   
 
    若制品的幾何尺寸比較復雜,某些地方增強材料鋪放不平整,氣泡不易排除時,可用剪刀開豁口,并使之貼平,應當注意每層剪開的部位應錯開,以免造成強度損失。
    對有一定角度的部位,可玻璃纖維和樹脂填充。若產品某些部位比較大,可在該處適當增厚或加筋,以滿足使用要求。
    由于織物纖維方向不同,其強度也有不同。所用玻璃纖維織物的鋪層方向及鋪層方式應該按工藝要求進行。
第三節  手糊工藝
 (四)搭縫處理
      同一鋪層纖維盡可能連續,忌隨意切斷或拼接,但由于產品尺寸、復雜程度等原因的限制難以達到時,糊制時可采取對接式鋪層,各層搭縫須錯開直至糊到產品所要求的厚度。糊制時用毛刷、毛輥、壓泡輥等工具浸漬樹脂并排盡氣泡。
     如果強度要求較高時,為了保證產品的強度,兩塊布之間應采用搭接,搭接寬度約為50mm,同時,每層的搭接位置應盡可能的錯開。
(五)短切氈的糊制  
     當用短切氈作增強材料時,最好使用不同規格的浸漬輥子進行操作,因為浸漬輥子對排除樹脂中的氣泡特別有效。若無此種工具而需用刷子進行浸漬時,要用點刷法涂刷樹脂,否則會把纖維弄亂,使纖維移位,以致分布不均勻,造成厚薄不一。鋪在內部深角出的增強材料,如果用刷子或浸漬輥子難使其緊密貼合時,則可以用手抹平壓緊
    糊制時,用涂膠輥將膠液涂在模具表面上,然后手工將裁好的氈片鋪在模具上并抹平,再用膠輥上膠,來回反復輥壓,使樹脂膠液浸入氈內,然后用膠泡輥將氈內的膠液擠出表面,并排出氣泡,再糊制第二層。若遇到彎角處,可以手工將氈撕開,以利于包覆,兩塊氈之間的搭接約為50mm。
第三節手糊工藝
(六)厚壁產品的糊制
        制品厚度在8毫米以下的產品可一次成型,而當制品厚度大于8毫米以上時,應分多次成型,否則會因固化散熱不良導致制品發焦、變色,影響制品的性能。多次成型的制品,第二次糊制時,應將第一次糊制固化后形成的毛刺、氣泡鏟掉后方可繼續糊制下一鋪層。
      一般情況下,建議一次成型厚度不要超過5mm。
      當然也有為成型厚璧制品而開發的低放熱、低收縮樹脂,這種樹脂一次成型的厚度比較大一些。
2007年1月5日星期五
第四節、固化及脫模
一、制品的固化
      手糊成型的玻璃鋼制品,通常采用常溫固化的樹脂系統。手糊成型的操作環境一般要求達到以下條件:溫度不低于15℃,濕度不大于75%。
正常條件下,固化分為凝膠、固化及加熱后處理三階段。
    凝膠是粘流態樹脂到失去流動性而形成的軟膠狀。
    固化可分為硬化及熟化兩段時間。
    制品從凝膠到具有一定硬度,以至于能從模具上將制品脫下來,這時制品的固化度一般可以達到50~70%,這時稱為硬化時間;制品脫模后在大于15℃的自然環境自然固化1~2周,使制品具有一定的力學性能、物理和化學性能可供使用,這時成為熟化時間。這時固化度可以達到85%以上,熟化通常在室溫進行,亦可采用加熱后處理的方法來加速。例如在80℃下加熱處理3h。為了提高玻璃鋼自己品的生產周期,提高模具的利用率,加速硬化時間,常常采用加熱后處理措施。
     對聚酯玻璃鋼而言,熱處理溫度不應超過120℃,一般控制在50~80℃之間,由于熱處理溫度與樹脂的耐熱溫度有關,所以耐熱溫度高的樹脂,熱處理溫度可以高一些,耐熱溫度低的樹脂,熱處理溫度可以低一些。
      制品的固化程度與溫度、時間成正比,適當提高環境溫度或把制品置于陽光、紅外線等照射下,可加速制品固化反應,提高模具周轉率,縮短生產周期。
有一點要著重指出,就是在進行后固化之前(特別是后固化溫度超過50℃時),應該將制品在室溫下至少放置24h,然后再進行后固化處理。
第三節  手糊工藝

表4-1 凝膠和后固化之間的時間間隔對性能的影響





     


