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酚醛树脂

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返回列表 来源:河南派胜祥化工有限公司 日期:2019-11-19 09:19:21

手糊成型工艺(手糊类)

手糊成型:用纤维增强材料和树脂胶液在模具上铺覆成型,室温(或加热)、无压(或低压)条件下固化,脱模制废品的工艺方法。

1.原料:

①树脂:不饱和聚酯树脂,环氧树脂;

②纤维增强材料:玻纤制品(无捻粗纱、短切纤维毡、无捻粗纱布、玻纤细布、单向织物),碳纤维,Kevlar纤维;

③辅助材料:稀释剂,填料,色料。

2.工艺过程:

2.1 原材料准备

2.1.1胶液准备

胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。

①手糊成型的胶液粘度控制在0.2Pa·s~0.8Pa·s之间为宜。环氧树脂可参与5%~15%(质量比)的邻苯二甲酸二丁酯或环氧丙烷丁基醚等稀释剂中止调控。

②凝胶时间:在一定温度条件下,树脂中参与定量的引发剂、促进剂或固化剂,从粘流态到失去活动性,变成软胶状态的凝胶所需的时间。手糊作业前必需做凝胶实验。但是胶液的凝胶时间不等于制品的凝胶时间,制品的凝胶时间不只与引发剂、促进剂或固化剂有关,还与胶液体积、环境温度与湿度、制品厚度与表面积大小、交联剂蒸发损失、胶液中杂质的混入、填料参与量等有关。

2.1.2增强材料的准备

手糊成型所适用增强材料主要是布和毡。

需求留意布的排向,同一铺层的拼接,布的剪裁。

2.1.3胶衣糊准备

胶衣树脂的性能指标:

外观:颜色均匀,无杂质,稀薄状流体;

酸值:10mgKOH/g~15mgKOH/g(树脂);

凝胶时间:10min~15min;

触变指数:5.5~6.5;

贮存时间:25℃ 6个月

2.1.4手糊制品厚度与层数计算

①手糊制品厚度 
t:制品(铺层)的厚度;m:材料质量,Kg/m2;k:厚度常数,mm/(Kg·m-2)

材料厚度常数k表

材料

 

性能

玻璃纤维

E型 S型 C型

聚酯树脂

环氧树脂

填料-碳酸钙

密度

(Kg/m3

2.56;2.49;2.45

1.1;1.2;1.3;1.4

1.1;1.3

2.3;2.5;2.9

k

[mm/(Kg·m-2)]

 

0.391;0.402;0.408

0.909;0.837;0.769;0.714

0.909;0.769

0.435;0.400;0.345

②铺层层数计算 

A:手糊制品总厚度,mm;

mf:增强纤维单位面积质量,Kg/m2

kf:增强纤维的厚度常数,mm/(Kg·m-2);

kr:树脂基体的厚度常数,mm/(Kg·m-2);

c:树脂与增强材料的质量比;

n:增强材料铺层层数。

2.2 糊制

2.2.1表面层(俗称胶衣层)

涂刷刷两遍,方向正交;喷涂距离坚持在400-600mm之间。

留意根绝胶衣层内混入气泡和带入水,喷涂过程中尽量减少苯乙烯的挥发,防止固化不良。

2.2.2铺层控制

准绳:制品强度损失小,不影响外观质量和尺寸精度;施工便当。

拼接方式有搭接和对接两种,以对接为宜。对接式铺层可坚持纤维的平直性,产品外形不发作畸变,并且制品外形和质量分布的重复性好。为不致降低接缝区强度,各层的接缝必需错开,并在接缝区多加一层附加布。

多层布的铺放也可以按照一个方向错开,构成“阶梯”接缝衔接。将玻纤布厚度t与接缝距s之比称为铺层锥度z,即z=t/s。实验标明,z=1/100时,铺层强度与模量最高,可作为施工控制参数。

2.2.铺层二次固化拼接

由于各种缘由不合适一次完成铺层固化的制品,如厚度超越7mm,需求两次拼接固化(先纵向后横向,此处不多做阐述)。

2.3固化

手糊成型大多是室温固化,应选择活化能和临界温度较低的引发剂。在室温下,引发剂不能合成出游离基(低于临界温度),故必需加促进剂。低温高湿不利于不饱和聚酯树脂的固化。

