玻璃钢成型工艺技术手册Word格式.docx

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手糊环氧玻璃钢直升收音机旋翼面市。

20世纪50年代末，前苏联成功将玻璃钢用于炮弹引信体等军品及化工器材的生产。

1961年德国率先开发片状模塑料（SMC）及其模压技术。

1963年玻璃钢波形瓦开始机械化生产，美、法、日先后有高生产率的边疆生产线投生。

1972年美国研究成功干法生产的热塑性片状模塑料。

20世纪80年代，开发了湿法生产的热塑性片大辩论模塑料。

瑞士、奥地利离心法成型玻璃钢管得到发展；

意大利工业化纤维缠绕玻璃钢管生产线技术成熟，产品大量使用于石化、轻工、轮船等领域。

1956年，时任重工业部副部长、后任建材工业部长的赖际发同志赴前苏联考察玻璃钢。

俄文称玻璃钢为“玻璃塑料”（CTEKJIOIIJIACTHHK），当时中文里没有相应的词。

想到材料内有玻璃，强度又高，就叫“玻璃钢”。

这就是“玻璃钢”一词的由来。

玻璃钢的理化性能

1玻璃钢的特性

1.1轻质高强

相对密度在1.5-2.0之间，只有碳钢的1/4-1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。

因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。

某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。

1.2耐腐蚀性能好

FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。

已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

1.3电性能好

是优良的绝缘材料体。

高频下仍能保护良好介电性。

微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。

1.4热性能良好

FRP热导率低，室温下为1.25-1.67kJ/（m·

h·

K），只有金属的1/100-1/1000，是优良的绝热材料。

在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。

1.5可设计性好

可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性；

可以充分选择材料来满足产品的性能，如：

可以设计出耐腐的、耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的等产品。

1.6工艺性优良

可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺；

工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。

2玻璃钢的不足

2.1弹性模量低

FRP的弹性模量比木材大两倍，但比钢（E=2.1×

106）小10倍，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。

可以做成薄壳结构、夹层结构，也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。

2.2长期耐温性差

一般FRP不能在高温下长期使用，通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降，一般只在100℃以下使用；

通用型环氧FRP在60℃以上，强度有明显下降。

2.3老化现象

老化现象是塑料的共同缺陷，FRP也不例外，在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。

2.4层间剪切强度低

层间剪切强度是靠树脂来承担的，所以很低。

可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力，最主要的是在产品设计时，尽量避免使层间受剪切力。

玻璃钢有哪些生产方法

玻璃钢的生产方法主要分为以下几种：

手糊成型-手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型。

模压成型（SMC）-把模压料放在金属模具中，然后闭模加热加压，使其固化成型。

注射成型（RTM树脂传递模塑成型）-把玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化成型。

玻璃钢有哪些市场应用

玻璃钢材料因其独特的性能优势，已在航空航天、铁道铁路、装饰建筑、家居家具、广告展示、工艺礼品、建材卫浴、游艇泊船、体育用材、环卫工程等相关十多个行业中广泛应用并深受赞誉。

玻璃钢制品不同于传统材料制品，在性能、用途、寿命属性上大大优于传统制品。

其易造型、可定制、色彩随意调配的特点，深受商家和销售者的青睐，占有越来越大的市场比分，前景广阔！

1-2玻璃钢手糊成型工艺

工艺流程

工作环境

1作业区环境要求相对湿度：

25%－75%，湿度若高于75%时则应立即采取加温干燥或停止生产，因为水蒸汽对聚酯、环氧树脂均有延缓并阻碍固化的作用，甚至能造成玻璃钢产品表面永久性发粘。

温度控制在１5-３5℃之间，温度低于１5℃时，应采取供暖加温。

温度高于３5℃时，应采取通风、风扇、降温和降低固化剂、促进剂比例。

2树脂、胶衣、纤维等原料必须提前２４小时进入车间，以使原材料温度与现场一致，操作现场的物料要分类划分区域存放，并在区域内加上标识信息，如胶衣、树脂、促进剂、固化剂分别放到各自的区域，便于工人识别，防止误用。

化工材料（树脂、胶衣、漆、颜料糊）存放时应避免阳光直射。

纤维材料必须整齐的摆放在产品托架上，不能直接接触地面，避免潮湿。

3工作场地、工装工具要求干净整洁，沾有溶剂或树脂等易燃原料的棉纱等物用后应放入专用容器，严禁乱抛乱放。

存放现场必须设置足够的消防器材，避免发生火灾。

主要材料

1树脂：

玻璃钢所使用的树脂主要分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。

通常玻璃钢以热固性树脂为主，根据结构成分的不同，热固性树脂分为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧改性乙烯基树脂。

