什么叫玻璃鋼和玻璃鋼的基本成型工藝
玻璃纖維增強塑料俗稱(chēng)玻璃鋼。以不飽和聚酯樹(shù)脂為基體制作的增強塑料,稱(chēng)為不飽和聚酯樹(shù)脂玻璃鋼(以下簡(jiǎn)稱(chēng)玻璃鋼)。它以?xún)r(jià)格低廉,工藝性好,固化后綜合性能好,越來(lái)越廣泛的應用于建筑、防腐、造船、交通運輸、汽車(chē)行業(yè)、電器工業(yè)等方面。汽車(chē)工業(yè)不但可用做裝飾件,還可以做為結構材料應用。尤其在小批量生產(chǎn)中,采用玻璃鋼制品可降低成本,縮短生產(chǎn)周期,減小工裝費用,提高零件質(zhì)量?,F在汽車(chē)也越來(lái)越多的采用玻璃鋼零件。
1車(chē)間的條件
1.1車(chē)間應通風(fēng)良好并保持干燥,相對濕度應小于80%。
1.2溫度應在15℃-25℃,并避免過(guò)堂風(fēng)。否則易造成苯乙烯揮發(fā)量過(guò)大,使樹(shù)脂固化不完全,制品表面發(fā)粘。
1.3工作場(chǎng)所不得有明火,不得吸煙。
2材料保管
2.1庫房溫度應低于20℃。樹(shù)脂保管期不得超過(guò)其貯存期,玻璃纖維應放在干燥的地方。促進(jìn)劑也不得超過(guò)其貯存期。
2.2樹(shù)脂、固化劑應該存放在遠離工作場(chǎng)所的陰涼地方。固化劑與促進(jìn)劑應遠離。固化劑不能與紙張、棉花或其他纖維素織物接觸,否則易引起自燃。
3工具
玻璃鋼生產(chǎn)中需要的工具有:天平、塑料桶、配膠桶、膠桶、帶刻度滴管、毛刷、剪刀、橡膠手套、曲線(xiàn)鋸、銼刀、輥子及一些自制的小型工具。毛刷、剪刀、輥子使用完畢之后都要馬上用X-1稀釋劑或丙酮清洗干凈。
4工藝裝備(成形模)的選擇
4.1按照零件外觀(guān)要求選擇陰模成型或陽(yáng)模成型,貼胎面為光滑面。
4.2按照圖紙或樣板制造生產(chǎn)母模。
4.3按照生產(chǎn)母模制造成型模。
4.4成型模和母模的材質(zhì)可以是金屬、木質(zhì)、石膏、環(huán)氧樹(shù)脂加填料以及玻璃鋼等。
5樹(shù)脂種類(lèi)的選擇
不飽和聚酯樹(shù)脂是指具有線(xiàn)型結構的可溶的、分子量不高而主鏈上同時(shí)具有重復酯鍵和不飽和雙鍵的有機高分子化合物。成品出廠(chǎng)時(shí)的狀態(tài)是線(xiàn)型不飽和聚酯的苯乙烯溶液,不能長(cháng)期保存,其固化后產(chǎn)物為苯乙烯與不飽和聚酯的體型結構共聚物,具有不溶不熔的特性。由于分子結構不同,其產(chǎn)品性能也不盡相同。所以有不同的樹(shù)脂牌號,按性能可分為通用型、防腐型、自熄型和耐熱型等。汽車(chē)工業(yè)中常用的為通用型有306#、307#等,其性堅硬剛性較大,可用于做玻璃鋼制品。196#樹(shù)脂為柔性樹(shù)脂,可改善玻璃鋼制品的脆性,所以汽車(chē)零件中大多采用196#樹(shù)脂成型。有特殊性能要求的零件也可采用其它類(lèi)型的樹(shù)脂,如7901#、199#等。
6促進(jìn)劑、固化劑的選擇
6.1固化劑:固化劑使用時(shí)需攪拌均勻。(1#固化劑為過(guò)氧化環(huán)己酮二丁酯糊;2#固化劑為過(guò)氧化苯甲酰二丁酯糊)
6.2促進(jìn)劑:1#促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷苯乙烯溶液,紫色液體。2#促進(jìn)劑為二甲基苯胺,汽油狀微黃色液體。
6.3使用條件:1#和2#固化劑分別與1#、2#促進(jìn)劑配合使用,1#固化劑和促進(jìn)劑系統,固化速度較慢,適用于環(huán)境溫度較高時(shí)使用。2#固化劑和促進(jìn)劑系統,固化速度較快,適用于環(huán)境溫度較低時(shí)使用。1#、2#固化劑、促進(jìn)劑不能交*使用。
6.4固化劑、促進(jìn)劑對膠凝時(shí)間的影響,如表1、表2,可作為選擇配方的參考。其中,膠凝時(shí)間指從膠液加入促進(jìn)劑開(kāi)始(膠液中預先已加入固化劑)到樹(shù)脂變成軟膠狀而不能流動(dòng)的時(shí)間。