制品室温固化后,有的需求再中止加热后处置。其作用为:使制品充分固化,从而进步其耐化学腐蚀、耐候等性能;缩短消费周期,进步消费率。普通环氧玻璃钢的热处置常控制在150℃以内,聚酯玻璃钢控制在50℃~80℃之间。

3.手糊成型工艺流程图

放成型工艺(手糊类)

放射成型:将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧(或是在喷枪内混合)喷出,同时将切断的玻纤无捻粗纱,由喷枪中心喷出,使其与树脂均匀混合,堆积到模具上,当堆积到一定厚度时,用辊轮压实,使纤维浸透树脂,扫除气泡,固化后成制品。

1.工艺过程:

1.1 原材料准备:树脂(主要用不饱和聚酯树脂)和无捻玻纤粗纱。

1.2 模具准备 准备工作包括清算、组装及涂脱模剂等。

1.3 放射成型设备 放射成型机分压力罐式和泵供式两种:

①泵式供胶放射成型机,是将树脂引发剂和促进剂分别由泵保送到静态混合器中,充分混合后再由喷枪喷出,称为枪内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷枪、纤维切割放射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性衔接,调理助剂泵在摇臂上的位置,可保证配料比例。在空压机作用下,树脂和助剂在混合器内均匀混合,经喷枪构成雾滴,与切断的纤维连续地放射到模具表面。这种放射机只需一个胶液喷枪,结构简单,重量轻,引发剂糜费少,但因系内混合,使完后要立即清洗,以防止放射堵塞。

②压力罐式供胶放射机是将树脂胶液分别装在压力罐中,靠进入罐中的气体压力,使胶液进入喷枪连续喷出。主要由两个树脂罐、管道、阀门、喷枪、纤维切割放射器、小车及支架组成。工作时,接通紧缩空气气源,使紧缩空气经过气水分别器进入树脂罐、玻纤切割器和喷枪,使树脂和玻璃纤维时断时续的由喷枪喷出,树脂雾化,玻纤分散,混合均匀后沉落到模具上。这种放射机是树脂在喷枪外混合,故不易堵塞喷枪嘴。 

2.放射成型工艺控制:

①纤维 选用已处置的专用无捻粗纱。制品纤维含量控制在28%-33%,纤维长度普通为25mm-50mm;

②树脂含量 放射制品采用不饱和聚酯树脂,树脂含量控制在60%左右;

③雾化压力 当树脂粘度为0.2Pa·s,树脂罐压力为0.05~0.15MPa时,雾化压力为0.3~0.55MPa,方能保证组分混合均匀;

④胶液粘度 应控制在0.3Pa·s-0.8Pa·s,触变度以1.5-4为宜;

⑤放射量 放射量与放射压力和喷嘴直径有关,喷嘴直径在1.2mm-3.5mm之间选定,可使喷胶量在8g/s-60g/s之间调变;

⑥喷枪夹角 不同夹角喷出来的树脂混合交距不同,普通选用20°夹角,喷枪与模具的距离为350~400mm。改动距离,要高速喷枪夹角,保证各组分在靠近模具表面处交集混合,防止胶液飞失。

3.放射成型留意事项:

①环境温度应控制在(25±5)℃,过高,易惹起喷枪堵塞;过低,混合不均匀,固化慢;

②放射机系统内不允许有水分(恳求独立管路供气,气体必需彻底除湿)存在,否则会影响产质量量;

③成型前,模具上先喷一层树脂,然后再喷树脂纤维混合层;

④放射成型前,先调整气压,控制树脂和玻纤含量;

⑤喷枪要均匀移动,防止漏喷,不能走弧线,两行之间的堆叠富庶小于1/3,要保证掩盖均匀和厚度均匀;

⑥喷完一层后,立即用辊轮压实,要留意棱角和凹凸表面,保证每层压平,排出气泡,防止带起纤维构成毛刺;

⑦每层喷完后,要中止检查,合格后再喷下一层;