       表4-1是樹脂凝膠到開始進行后固化處理之間相隔時間長短對制品性能的影響,從表可以看出,如果從樹脂凝膠到開始進行后固化處理之間相隔時間越長,那么吸水率越小,所用制品的性能也就越好。

第三節  手糊工藝
    當玻璃鋼制品要求在較高的溫度下使用時,要選擇耐高溫的熱固化配方,手糊作業完成后,把制品置于一定溫度條件下使之固化。在進行后固化處理時,升溫速度緩慢,有利于樹脂大分子結構的形成,升溫速度過快,溫度過高,會導致樹脂暴聚,影響制品的性能。
    對于某些幾何形狀糊制、裝配精度要求較高的制品,后固化處理時,應該用與其幾何形狀一致的支架托住,以防加熱變形、翹曲。
    加熱處理的方式應根據制品外形尺寸及模具 材料等因素考慮確定,一般小型玻璃鋼制品,可以在烘箱內加熱處理;稍微大一些的制品可以放入烘房內處理,大型制品則多采用加熱模具或紅外線加熱等。
    若模具能傳熱,可采用加熱模具進行后固化。其加熱方法有:把熱源布置在模具內;把熱源布置在模具外;把熱源放在模具底部。
    若模具材料不傳熱,則可采用紅外線加熱。它是把紅外燈裝在有保溫層的活動罩上,紅外燈與制品間距離可隨意調節,最高溫度可達150℃,但這種方法電耗量較大,每立方米加熱面的電耗量為2~3kw,比模具加熱要高4~5倍。
第三節  手糊工藝
二、制品脫模
   當產品固化至脫模強度時方可脫模,一般在常溫下自然固化24小時以上。根據選用的樹脂固化體系來確定脫模時機。若采用機械脫模要注意安全,若采用人工脫?捎媚拘ㄗ拥缺炔Aт摬牧嫌捕刃〉牟牧厦撃,脫模時應注意不損傷模具和產品,禁止重擊或重摔模具。
    脫模是手糊玻璃鋼制品工藝中關鍵的工序。脫模的好壞直接關系到產品的質量和模具的有效利用。當然,脫模的好壞還取決與模具的設計;模具的表面光潔度;脫模劑和涂刷的效果;此外還取決于脫模的技術。
    手糊玻璃鋼制品一般采用氣脫,頂脫、水脫等方法。 
(1)壓縮空氣脫模
     氣脫即將氣嘴事先安裝在模具上,如果氣嘴通過膠管與氣泵相連,脫模時通過氣嘴,將壓縮空氣壓入模具與產品的界面縫隙中,隨著壓縮空氣的不斷進入即可將產品頂出來。打壓時可用橡皮錘輕輕敲打氣孔處,使氣體迅速進入。該脫模方法對大面積產品非常有效。
(2)頂出裝置脫模
    頂出脫模是將頂出件事先糊制在模具上,脫模時轉動螺桿,頂出塊即向外移動,從而將產品頂出。該法對厚壁產品更有效。
(3)水壓脫
    即在氣嘴中注入0.4~0.6MPa的水,也可以將產品脫下,因為水可以溶解脫模劑,比如采用聚乙烯醇脫模劑。結構簡單的產品不必安裝脫模件,產品固化后用扁鏟沿扁輕輕地撬開即可脫下。
脫模時千萬不要用鐵錘用力敲打模具,因容易將產品和模具的膠衣振裂。
第五節 后處理
  手糊玻璃鋼制品脫模后需要進行諸如切邊、修整、加工、開孔、試裝配等一系列后處理工作。
一、切邊 
  切邊的方法有兩種:
(1)半固化時切邊
    在產品半固化狀態(固化度50%左右),用剪刀或扁鏟沿著模具的邊,將毛邊像皮革一樣切除,這種方法簡單有效,但裁刀要快,切割時間要掌握好。
(2)固化后切邊
   產品固化脫模后,用金剛石砂輪沿畫線切割,切割時加水可以使切口平滑,同時也可以減少污染。但這種方法必須事先留出加工余量,切割人的技術也要熟練,否則容易將產品切壞。
第五節 后處理
二、加工
    玻璃鋼制品除了切邊外還需要進行進一步的加工:即磨邊、去毛刺、切斷、開孔。
(1)磨邊與去毛刺
    用角向磨光機將毛面的玻璃鋼制品表面的毛刺打掉,將凸起的膠塊打平,修整切邊、倒角等。
(2)切割
    多數采用無鋸齒(也稱云石鋸),加水切割,不僅切割效率高,而且切口光潔。也可鋼鋸沿膠衣表面用力鋸開,但鋸口不光潔,效果不好。
  