表一溫度20℃,1#固化劑、促進(jìn)劑對膠凝時(shí)間的影響
樹(shù)脂重量100100100100100100100
1#固化劑4321432
1#促進(jìn)劑11110.50.50.5
膠凝時(shí)間(分)21283681293646
表二溫度20℃,2#固化劑、促進(jìn)劑對膠凝時(shí)間的影響
樹(shù)脂重量100100100100
2#固化劑2222
2#促進(jìn)劑0.511.52
膠凝時(shí)間(分)99523322
7增強劑
玻璃纖維為主要增強劑。包括表面氈,短切纖維氈及各種布。增強劑的含量將影響玻璃鋼制品的性能。增強劑含量過(guò)少會(huì )影響制品的剛性,使脆性過(guò)大。含量過(guò)多,易造成制品浸漬不良,產(chǎn)生分層。制品韌性差。手糊主要采用無(wú)捻織物及短切氈等。
7.1表面氈:定長(cháng)單絲粘結成很簿的一種氈,它浸膠速度快且能吸收比較多量的樹(shù)脂,復蓋適宜性好??捎糜阡亸筒Aт撝破繁砻?,掩蓋玻璃纖維,增強膠衣樹(shù)脂層的強度,使制品表面光滑。
7.2短切纖維氈:由一定長(cháng)度的短切纖維,在平面上均勻地交錯迭織之后,用粘結劑將其粘緊而成的一種氈??晌沾罅繕?shù)脂,可以與無(wú)捻織物混合使用或單獨使用。
7.3平紋布、斜紋布:這兩種布除氣泡性好,浸膠易透,鋪復性好。厚度有0.1mm;0.2mm;0.3mm;0.4mm等。復蓋制品表面,可增加制品美觀(guān)。
7.4可根據零件外觀(guān)要求和結構,采用不同厚度的氈和布。一般應采用第一層用表面氈,第二層用短切氈,之后使用平紋布直至厚度的結構。特殊情況可由工藝視情況選擇。
8觸變劑
觸變劑主要有氣相SiO2(白碳黑)、滑石粉、木粉等。在室溫較高時(shí),膠的流動(dòng)性較大,生產(chǎn)中易造成流膠。為改變此種狀況,可加入白碳黑或滑石粉。加入量由工藝視具體情況而定。
9膠衣樹(shù)脂及聚脂色漿
9.1膠衣樹(shù)脂:為改變玻璃鋼制品的表面光亮度,提高耐蝕性、耐熱性、耐水性及耐候性,延長(cháng)制品使用壽命,制品表面做一層樹(shù)脂含量較高的面層,稱(chēng)為膠衣層。膠衣樹(shù)脂就是面層的專(zhuān)用樹(shù)脂。使用權時(shí),固化劑,促進(jìn)劑的使用量與其他樹(shù)脂相同。
9.1.1制品涂層厚度:零件的膠衣層厚度為0.25mm-0.4mm,即每平方米300克-400克。
9.1.2模具涂層厚度:模具的膠衣層厚度為0.5mm-0.6mm,即每平方米500克-600克。因為模具在使用過(guò)程中會(huì )磨損,所以應做的厚一點(diǎn)。
9.1.3涂刷方法:膠衣樹(shù)脂應分兩次涂刷,第二次涂刷應在第一次基本固化后進(jìn)行。
9.1.4膠衣樹(shù)脂不宜做的太薄,否則會(huì )固化不完全,并且膠衣下面的玻璃纖維的樣子也會(huì )透出來(lái)。如果做的太厚,容易產(chǎn)生裂縫和破裂,不耐沖擊力。如果做的不均勻,易引起裂紋,這是因為表面固化速度不一,產(chǎn)生內應力造成的。膠衣樹(shù)脂可用純樹(shù)脂,必要時(shí)可用玻璃纖維表面氈或表面絹增強。
9.2聚酯色漿:是用各種無(wú)機顏料,混入線(xiàn)型樹(shù)脂中,用三輥磨,經(jīng)幾次壓制而成,與樹(shù)脂有良好的互混性。色漿加入量只要能達到要求的深度和不透明性所需的量就夠了。合適的聚酯色漿的加入量不要超過(guò)樹(shù)脂量的10%。
10脫模劑
脫模劑的作用是使零件順利的從模具上剝離下來(lái),不損壞零件和模具。其種類(lèi)有地板蠟、聚乙烯醇的酒精水溶液,比例為聚乙烯醇:酒精:水=(5-7):45:45(重量比)非硅型油料糊狀物如FG-1,以及美國Meguiar’s公司產(chǎn)M-0811即8#脫模蠟等。根據目前生產(chǎn)狀況,建議使用FG-1。
11樹(shù)脂配方確定
11.1環(huán)境溫度條件要求在15℃-25℃之間,相對濕度不大于80%。
11.2根據環(huán)境溫度,產(chǎn)品結構復雜程度,所需成型操作時(shí)間,參考表1、表2選擇固化劑、促進(jìn)劑的種類(lèi)和用量。