⑧最后一层要喷薄些,使表面光滑;

⑨特殊部位放射:曲面时,放射方向不断沿曲面法线方向;沟槽时,先喷四周和侧面,然后再底部补喷适量纤维;转角时,从夹角部位向外放射;

⑩放射机用完后要立即清洗,防止树脂固化,损坏设备。

4.放射成型工艺流程图

树脂传送模塑成型(RTM)(手糊类)

RTM工艺:将液态热固性树脂(通常为不饱和聚酯树脂)及固化剂,由计量设备分别从储桶内抽出,经静态混合器混合均匀,注入事前铺有玻纤增强材料的密封模内,经固化、脱模、后加工而成制品。

1.工艺过程:

1.1 原材料准备:不饱和聚酯树脂和玻璃纤维连续毡、复合毡及方格布;

1.2 填料:填料对RTM工艺很重要,它不只能降低本钱,改善性能,而且能在树脂固化放热阶段吸收热量。常用的填料有氢氧化铝、玻璃微珠、碳酸钙、云母等。其用量为20%~40%。

1.3 成型设备:

①树脂压注机

由树脂泵、注射枪组成。树脂泵是一组活塞式往复泵,最上端是一个空气动力泵。当紧缩空气驱动空气泵活塞上下运动时,树脂泵将桶中树脂经过流量控制器、过滤器定量地抽入树脂贮存器,侧向杠杆使催化剂泵运动,将催化剂定量地抽至贮存器。紧缩空气充入两个贮存器,产生与泵压力相反的缓冲力,保证树脂和催化剂能稳定的流向注射枪头。注射枪口后有一个静态紊流混合器,可使树脂和催化剂在无气状态下混合均匀,然后经枪口注入模具,混合器后面设计有清洗剂入口,它与一个有0.28MPa压力的溶剂罐相联,当机器运用完后,翻开开关,溶剂自动喷出,将注射枪清洗干净;

②模具

RTM模具分玻璃钢模、玻璃钢表面镀金属模和金属模3种。玻璃钢模具容易制造,价钱较低,聚酯玻璃钢模具可运用2000次,环氧玻璃钢模具可运用4000次。表面镀金属的玻璃钢模具可运用10000次以上。金属模具在RTM工艺中很少运用,普通来讲,RTM的模具费仅为SMC的2%~16%。

2.RTM成型选材留意:

①树脂系统

粘度低:250Pa·s-300Pa·s为最佳;

固化放热峰低:普通为80℃-140℃;

固化时间短:普通凝胶时间控制在5min-30min之间,固化时间为凝胶时间的2倍。

通用型不饱和聚酯树脂是RTM工艺中运用最普遍的树脂系统。环氧多数用于航空制品中,但其价钱较高;乙烯基树脂介于聚酯和环氧之间,价钱适中;其他的树脂系统,如丙烯酸树脂系统和甲基丙烯酸甲酯乙烯基树脂系统是新的树脂系统,很适宜RTM工艺。

②增强材料

铺覆性好;

质量均匀性好;

容积紧缩系数要大;

耐冲刷性好;

对树脂活动阻力小,机械强度高等。

连续纤维毡是目前RTM中应用最普遍的增强材料。混合运用连续纤维毡和短切纤维毡,特别是以短切纤维毡/连续纤维毡/短切纤维毡的排列方式可使纤维的含量进步。无捻粗纱布变形性和浸透性较差,普通不单独运用。

3.RTM成型工艺流程图

袋压法、热压罐法、液压釜法和热收缩模塑法成型(低压成型/手糊类)

袋压法、热压罐法、液压釜法和热收缩模塑法统称为低压成型工艺。其成型过程是用手工铺叠方式,将增强材料和树脂(含预浸材料)按设计方向和次第逐层铺放到模具上,抵达规则厚度后,经加压、加热、固化、脱模、修整而获得制品。四种方法与手糊成型工艺的区别仅在于加压固化这道工序。因此,它们只是手糊成型工艺的改进,是为了进步制品的密实度和层间粘接强度。