第五節 后處理

  (3) 開孔
    開孔可以使用無齒鋸切割。圓孔的開孔比較復雜,小孔可以使用電鉆,用普通鉆頭或者金剛石鉆頭打開,直徑在20mm以下的孔都可以采用此法。打孔時應從膠衣面開始。開始用小鉆頭開孔的孔徑光滑,效果好。
    中型孔,直徑在30~100mm的孔,可以使用開孔器。薄壁產品用金屬開孔器即可。厚壁則需金剛石開孔器,但是這種開孔器需事先按尺寸事先定購。
(4)試裝配
    有些玻璃鋼制品由于外形尺寸比較大,考慮到運輸、裝配需要往往設計成拼裝結構。片與片之間通過法蘭或者連接件連接。為了了解安裝后的效果,往往選擇一個場地將各片用螺栓連接起來。根據試裝后的效果進行必有的調整和調試。
第六節 模具翻制
一、模具的種類
(一)按模具的材料分類
(1)金屬模具 
(2)木模
(3)石膏模
(5)橡膠模具 
(6)石臘模具 
(7)玻璃鋼模具 
(8)硬質泡沫塑料模 
(9) 紅砂模 
(10) 水泥模 
第五章 制品質量檢驗與修補 
第一節 制品檢查
      玻璃鋼制品的質量,除結構設計和原材料選擇正確與否外,最終取決于操作人員對產品質量的責任感,因此嚴格遵守操作規程是保障質量的最重要的一個方面。
      制品制造工序的質量控制,主要在以下幾個階段:樹脂混合物、增強材料、輔助材料、脫模劑、膠衣等主要原材料的準備;模具處理、涂脫模劑;用手糊法鋪敷各層材料;制品固化、脫模;制品缺陷防止和補救。對以上各作業階段,都應針對質量要求作出具體規定。
一、常用原材料的檢驗項目及其方法(見下圖)

第五章 制品質量檢驗與修補
(三)、內部缺陷無損檢測
    內部缺陷常用X射線照相、超聲波探傷等方法來進行非破壞性檢驗。
(1)X射線照相法
   該法是利用X射線對物體有一定的穿透力,以及能使底片感光的特點而建立的一種無損探傷方法。同一波長的X射線對厚度不同的物體穿透力也不同。當將照相底片放在物體后面進行透射時,物體內部疏松、雜質、氣孔等缺陷就會由X射線的通過情況而反映在照相底片上。底片經化學處理后就以明、暗不同的形象反映出玻璃鋼內部存在的裂縫、樹脂聚集、皺褶、空洞、氣泡、夾雜物等缺陷。
第五章 制品質量檢驗與修補
(2)超聲波探傷法
   X射線照相法僅可獲得缺陷的平面圖形,超聲波探傷還可以判斷出缺陷所在的深度。要想得到缺陷的平面圖形和深度位置,就需要把這兩種方法結合起來使用。
超聲波之所以能探傷,是由于它在固體介質中傳播是方向性好,當它遇到不同的聲阻抗的分界面時,就會產生反射,如果利用電子設備將反射的信號記錄下來,就可發現不同聲阻抗界面,從而探出內傷。
   最后,按不同使用要求,還可對產品增加不同內容的性能檢驗方法。
第五章 制品質量檢驗與修補
(四)理化性能檢驗
  玻璃鋼的理化性能檢驗主要包括以下方面:
(1)力學性能檢驗:如彎曲強度、模量;拉伸強度、模量;抗壓強度、沖擊強度等。
(2)光學性能:如透光率、折射率。
(3)熱學性能;如比熱、導熱系數、熱變形溫度、耐燃性、自熄性等。
(4)電性能;如表面電阻、體積電阻、擊穿電壓、介電常數、耐電弧性。
(5)化學性能和耐介質性能等:如耐水性、耐溶劑性、耐酸性、耐堿性、   耐油性。
(6)其它性能:如比重、硬度、耐磨耗性、孔隙含量、聲透過損失。
     關于玻璃鋼的理化檢驗我國以建立了一系列的檢驗標準,對玻璃鋼制品的內在質量起到了一個很好的監督檢測作用。由于這些理化檢驗手段都要依賴于相應檢測設備,因此檢驗的成本和檢驗周期都比較長。




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