环氧树脂主要用于耐腐蚀、高强的领域，像航空航天领域一般就是用的这类树脂。

酚醛树脂主要用于防腐领域。

现在用的最多的则是不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂，这类树脂在常温下即可成型，操作比较方便。

同时性价比较高，所以被广泛应用。

2胶衣：

胶衣是在不饱和聚酯树脂中加入颜料和触变剂等分散而成的。

主要作用是对玻璃钢制品表面的装饰和对结构层的保护。

3阻燃剂（填料）：

阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。

多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。

阻燃剂分为添加型和反应型。

添加型阻燃剂主要是通过在树脂中添加阻燃剂发挥阻燃剂的作用。

反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，从而提高材料的抗燃性。

在阻燃剂类型中，添加型阻燃剂占主导地位，使用的范围比较广。

常用阻燃剂类型有氢氧化铝、玻璃微珠等。

4促进剂：

可以提高树脂反应速率的一种用量较少的物质。

5固化剂：

树脂的固化是经过缩合、闭环等化学反应使热固性树脂发生不可逆的变化过程。

固化剂能使树脂（胶衣）发聚合或交联作用而转变成硬化材料。

6玻璃纤维：

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料。

成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。

它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺。

最后形成各类产品，玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。

玻璃纤维制品的品种与用途—

无捻纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。

主要用于缠绕、模具各边角的填充。

表面毡这类毡由于采用中碱玻璃（C）制成，故赋予玻璃钢耐化学性特别是耐酸性，同时因为毡薄、玻纤直径较细之故，还可吸收较多树脂形成富树脂层，遮住了玻璃纤维增强材料（如方格布）的纹路，起到表面修饰作用。

短切毡将玻璃原丝切割成50mm长，将其随机但均匀地铺陈在网带上，随后施以乳液粘结剂或撒布上粉末结剂经加热固化后粘结成短切毡。

对短切毡的质量要求如下：

①沿宽度方向面积质量均匀；

②短切原丝在毡面中分布均匀，无大孔眼形成，粘结剂分布均匀；

③具有适中的强度；

④优良的树脂浸透性。

连续毡将拉丝过程中形成的玻璃原丝或从原丝筒中退解出来的连续原丝呈8字形铺敷在连续移动网带上，经粉末粘结剂粘合而成。

连续毡中纤维是连续的，故其对复合材料的增强效果较短切毡好。

主要用在拉挤法、RTM法、压力袋法及玻璃毡增强热塑料（GMT）等工艺中。

方格布是无捻粗纱平纹织物，是手糊玻璃钢重要基材。

方格布的强度主要在织物的经纬方向上，对于要求经向或纬向强度高的场合，也可以织成单向方格布。

对方格布的质量要求如下：

①织物均匀，布边平直，布面平整呈席状，无污渍、起毛、折痕、皱纹等；

②经、纬密，面积重量，布幅及卷长均符合标准；

③卷绕在牢固的纸芯上，卷绕整齐；

④迅速、良好的树脂透性；

⑤织物制成的复合材料的干、湿态机械强度均应达到要求。

用方格布铺敷成型的复合材料其缺点是层间剪切强度低，耐压和疲劳强度差。

调配树脂

1使用工具

电动搅拌机、调胶棒、量杯、电子称、塑料勺、调胶桶

2操作过程

预促型树脂配料添加顺序阻燃剂->

苯乙烯->

固化剂（添加比例详见表1）

预阻型树脂配料添加顺序促进剂->

固化剂（添加比例详见表2）

2.1添加阻燃剂，混合型树脂要先加入填料搅拌均匀后方可加入促进剂，加入填料后的树脂要进行长时间搅拌直至树脂中无大的填料颗粒，调制后好要静置排净气体，使用时根据用量及现场温度加入促进剂和苯乙稀并再次进行搅拌，防止长时间放置使促进剂和苯乙稀挥发影响树脂性能。

2.2添加促进剂，已预促的树脂可以在开桶搅拌均匀后发放车间使用，未预促的则要根据生产现场的温度、操作需求（树脂凝胶时间）、调制的树脂重量等因素定制促进剂的加入量，加入促进剂时要按照比例用标准量杯添加，用电动搅拌机充分搅拌均匀，调制好树脂后调胶员要进行测试并记录固化时间，直至满足操作需求为止。