1.袋压成型

将手糊成型的未固化制品,经过橡胶袋或其它弹性材料向其施加气体或液体压力,使制品在压力下密实,固化。

2.热压釜

一个卧式金属压力容器,未固化的手糊制品,加上密封胶袋,抽真空,然后连同模具用小车推进热压釜内,通入蒸汽(压力为1.5~2.5MPa),并抽真空,对制品加压、加热,排出气泡,使其在热压条件下固化。

3.液压釜

一个密闭的压力容器,体积比热压釜小,直立放置,消费时通入压力热水,对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化。

4.热收缩模塑法

采用不同收缩系数的模具材料,应用其受热体积收缩不同产生的挤压力,对制品施工压力。

工艺过程:

1.袋压成型 分压力袋法和真空袋法2种:

①压力袋法

压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋,固定好盖板,然后通入紧缩空气或蒸汽(0.25~0.5MPa),使制品在热压条件下固化。

②真空袋法

此法是将手糊成型未固化的制品,加盖一层橡胶膜,制品处于橡胶膜和模具之间,密封周边,抽真空(0.05~0.07MPa),使制品中的气泡和挥发物扫除。真空袋成型法由于真空压力较小,故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。

2.热压釜和液压釜法都是在金属容器内,经过紧缩气体或液体对未固化的手糊制品加热、加压,使其固化成型的一种工艺。

3.热收缩模塑法的阳模是收缩系数大的硅橡胶,阴模是收缩系数小的金属材料,手糊未固化的制品放在阳模和阴模之间。加热时由于阳、阴模的收缩系数不同,产生庞大的变形差异,使制品在热压下固化。

夹层结构成型工艺(加压型)

夹层结构成型:由高强度蒙皮和轻质夹芯材料所构成。有手糊法和机械法两种。大多数采用手糊法。

工艺过程

1.玻璃钢蜂窝夹层结构:

1.1 材料准备:

1.1.1玻璃布分蒙皮和芯材两种。

蒙皮:选用增强型浸润剂处置的玻璃布,规格通常为0.1mm-0.2mm的无碱或低碱平纹玻璃布;对曲面,通常采用斜纹玻璃布;

芯材:选用未脱蜡的无碱平纹布。

1.1.2绝缘纸消费纸基和蜂窝夹芯所用的绝缘纸,以木质纤维素制成的纸最好。

1.1.3金属箔以铝箔运用最多。

1.1.4粘接剂蒙皮和芯材用树脂基体及蒙皮和芯材之间胶接用的树脂粘接剂。可以选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂和DAP树脂。而蜂窝夹芯制造过程中的胶条通常用聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛胶和环氧树脂等。

1.2 蜂窝夹芯的制造:

低密度夹芯:由纸、棉布、玻璃布浸渍树脂制成的芯材,或由泡沫塑料,有时也包括铝蜂窝夹芯。这类夹层结构的面板(蒙皮)多采用胶合板、玻璃钢以及薄铝板。其芯材与面板是胶接而成的。

高密度夹芯:夹芯与面板材料都采用不锈钢或钛合金制成。芯材制造及芯材与蒙皮的联接多采用焊接的方式。

1.2.1布蜂窝夹芯的制造

布包括了纸、棉布和玻璃布。三者制造原理及方法相同。主要有三种方法:塑性胶接法、模压法和胶接拉伸法。塑性胶接法和胶接拉伸法主要用于布蜂窝制造,模压法用于金属蜂窝制造,现已很少用。胶接拉伸法是目前普遍运用的方法。有手工涂胶法和机械涂胶法(印胶法、漏胶法、带条式涂胶法、波纹式涂胶法)两种。以机械涂胶法中的印胶法为例。

玻璃布从放布辊1引出后,经过张紧辊2到第一道印胶辊,在布的正面涂胶液,涂胶后的布经过导向辊到第二道印胶辊,并在布的反面涂胶。涂胶后的玻璃布经过加热器加热,在水平导向辊6处与未涂胶的玻璃布叠合,一同卷到收卷机8上。收卷到设计厚度时,从收布卷筒上将蜂窝块取下,加热、加压固化后,切成蜂窝条备用。

