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手糊成型工艺


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。

二、
最常用的有:聚酯薄膜、玻璃纸、聚氯乙烯 薄膜、聚乙烯薄膜等。 其中聚酯薄膜应用最普遍,使用厚度一般为 0.04 mm 、0.02 mm。

使用方法:铺在模具上,或用凡士林贴在模具上 。
优点:脱模效果好,使用方便,材料易得。 缺点:薄膜的柔韧性、帖服性差,不能用于形状 复杂的制品。

2.2.4.2 混合溶液型脱模剂 (1)聚乙烯醇脱模剂的配制 配方及优缺点见 P21 表 2-9 ,一般采用较低分子量的聚 乙烯醇。 在搅拌状态下,用水将聚乙烯醇加热溶解(水温约 95℃),冷却到室温,往里滴加乙醇或丙酮(边加边搅拌) 。 加入甘油可增加膜的柔韧性; 加入少量洗衣粉,可使成膜均匀; 加入少量蓝、红墨水可防止漏涂; 需要干燥快则适当多加乙醇或丙酮。
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。
2.3.1.4 手糊制品厚度与层数的计算
(1)制品厚度预测
t= m × k
t ——制品厚度(mm); m ——单位面积材料质量,kg/m2; k ——厚度常数,mm/kg.m-2 ,即每1kg /m2材料的厚度; 可在表2-14中查得。
原材料愈重(比重愈大) , k值愈小。
t总=t1+t2+t3
其中:t总为制品总厚度;t1、t2、t3分别是材料1、2、3提供的
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
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。

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 玻璃钢高级模具 属于平整度高,光洁度高的高级模具。 2.2.3.1 玻璃钢高级模具的要求 (1)具有足够的强度、刚度。 (2)具有一定硬度(巴柯儿硬度40以上)、耐热性能承受 树脂固化放热的收缩作用。 (3)尺寸精确、无潜藏气孔,残留划痕度小于0.1μm。 (4)光泽度达到80-90光泽单位或者目测反光。
对大型制品或外型复杂的制品,多采 用几种脱模剂复合使用,效果较好。
2.3 手糊成型工艺
2.3.1 原材料准备
2.3.1.1 胶液准备 胶液的主要工艺指标是:胶液粘度;凝胶时间。 表征流动特性,粘度控制在0.2~ 0.8Pa.s之间,一般用稀释剂调节
胶液粘度:
粘度过高不易涂刷和浸透增强材料,粘 度过低,在树脂凝胶前发生胶液流失, 使制品出现缺陷。
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
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 。
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。
2.3.1.3
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
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。
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。

(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
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。

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

(2)过氯乙烯脱模剂 配方:过氯乙烯粉5~10份 甲苯+丙酮(1:1)95~90份 按比例将物料与溶剂混和搅拌,放入密闭容器中(不 能用塑料容器)等完全溶解后即可使用。 (3)聚苯乙烯溶液脱模剂 配方:聚苯乙烯粉 5份 甲苯 95份 称量混合,搅拌均匀后,密封放置7天左右,若完全溶 解,搅拌均匀即可使用。
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。
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