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手糊成型工艺课堂教学-简易篇


凝胶时间与环境温度、促进剂用量关系见 P23表 2-11。实际生产过程中一般用促进剂掺加量来调节凝 结时间。
树脂胶液配制:
(1)不饱和聚酯树脂胶液配方及配制
起固化剂 的作用。 引发剂作用:控制反应速度,使树脂最终反应完全(一 般为过氧化物)。 促进剂的作用:促使引发剂降低引发温度,在较低温度下 分解产生大量游离基,加快反应速度,降 低引发剂用量。 切忌同时加入。否则会产 生剧烈反应,生成硬块。

(4)石蜡 适合于制作难以取出的型心,一次性使用,成型后融 化掉。 (5)金属 常用钢材、铸铝等。耐久、不易变形;但加工费用高 。适合于小型、大批量生产的高精度制品。 (6)玻璃钢 由木模或石膏模翻制。质轻、耐久、制造方便。适合 于中小型制品的批量生产。
2.2.2 手糊成型模具设计要则 (1)设计要点 (2)设计内容 A 确定模具结构 B 选定原材料 C 确立制造方法 D 绘制模具图纸
2.2手糊成型模具与脱模剂
2.2.1模具的结构与材料 单模 一、结构 对模 拼装模
阳模
阴模
阳模:制品内表面尺寸准确,光滑。成型方便,便于通风。 阴模:制品外表面尺寸准确,光滑。阴模深操作不便、通风 条件不好、卫生条件差。 对模:由阴阳模两部分组成,制品内外表面均光滑,厚度准 确。不适合成型批量少及大型制品(模具、设备投 资 大)。 拼装模:一些形状复杂的产品,为了脱模方便,需要利用拼 装模,即把模具分成几块进行拼装,脱模时可以分 块 进行,比较方便。
环氧树脂 1 环氧树脂的性能及特点: 在树脂基复合材料中,用量仅次于 不饱和树脂.其综合性能明显优于不饱和 树脂。在受力构件、耐碱、电性能要求 较高的场合一般使用环氧树脂。 主要类型有 1、“双酚A型环氧树脂” ,又称 “E”型环氧树脂; 2、“脂环族环氧树脂”。 环氧树脂俗称万能胶。
(3)中碱无捻方格布 (4)不饱和聚酯树脂 (5)无机填料 2.2.3.3 制造工艺
(1)过渡母模的制造 材料:石膏或木材
(2)玻璃钢模具的翻制 胶衣层制作,涂刷3层,每层0.2-0.5mm,铺 1-2层表面毡;一层短切毡,压实、浸透排除气泡 。 铺无捻方格布。
(3)模具表面处理 A 粗磨。400#、500 # 、600#水砂纸依次水磨 。 B 水砂精磨。1000#、1200#、1500#水砂纸依次 研磨。 C 研磨抛光。将抛光剂涂上后,停留1-2min, 用布轮抛光机逐段抛光并反复进行。 (4)表面质量检测 要求光泽度在90以上,用ss-82型光电光泽 计检测。
2.3.1.3
胶 衣糊准备
胶衣树脂种类很多,应根据使用条件进行选择。 33号胶衣树脂(间苯二甲酸型胶衣树脂),耐水性好; 36PA胶衣树脂,自熄性胶衣树脂(不透明); 39号胶衣树脂,耐热自熄性胶衣树脂; 21号胶衣树脂(新戊二醇型),耐水煮、耐热、耐 污染、柔韧、耐磨胶衣。
胶衣树脂的配制
33号胶衣树脂 100份 (重量百分比 wt%) 50%过氧化环己酮二丁酯糊 (引发剂H)白色 4份 6%萘酸钴苯乙烯溶液 (促进剂E)紫色 2~4份 胶衣树脂性能指标
胶液配制方法: 按配方比例将引发剂或促进剂的一种先 与树脂搅拌均匀,再加入另一种搅匀。
(2)环氧树脂胶液配制
配制方法: 先将稀释剂及其他辅助剂与树脂 搅匀,使用前加入固化剂搅匀。
2.3.1.2
增强材料准备
a.纤维表面处理(热处理或化学处理); b.使用前烘干处理; c.按样板下料。 下料时应注意以下几点: 1、布的方向性 2、拼缝应各层错开 3、对圆形制品,布的45°方向变形能力好, 可沿此方向裁成布条糊制。 4、注意经济使用
2.2.4 脱模剂
脱模剂应具备的条件:
(1)不腐蚀模具,不影响固化,与树脂粘附力小; (2)成膜迅速、均匀、光滑; (3)使用简便、安全,价格便宜。
内脱模剂 用于模压和热固化