1.2.2蜂窝夹芯材料的消费设备

机械法消费蜂窝夹芯根据涂胶方式,所用设备可分为漏胶式涂胶机、印胶式涂胶机和擦胶式涂胶机。

1.3 蜂窝夹层结构制造

根据制造方法不同可以分为湿法和干法成型,按成型工艺过程可分为一次成型(合适纸蜂窝和布蜂窝)、二次成型(合适纸蜂窝)和三次成型。

2.泡沫塑料夹层结构:

2.1 材料准备:树脂+发泡剂

聚氨酯泡沫塑料是由含有羟基的聚醚或聚酯树脂、异氰酸酯、水以及其它助剂共同反响生成的。所用原料有:

①异氰酸酯类常用的有甲苯二异氰酸酯。有2,4和2,6两种异构体,前者活性大,后者活性小,工业上混合运用,两者的用量比为异构比。异构比愈高,化学反响速率愈快,趋于构成闭孔泡沫结构,反之,则趋于构成开孔结构。

②聚酯或聚醚聚酯普通用二元酸(己二酸、癸二酸、苯二甲酸)和多元醇(乙二醇、丙三醇和己二醇)缩聚而成。聚醚主要是由氧化烯烃(环氧乙烷、环氧丙烷等)和多元醇(乙二醇、丙三醇、季戊四醇、山梨糖醇等)制成的。

③催化剂常用的有叔胺类化合物(三乙胺、三乙撑胺、N、N-二甲基苯胺等)和有机锡类化合物(二月桂酸二丁基锡等)。

④发泡剂异氰酸酯与水作用生成的二氧化碳。但会使泡沫塑料发脆和气泡分裂,另外本钱高。工业上普通用卤化碳(三氯甲烷、二氟二氯甲烷等)作为发泡剂。

⑤表面活性剂水溶性硅油、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸以及其它非离子型表面活性剂。降低发泡液体表面张力,使发泡容易和泡沫均与。

⑥其它助剂改善泡沫性能。

2.2 硬质聚氨酯泡沫塑料制造

2.2.1硬质聚氨酯灌注发泡法(一步法)

工艺过程:首先将模具预热到40℃-50℃,按配比将A、B物料混合均匀,混合温度坚持在30℃-35℃。所用齿形搅拌器转速在1000r/min-1500r/min,搅拌时间大约为30s左右,然后疾速将混合物注入模具内,控制凝胶时间大约为5min-7min,然后将发泡体送入100℃的烘箱中坚持2h,再自然冷却至室温,脱模取动身泡体备用。

2.2.2硬质聚氨酯泡沫喷涂法(二步法)

工艺过程:把原料分别由计量泵保送到喷枪内混合,运用单调的高压空气作为搅拌能源(或用风动马达带动搅拌器),再在紧缩空气作用下,将混合物放射到制品,普通在较短时间内生成硬质聚氨酯泡沫塑料。

注:

发白时间:又称乳化时间。物料喷到目的物上后,颜色发白的时间控制在3s-7s之间;

胀定时间:又称发泡时间。通常以不粘手为止;

喷涂速度:普通采用1Kg/min左右的用量,此时喷枪的移动速度为0.5m/s-0.8m/s,单层喷涂泡沫塑料厚度为15mm;

雾化压力:根据配方和流量的不同及物料粘度而变化。普通控制在0.5MPa-0.6MPa;

表面温度:喷涂物表面温度普通不能低于10℃。

2.3 泡沫夹层结构制造

2.3.1预制粘接法

此法是先将夹层结构的表面层和泡沫塑料夹芯按设计恳求分别制造,然后将它们粘接起来。关键是合理的选择粘接剂和粘接工艺条件。

2.3.2整体浇注成型法

此法是在结构的空腔内浇入混合料,然后经过发泡成型和固化处置等,使泡沫塑料胀满空腔,并和玻璃钢结成一个整体夹层结构。

2.3.3机械连续成型法

此法将两表层用巩固的等长纱线衔接,衔接纱线的数量,按夹层结构工作条件计算好。消费时,先把上下表面层织物用玻纤纱按设计恳求的间距与定位板衔接在一同,然后经过浸胶槽浸胶(可用酚醛、酯环和环氧树脂等),在成型段由喷管浇注泡沫塑料层(普通采用聚氨酯、酚醛和脲甲醛泡沫塑料)液体,当物料发泡收缩时,使上下表面层织物紧贴加热限制挡板,并坚持联络件张紧。