2.3添加固化剂，所有胶衣、树脂均要在使用前搅拌均匀，避免长时间放置使树脂中添料或其它成分沉淀影响树脂性能，固化剂必须在糊制前现场调制，避免因调制过多来不及使用使其凝胶造成不必要的浪费，加入固化剂时，操作工人要根据现场的温度、需要的固化时间来添加固化剂的使用量，用标准量杯加入固化剂，加入固化剂后要用调胶棒或搅拌机搅拌均匀，避免过多气体的混入，待固化剂与树脂充分混合后即可使用，具体固化时间由调胶员每天要根据现场温度进行测试并记录，以方便工人查询和操作。

表1

树脂名称

调配比例

纯树脂

阻燃剂

苯艺烯

固化剂

R1（LP-921）

100份

国产80份

8-10份

1–3份

进口100份

R5（S325V）

国产100份

6-8份

表2

配剂

现场温度

10℃-15℃

16℃-25℃

26℃-35℃

HS-506

促进剂T-8A

2%-3%

1.5%-2%

1%

固化剂V388

2.5%-3%

2%-2.5%

2%

HP-191

0.45%-0.65%

0.35%-0.45%

0.25%

2.7%-3%

2.5%-2.7%

2.3%-2.5%

056/130

促进剂NL-51P

0.22%

0.2%

固化剂M-50

2.4%-2.5%

2.2%-2.4%

2%-2.2%

085

模具准备

1投放初期的模具使用

1.1清洁，使用干净的棉纱将模具表面清理干净。

1.2打蜡，模具表面处理干净后，用绵纱沾8#蜡从模具一侧均匀打蜡，打蜡时要在模具上作直径为200的圆周运动，要求蜡液涂抹均匀无遗漏，晾置15分钟后用绵纱擦拭干净。

新模具在投放使用前此过程需重复6-8遍。

1.3脱模剂，必须从模具的一侧开始涂抹，要求薄而均匀、不流淌、无遗漏（涂脱模剂只在模具投入初期或模具修补抛光后使用）

1.4以上操作完成后，将模具翻边用胶纸贴好，转下一工序。

2生产工程中的模具使用

2.1清洁，首先用刮刀除去模具表面上固化的胶衣、树脂，清除干净后需用干净的棉纱蘸二氯乙烷将模具表面清理干净（产品脱模后应即时清理模具）。

2.2打蜡，用干净绵纱沾8#蜡从模具一侧均匀地打蜡，在模具上作直径为200的圆周运动，要求蜡液涂抹均匀，无遗漏，晾置15分钟后用干净绵纱擦拭干净。

正在生产使用中的模具每次做产品前，只需打蜡一次，若脱模顺畅也可做二至三件产品后再进行打蜡处理。

2.3以上操作完成后，将模具翻边用胶纸贴好，转下一工序。

胶衣喷涂

1使用喷枪喷涂

1.1准备工具：

电动搅拌机、量杯、电子称、塑料勺。

1.2调配胶衣，对于没有固化剂雾化装置的喷枪要用电子称和量杯计量胶衣和固化剂的用量，加入固化剂后进行搅拌，直到胶衣基体和固化剂充分混合后，才可进行下面的操作。

1.3调节压力，主气阀压力一般调整为0.7Mpa即101PSI，喷枪压力一般调整范围在0.4Mpa（58PSI）-0.5Mpa（72PSI）之间。

胶衣喷涂时压力要根据胶衣的粘稠度不同而进行相应的调整，若胶衣持续稳定的喷出枪嘴，喷出的胶衣雾化范围达到理想状态便可进行喷涂操作。

1.4喷涂胶衣，喷涂时，保持喷枪嘴与模具的距离在300-400mm左右，带动喷枪走动时进尽量保持喷枪与模具垂直，使喷枪均匀走动，喷涂时应分两次完成，第一次喷涂时喷枪先横向移动，喷涂胶衣用量为350g/㎡-400g/㎡（总用量的一半），进行第二遍的喷涂操作时喷枪要纵向移动，形成交叉使胶衣更好的附着在模具上，此外，在喷涂过程中还要随时用厚度仪进行测量，以便控制胶衣厚度（胶衣用量为600g/㎡-800g/㎡），表面呈橘皮状为最佳。

1.5检验，检查有否漏喷涂现象，检查完毕后对喷枪进行清洗等维护工作，此工序为特殊工序，生产操作人员应在完成喷涂操作后，认真即时的将湿膜厚度等相关参数填写《胶衣喷涂工艺参数记录》。