11.3樹(shù)脂配方
11.3.1樹(shù)脂1001#固化劑3-4份1#促進(jìn)劑0.2-2份;樹(shù)脂1002#固化劑2-4份2#促進(jìn)劑0.5-2份(以上數據均為重量比)
11.3.2試制一項新產(chǎn)品前,需經(jīng)試驗確定配方及配膠量(配膠量越大,膠凝時(shí)間越短)。
12工藝流程
模具修整-涂脫模劑-涂膠衣樹(shù)脂-裁切玻璃織物-配膠-糊制-室溫固化-脫模-按切割線(xiàn)去毛-封邊-熟化-噴漆
12.1模具修整:要使模具表面光潔,無(wú)明顯凸凹不平現象,無(wú)潛藏氣泡和針孔等缺陷。
12.1.1模具修補:用尖銳器具挖掉模具表面缺陷處,將配好的接近模具表面顏色的膠衣滴入損壞處,使其高出模具表面。充分固化后,用銼刀和水砂紙磨平。
12.1.2將模具清洗干凈,用柔軟的紗布擦干凈,表面不得殘留雜質(zhì)。
12.2涂脫模劑:涂脫模劑一定要均勻無(wú)遺漏。聚乙烯醇需充分干透,上光蠟和非硅型油料糊等脫模劑需停放兩小時(shí),使溶劑揮發(fā)掉。
12.3涂膠衣樹(shù)脂:膠衣配料要充分混合,特別是使用填料和顏料時(shí)?;旌喜痪鶆?,會(huì )使制品表面出現斑點(diǎn)或條紋,影響外觀(guān)。膠衣的厚度應精確的控制。施工時(shí),可用毛刷涂刷。膠衣固化到手指接觸上感到稍微有些發(fā)粘但不沾污手指,此時(shí)即可層糊。
12.4裁切玻璃織物:根據零件的尺寸、厚度,計算好所需玻璃織物的層數。玻璃織物的大小應比模胎稍大。必要時(shí)可用樣板下料。
12.5配膠:按所需的膠凝時(shí)間、環(huán)境條件,選擇固化劑、促進(jìn)劑的種類(lèi)和比例,使膠的重量與玻璃布的重量比為:55:45。如使用權短切纖維氈,那么樹(shù)脂和氈的重量比為:2:1。需要做有顏色制品時(shí),可加入少量色漿。
12.6糊制:先在膠衣層上盡可能均勻地刷上一層厚厚的樹(shù)脂,然后鋪上第一層玻璃增強材料,最好用表面氈或0.2mm玻璃布,并用刷子或輥子壓結實(shí),這樣樹(shù)脂會(huì )很容易地沿著(zhù)玻璃織物透上來(lái)。在玻璃織物沒(méi)有完全浸透之前,不要馬上將樹(shù)脂倒到它上面。用上述方法繼續糊下面的樹(shù)脂和玻璃織物,直至達到所需的厚度。每糊一層,都要使玻璃織物完全浸透。用刷子進(jìn)行浸漬操作時(shí),要用點(diǎn)蘸法,而不要用刷子在玻璃織物上刷。注意使每層織物都排盡氣泡,并貼胎良好。經(jīng)過(guò)多次試驗建議采用一層表面氈,一層短切氈,之后再糊制玻璃布直至厚度的結構,這樣可避免纖維布紋透出膠衣層,影響制品表面質(zhì)量。預埋金屬件時(shí),制品厚度應該從鑲加嵌件的地方開(kāi)始,緩慢過(guò)渡薄不來(lái)。需加入加強筋時(shí),最好在最后一層玻璃織物鋪放之前,就直接把筋放上去。筋芯應該先用浸漬樹(shù)脂的玻璃織物復蓋,然后將最后一層玻璃織物鋪到制品整個(gè)面積上。
12.7室溫固化:零件糊制完畢后,需在模具上停留24小時(shí)以上,完成固化期。
12.8脫模:首先將零件邊緣脫出,然后再將零件脫下。較難出模的零件,可在制件與模具間吹壓縮空氣。
12.9按切割線(xiàn)支毛邊并修補缺陷:用曲線(xiàn)鋸或角磨機沿零件的邊緣線(xiàn)切掉毛邊,并對零件表面有缺陷的地方按12。1。1所示的方法進(jìn)行修補。
12.10封邊:玻璃纖維不耐水。玻璃鋼制品切割斷面因纖維外露,浸水后,易造成制品的分層,影響制品質(zhì)量。因而應對玻璃鋼零件進(jìn)行封邊處理。其方法是用配好固化劑、促進(jìn)劑的樹(shù)脂膠在零件切割斷面上均勻涂刷一層薄薄的膠液。
12.11熟化:脫模后的零件必須存放一星期以上,以保證零件完全固化。易變形的零件應放在相應的模架上熟化。在生產(chǎn)急需不能保證存放一星期的條件時(shí),也可加溫處理。脫模后的零件,放在模胎或模架上,在70℃-80℃下固化3小時(shí),然后自然冷卻至室溫。熟化后的零件方可裝車(chē)使用。
12.12噴漆:噴漆前應將制品上的脫膜劑殘跡統統洗掉。按制品所需顏色噴漆。應采用低溫漆,漆的干燥溫度不得超過(guò)80℃。