模压成型工艺(加压型)

模压成型:将一定量的模压料放入金属对模中,在一定的温度和压力作用下,固化成型制品的一种方法。

模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为以下几类:

①纤维料模压将预混或者预浸的纤维模压料装在金属模具中加热加压成型制品;(高强度短纤维预混料模压成型是我国普遍运用的工艺方法)

②织物模压将预先织成所需外形的两向、三向以及多向织物浸渍树脂后,在金属对模中加热加压成型;(剪切强度明显进步,质量比较稳定,但本钱高)

③层压模压将预浸胶布或毡剪成所需外形,经过叠层后放入金属对模中加热加压成型制品;(适宜制薄壁制品)

④碎布料模压将预浸胶布剪成碎步块放入模具中加热加压成型制品;

⑤缠绕模压将预浸渍的玻纤或布带缠绕在一定模型上,再在金属对模中加热加压定性;(适用于特殊恳求的制品及管材)

⑥SMC模压将SMC片材按制品尺寸、外形、厚度等恳求裁剪下料,然后将多层片材叠合后放入模具加热加压成型制品;(适用于大面积制品成型)

⑦预成型坯模压先将短切纤维制成与制品外形和尺寸相似的预成形坯,然后将其放入模具中倒入树脂混合物,在一定温度压力下成型;(适用于制造大型、高强、异形、深度较大、壁厚均一的制品)

⑧定向铺设模压将单向预浸料(纤维或无纬布)沿制品主应力方向取向铺设,然后模压成型;(适用于成型单向强度恳求高的制品)

模压引申:模压料成型工艺

普遍运用的高强度短纤维模压料制造

1.基本组分:

短纤维增强材料、树脂(最普遍的是酚醛树脂和环氧树脂)基体和辅助材料。

短纤维增强材料:玻纤、高硅氧纤维、碳纤、尼龙纤维等,长度为30mm-50mm,含量普通控制在50%-60%范围内(质量比)。

树脂基体:各种类型的酚醛树脂和环氧树脂,还有酚醛环氧型树脂和聚酯树脂。酚醛树脂有氨酚醛、镁酚醛、钡酚醛、硼酚醛以及由聚乙烯醇缩丁醛改性的酚醛树脂等;环氧树脂有双酚A型、酚醛环氧型及其他改性型。

辅助材料是为了使模压料具有良好的工艺性和满足制品的特殊性能恳求。

2.短纤维模压料制备

有预混和预浸两种,大部分采用预混(手工预混和机械预混)。工艺流程图如下:

以玻纤/镁酚醛模压料为例说明机械预混:

①将玻纤在180℃下单调处置40min-60min;

②将烘干后的纤维切成30mm-50mm长度并使之保送;

③按树脂配方配成胶液,用工业酒精分配胶液密度在1.0g/cm3左右;

④按纤维:树脂=55:45(质量比)的比例将树脂溶液和短切纤维充分混合(此步在捏合机内中止);

⑤捏合后的预混料,逐渐参与撕松机中撕松;

⑥将撕松后的预混料均匀铺放在网格上晾置;

⑦预混料经自然晾置后,再在80℃烘房中烘20min-30min,进一步驱除水分和挥发物;

⑧将烘干后的预混料装入塑料袋中封锁待用。

3.短纤维模压料的质量控制

①树脂溶液粘度由于粘度与密度有一定关系,而粘度测定又不如密度测定简单易行,因此,通常用密度作为粘度控制指标。如酚醛预混料树脂胶液密度控制在1.00g/cm3-1.025g/cm3

②纤维短切强度机械预混,纤维长度普通不超越20mm-40mm;手工预混,纤维长度不超越30mm-50mm。

③浸渍时间在确保纤维均匀浸透情况下应尽可能缩短时间。

④烘干条件烘干温度和时间是控制挥发物含量与不溶性树脂含量的主要要素。此外还应留预料层的厚度战争均性。普通快速固化酚醛型预混料(如镁酚醛)的烘干条件为80℃,烘干20min-30min。慢速固化酚醛型预混料(如氨酚醛)的烘干条件为80℃,烘干50min-70min。环氧酚醛型预混料的烘干条件为80℃,烘干20min-40min。