2涂刷胶衣

胶衣搅拌均匀，控制胶衣用量在450-650g/㎡范围内。

注意：

刷子走动要均匀，横刷竖带，使胶衣厚度均匀，不要露出模具表面颜色。

<

准确称量>

<

按比例添加固化剂>

搅拌均匀>

<

手刷胶衣>

3使用胶衣喷涂设备喷涂

3.1打开主气源球形阀，慢慢顺时针旋转压力阀，直到表值为10PSI，泵将开始慢慢运动，直到它充满胶衣时停下来。

3.2扣住喷枪机，直到稳定的材料喷出枪嘴，气压最初设定值不应超过10PSI，慢慢增加压力泵压力，直到理想的喷射线形成，一般情况下压力泵压力范围应在30－45PSI。

缓慢增加雾化的压力，直到尾流从喷射线中消失。

当尾流消失，均匀的喷射线形出现的时候，助流包容空气的最后调节即告完成，最后的压力范围应在15-30PSI。

3.3根据生产环境条件调节固化比例，固化剂雾化空气应在40PSI左右，扣动喷枪时，检查被雾化的固化剂，确保固化剂已准确的混合入胶衣喷射线形．如果固化剂线形太窄，以5PSI的幅度增加固化剂雾化压力，如果固化剂线形太宽，以5PSI的幅度减小固化剂雾化压力。

3.4喷涂时，保持喷枪嘴与模具的距离在400-600mm左右，带动喷枪走动时进尽量保持喷枪与模具垂直，使喷枪均匀移动，喷涂时应分两次完成，第一次喷涂时喷枪先横向移动，喷涂胶衣用量为350g-400g（总量的一半），进行第二遍的喷涂操作时喷枪要纵向移动，形成交叉使胶衣更好的附着在模具上，此外，在喷涂过程中还要随时用厚度仪进行测量，以便控制胶衣厚度（胶衣用量为600g-800g/㎡），表面呈橘皮状为最佳。

3.5检查有否漏喷涂现象，检查完毕后对喷枪进行清洗等维护工作，此工序为特殊工序，生产操作人员应在完成喷涂操作后，认真即时的将湿膜厚度等相关参数填写《胶衣喷涂工艺参数记录》。

3.6待胶衣层固化已不粘手方可进行后续糊制。

糊制产品

糊制过程，先在胶衣层或模具成型面上用毛刷或刮板等手糊工具均匀地涂刷一层配制好的树脂，然后铺上一层裁剪好的增强材料（表面毡或短切毡），随之用辊子将其压紧，使之紧密贴合，并注意排除气泡，使毡充分浸渍，不得将两层或两层以上的增强材料同时铺放。

如此重复上述操作，直达到设计所需的厚度为止。

制品厚度在4毫米以下的产品可一次成型，而当制品厚度大于4毫米时，应分多次固化成型，否则会因固化散热不良导致制品发焦、变色，影响制品的性能。

首层毡（表面毡）必须进行固化。

分次固化时要求在30℃~60℃的温度下加热至少1-2小时。

多次成型的制品，第二次糊制时，应将第一次糊制固化后形成的毛刺、气泡铲掉后方可继续糊制下一铺层。

糊制时，应注意树脂对玻璃纤维的浸渍情况，首先涂刷树脂时必须使树脂浸润纤维的整个表面，然后通过滚压使纤维内部的空气完全被树脂所取代。

保证第一层增强材料完全浸透树脂并紧密贴合，这一点非常重要，特别对某些要在较高温度条件下使用的制品尤为重要。

因为浸渍不良及贴合不好，空气在制品固化处理和使用过程种会应热膨胀而产生气泡。

糊制短切毡时，若某些沟角部位没有充分浸渍树脂，要用点刷法涂刷树脂，否则会把纤维弄乱，使纤维移位，以致分布不均匀，造成厚薄不一。

铺在内部深角出的增强材料，如果用刷子或浸渍辊子难使其紧密贴合时，则可以用手抹平压紧。

若平面某些部位或纤维布没有充分浸渍树脂，可用辊子沾胶进行滚压。

搭缝处理，同一铺层纤维尽可能连续，忌随意切断或拼接，但由于产品尺寸、复杂程度等原因的限制难以达到时，糊制时可采取对接式铺层，各层搭缝须错开直至糊到产品所要求的厚度。