脱模剂按用途分为
外脱模剂 用于手糊和冷固化
薄膜型脱模剂

按性状分为 混合溶液型脱模剂
油蜡型脱模剂
2.2.4.1 薄膜型脱模剂

缺点:甲苯有毒 优点:脱模容易,成模速度快
2.2.4.3 蜡类、油酯类脱模剂 (1)蜡类脱模剂(蜡型脱模剂)
使用方便、省工省时、价格便宜,脱模效果好,使用广 泛。 (2)油酯类脱模剂
a、硅酯脱模剂 硅酯 甲苯 b、其他油脂脱模剂 耐热机油,硅油,凡士林油,变压器油等。 100份 100份
2.2.4.4 脱模剂复合使用
2.2.3.2 材料选择 (1)胶衣树脂 应具有收缩率低、延伸率高、耐磨、耐热、硬度高 等优良性能。 实践证明:采用环氧树脂加填料制作模具的胶衣比较 合适,或者采用专用的胶衣树脂制作胶衣层。 为提高耐磨性可以在胶衣层可加入硬度高的填料,如 瓷粉、石英粉、铸石粉、刚玉粉等。 (2)玻璃纤维表面毡和玻璃纤维短切毡 作用:A . 增强胶衣,防止表面微裂纹; B . 形成富树脂层以提高模具光洁度和耐腐蚀性能; C . 消除玻纤布在表面产生的痕迹。
厚度。 P25 例题2.1、2.2。
(2)铺层层数的计算
n=
A m( f k f +ck r)
A-制品总厚度;mf-纤维单位面积质量;kf-纤维的厚度常数; kr-树脂的厚度常数; c-树脂与纤维的质量比; n-增强材料的铺层层数。 例题2.3。 对中碱纤维布: 0.4厚 mf=0.340Kg/m2 0.2厚 mf=0.230Kg/m2
二、材料 木材、石膏、水泥、石蜡、可溶性盐、玻璃钢、陶 土、金属等。 必须满足以下要求: (1)满足产品尺寸、精度、外观及数量的要求; (2)有足够的强度与刚度,不易变形、损坏; (3)不受树脂及辅助材料的浸蚀,不影响树脂固化; (4)易脱模,使用周期长; (5)价格便宜,材料易得。
具体材料: (1)木材 要求均质、无节。常用红松、银杏、枣木等。木材模 具表面需要封孔处理。其特点是质轻、易加工;但不耐久 。适合于小批量生产小型制品。 (2)石膏 用半水石膏成型。制造简便,造价低;不耐用,怕冲 击,适合于小批量生产形状复杂的制品。 (3)水泥 制造方便,成本低,有一定强度,适合于制造形状简 单,表面要求不高的制品。

2、环氧树脂的固化机理 伯仲胺类

反应型:参与树脂的交联反应 固化剂的类型: 酸酐类 催化型:不参与树脂的交联反应(叔胺类)
•注意:催化型的固化剂 • 只促进环氧树脂固化,固化剂本身不参与反应。 • •(1) 伯胺类固化剂/环氧树脂的反应机理
增强材料的种类:
(1)玻璃纤维种类

凝胶时间: 指在一定温度条件下,树脂中加入定量的 引发剂、促进剂或固化剂,从粘流态到失去 流动性,变成软胶状态凝胶所需的时间。 一般采用引发剂、促进剂用量调节。 凝胶过快—来不及操作,制品交联太严重、收缩大、发脆。 凝胶过慢—增加了生产周期,且易发生流胶。 影响凝胶时间的主要因素:
⑴ 引发剂、促进剂用量。引发剂、促进剂用量大,凝胶时间缩短; ⑵ 胶液体积的影响。胶液体积越大,热量不易散失,凝结快; ⑶ 环境温度、湿度的影响 气温越高,凝结越快 湿度越小,凝结越快 ⑷ 制品表面积影响 制品表面积大,凝结快。
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12~15% 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 (1)其他纤维
1、碳纤维 具有强度高、模量高、和耐高温等优异性能。P14 2、聚芳酰胺纤维 是一种新型高强纤维,强度可以达到3.63×109Pa,价格比 碳纤维低,但是耐紫外线性能较差。

手糊成型工艺的缺点 1、生产效率低,劳动强度大,卫生条件差; 2、产品性能稳定性差; 3、产品力学性能较低。

为了得到良好的脱模效果和理想
的制品,同时使用几种脱模剂,可以 发挥多种脱模剂的综合性能。
原材料的选择 选用的原材料必须满足3点要求 1、产品设计的性能要求 2、手糊成型工艺要求 3、价格便宜、材料容易取得 聚合物基体的选择 目前国内大部分手糊制品均用不饱和聚酯树 脂,约占80%,其次是环氧树脂。
然后,在一定压力作用下加热固化成
型(热压成型)或者利用树脂体系固化时
放出的热量固化成型(冷压成型),最后 脱模得到复合材料制品。其工艺流程如下 图所示:
模具 准备
树脂胶 液配制
增强材 料准备 制品
涂脱模剂 手糊成型
检验
固化
脱模
后处理
手糊成型工艺流程图
手糊成型工艺的优点: 1、不受尺寸、形状的限制; 2、设备简单、投资少; 3、工艺简单; 4、可在任意部位增补增强材料,易满足产品设计要 求; 5、产品树脂含量高,耐腐蚀性能好。
一、不饱和聚酯树脂
1、性能及品种
种类:通用型、耐腐蚀型、阻燃型、低 收缩型、耐侯型聚酯树脂等。 2、 不饱和聚酯树脂的固化原理: 固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双 键,与可聚合的乙烯类单体(如苯乙烯)进行 游离基共聚反应,使线型的聚酯分子交联成 三维网状的体形大分子结构。

Байду номын сангаас 二、
手糊成型工艺及设备 手糊成型工艺是复合材料最早的一
种成型方法,也是一种最简单的方法,
其具体工艺过程如下:
首先,在模具上涂刷含有固化剂的树脂混
合物,再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维
织物,用刷子、压辊或刮刀压挤织物,使其均 匀浸胶并排除气泡后,再涂刷树脂混合物和铺 贴第二层纤维织物,反复上述过程直至达到所 需厚度为止。
若有填料时,kT是厚度常数,c2是填料与纤维质量比。则:
n=
A m( f k f +c1k r+c2 k T)
2.3.2 糊制
2.3.2.1 表面层(胶衣层) 一般采用加了颜料的胶衣树脂制作,也可用普通树 脂制作,需用玻璃纤维表面毡增强防裂。 表面层的作用已作过介绍:形成富树脂层、光洁美 观、耐侵蚀、耐水、耐酸碱、耐候等。 厚度控制: 0.25~0.5mm,单位面积用胶300~500g/m2 。
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