⑤其他设备设计

4.模压料的工艺性

活动性、收缩率和紧缩性。每个都有对其产生影响的要素(不详解)。

①活动性理论消费中,模压料能否压成一定外形的制品主要取决于活动,而活动的难易取决于模压料的粘度。应该指出,模压料熔体的活动性过大对压制成型并不有利。

②收缩性模压制品从模具中脱出后尺寸减小是模压料的固有特性,即收缩性。模压制品发作收缩的主要缘由是热收缩和结构(化学)收缩。模压制品的线收缩系数比模具材料大。因交结合构产生的结构收缩,理论证明,大多在0.1%-0.2%。

③紧缩性紧缩比来表示。紧缩比=模压料(或坯料)的比容/制品比容。值恒大于1。纤维模压料的紧缩比可以抵达6-10。可采用预成型工艺使紧缩比大的模压料称为坯料来减小紧缩比。

模压引申:SMC成型工艺

SMC,即片状模塑料。是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切玻璃纤维粗纱或玻纤毡,并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来构成的片状模压成型材料。

SMC是干法消费FRP制品的一种中间材料。独具特性是重现性好。

SMC的种类:

①BMC即块状模塑料。可用于压制和挤出成型。与SMC的区别仅在于材料形态和制造方法上。BMC中纤维含量较低,纤维长度较短,填料含量较大,因此BMC适宜制造小型制品,SMC则用于消费大型薄壁制品。

②TMC即厚片状模塑料。组成与制造同SMC类似。SMC普通厚0.63cm,TMC普通厚度达5.08cm。

③结构SMC按纤维形态与分布不同可分为SMC-R(纤维不规则分布)、SMC-C(连续纤维单向分布)、SMC-D(不连续纤维定向分布)以及SMC-C/R、SMC-D/R。树脂采用高反响性的间苯二甲酸聚酯树脂。

④高强SMC分为HMC和XMC。HMC是一种少加或不加填料,短切纤维含量达60%-80%,玻纤定向分布,树脂含量在35%以下的片状模塑料。具有极好的活动性和成型表面,其制品强度是普通SMC的3倍。XMC是一种含有70%-80%定向连续玻纤,20%-30%的聚酯树脂,加适量或不加填料的片状模塑料。玻纤以一定角度交叉布置,标准粗纱角度为82°。在普通缠绕机上中止。

⑤LS-SMC即低收缩SMC。采用低收缩树脂或参与热塑性低收缩添加剂制造,废品收缩可趋于零。适于制造尺寸精度高和表面光亮度高的制品。

⑥ITP-SMC即渗透增稠片状模塑料。不需求普通SMC所需的特地熟化室,而且在室温下24h抵达不粘手的特性。制品具有高度刚性、耐冲击性、尺寸稳定性的特性。

此外还有高弹SMC、低密度SMC、耐热SMC和耐燃SMC等。

1.压制前的准备

1.1模压料预热和预成型

预热方法有加热板预热、红外线预热、电烘箱预热、远红外预热及高频预热等。

预成型是将模压料在室温下预先压成与制品相似的外形,然后再中止压制。

1.2 装料量的预算

装料量等于模压料制品的密度乘以制品的体积,再加上3%-5%的挥发物、毛刺等损耗。模压制品的体积常采用以下三种方法中止预算:外形、尺寸简化计算法,密度比较法,铸型比较法。

1.3 脱模剂的选用

模压中运用的脱模剂有内脱模剂和外脱模剂两类。直接模压中多用外脱模剂或内外脱模剂的别离运用。酚醛型模压料多用机油、油酸、硬脂酸等;环氧及环氧酚醛型模压料多采用硅脂或有机硅。