如果强度要求较高时，为了保证产品的强度，两块布之间应采用搭接，搭接宽度约为50mm。

同时，每层的搭接位置应尽可能的错开。

若制品的造型比较复杂，某些地方增强材料铺放不平整，气泡不易排除时，可用剪刀将该处剪开，并使之贴平，应当注意每层剪开的部位应错开，以免造成强度损失。

对有一定角度的部位，可用无捻纱和树脂填充。

若产品某些部位比较大，可在该处适当增厚或增加补强筋，以满足使用要求。

固化脱模

产品的固化过程一般分为凝胶、硬化、熟化三阶段。

凝胶过程是指流态树脂失去流动性而形成的软胶状。

硬化过程是指制品从凝胶到具有一定硬度，以至于能从模具上将制品脱下来，这时制品的固化度一般可以达到50~70％。

硬化需要在30℃~60℃的温度下加热至少6小时，硬化通常在烘干室进行。

熟化过程是指制品脱模后在大于15℃的自然环境自然固化1~2周，使制品具有一定的力学性能、物理和化学性能可供使用。

这时固化度可以达到85％以上，熟化通常在室温进行。

脱模过程产品在常温下自然固化24小时以上方可脱模。

脱模时用木制楔子，四周均匀用力撬起产品。

如用金属撬棍时，与产品接触部分，必须用棉纱包裹，以免损坏制品。

后续处理

1切割打磨

1.1产品要按模线切割，所有切割边要打磨倒角、去毛刺，特殊部位5辆车以上需做切割工装。

1.2产品背面要打磨平整、去毛刺，特别是两块毡搭接处要打磨平整。

2表面处理

2.1修补玻璃钢制品表面缺陷主要有：

针眼气孔、纤维裸露、裂纹裂缝、鼓泡等。

①针眼气孔

状态：

胶衣表面有许多空气形成的微小孔。

原因：

凝胶太快来不及脱泡；

固化剂过量；

胶衣雾化不好；

胶衣层太厚；

粘度太高。

修补：

用刮刀剔除针眼气孔周围胶衣，再用丙酮清洗风干后，用同牌号胶衣填平，固化。

②纤维裸露

胶衣表面呈现玻璃纤维纹

基层板先于胶衣固化；

未完全固化既开始脱离模具；

胶衣层太薄；

积层板放热太集中；

不合适的增强材料。

处理方法：

用磨光机把胶衣层磨掉，露出纤维，用高压风吹静灰尘，再用丙酮清洗，风干后，用同牌号胶衣加入短纤维，（加固化剂，促进剂搅拌均匀，）填平，固化。

再打磨，再清洗，再用同牌号胶衣填平，用聚脂薄膜赶光刮平。

③裂纹和裂缝

在脱模过程中用力过度；

模具表面有裂纹。

用磨光机把胶衣层磨掉，露出纤维，用高压风吹静灰尘，再用丙酮清洗，风干后，用同牌号胶衣加入短纤维（加固化剂，促进剂搅拌均匀）填平，固化。

再打磨清洗，再用同牌号胶衣填平，用聚脂薄膜赶光刮平。

（来自接构层后的冲击）（来自胶衣面的冲击）（由于过分弯曲）

④鼓泡

胶衣、结构树脂或增强材料不附和预期的性能；

胶衣表面滴有固化剂、丙酮、水等；

结构层玻纤没浸润透有空气或水；

胶衣太薄；

胶衣或结构层欠固化。

用磨光机把胶衣层磨掉，露出纤维，用高压风吹静灰尘，再用丙酮清洗，风干后，用同牌号胶衣加入短纤维（加固化剂，促进剂搅拌均匀）填平，固化。

2.2水磨

依次使用400目->

800目->

1500目->

2000目水磨砂纸进行水磨，用水清洗打磨面后擦干，待水干后用肉眼检查表面，确保没有遗漏针孔、沙眼、砂纸痕才可以进行抛光。

每更换一次一种型号砂纸需确保前道工序的砂纸痕被磨掉。

2.3抛光

2.3.1选用合适的抛光剂；

2.3.2低速抛光机可以除去600目的砂痕；

使用抛光剂可以除去更细的砂痕而获得更高的光泽。

2.3.3用棉布或小刷子在需抛光区刷上一薄层抛光剂。

2.3.4用1800～2800转抛光机中等压力涂抹抛光剂至整个表面，擦干净抛光盘，用中等压力快速抛过全部表面，直至抛光剂开始失效；

擦干净抛光盘，重复该过程两到三次，逐步减少压力直至只用抛光器自重。

然后重复整个过程直到除去所有砂痕和达到要求的光泽度。

2.3.5使用高光泽抛光剂或蜡可以提高最终制品的光泽。

1-3玻璃钢模具制作工艺

木模制作过程

1在基础平面上画出中心线及间距线。

2根据要求使线型内缩以满足产品外形尺寸。

3将基础框架固定在平台上，将基平材固定于框架上。

4处理过程，刮腻子->

固化->

打磨。

用原子灰和催硬剂按50：

1调配成腻子，腻子固化时间一般为30分钟。

整体打磨：

此过程反复3次，第一次使用36