2.模压工艺参数

2.1温度制度

包括了装模温度、升温速度、最高模压温度和恒温、降温及后固化温度等。

①装模温度物料放入模腔时模具的温度。镁酚醛装模温度在150℃-170℃,氨酚醛、酚醛环氧型模压料普通在80℃-90℃。模压料的挥发物含量高,不溶性树脂含量低时,装模温度较低,反之,要恰当进步装模温度。制品结构复杂及大型制品装模温度普通宜在室温-90℃范围内。

②升温速度由装模温度到最高压制温度的升温速率。对快速模压工艺,装模温度就是压制温度,不存在升温速度问题。而在慢速压制工艺中,需慎重选择合适的升温速度,特别是在成型较厚制品时更为重要。普通采用10℃/h-30℃/h的升温速度,对氨酚醛的小尺寸制品可采用1℃/min-2℃/min。

③最高模压温度主要依树脂放热曲线来肯定。

④保温时间在成型压力和模压温度下保温的时间。作用是使制品固化完好和消弭内应力。主要取决于两个要素:一是模压料固化反映的时间(与模压料种类有关);二是不稳定导热时间。

⑤后固化处置普通不包括在压制制度中。目的是进步制品固化反响程度,经过进步温度,使尚未反响的基团间继续交联增加密度,去掉残留挥发物且消弭剩余应力。

2.2 压制制度

包括了成型压力、加压机遇、放气等。

①成型压力作用是抑制模压料的内摩擦及物料与模腔间的外摩擦,使物料充溢模腔;抑制物料挥发物(溶剂、水分及固化副产物)的抵御力及压紧制品以保证精确的外形和尺寸。主要取决于两个要素:模压料的种类及质量指标;制品结构外形尺寸。成型压力是用单位压力表示的。单位压力定义为:制品在水平投影方向上单位面积所承受的力。

②加压机遇在装模后经多长时间、在什么温度下中止加全压。三种方法:一是凭阅历,操作者可将树脂拉丝时即为加压机遇;二是根据温度指示,当接近树脂凝胶温度是中止加压;三是按树脂固化反响时气体释放量肯定加压机遇。

③放气充模快速模压不存在加压机遇。在快速压制工艺中都要采取放气措施,即在加压初期,压力上升到一定值后,随即卸压抬模放气,再加压充模,反复几次。

3.模压成型工艺流程图:

层压成型工艺(加压型)

层压艺是指将浸有或涂有树脂的片材层叠,组成叠合体,送入层压机,在加热和加压下,固化成型玻璃钢板材或其他外形简单的复合材料制品的一种方法。

1.原材料准备:已制备好的胶布(工艺见后面层压引申:胶布制备工艺)

2.工艺过程:

2.1下料

将胶布剪成一定尺寸,以便送入压机压制。剪切可以用连续切割机,也可以是手工剪切。

2.2 配叠(简称排板或配布)

需求留意下面几个问题:

①通常对多层层压板的每块布料,在两面各放2~3张面层胶布;

②挥发分含量不宜过大,挥发分含量若大于7%,应单调处置后运用;

③在配叠内层胶布时,临近面层的10~20张应选择平整、无污染及破损的胶布,超越9mm的厚板其中间层可夹配有接头和取过样的胶布;

④根据压机的消费才干合理计算并肯定制品的产量和规格。

2.3组合

由钢板、冷压铁板、衬垫及若干板料的堆迭组合称为一个叠合体。叠合体普通按下列次第组合:铁板→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→板料→……→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板。

2.4热压

普通分为预热预压和热压两个阶段。

①预热预压阶段

主要目的是使树脂凝结,去除挥发物,使熔融树脂进一步浸渍玻纤布,并使树脂逐步固化至凝胶态。预压到板坯边缘流出胶但不能拉丝时,立即加满压力并升温,此时预压终了,进入热压阶段。

②热压阶段

从加全压到热压终了,称为热压阶段。从抵达指定的热压温度到热压终了的时间,称为保温时间。普通玻璃钢层压板的保温时间为2min/mm~7min/mm。

2.5冷却脱模

热压终了,关闭热源,通冷却水于热板中中止冷却,同时坚持原有压力(冷压),普通冷却到板材温度为50℃以下,去除压力取出板材。

2.6后处置

有些固化体系在后阶段固化速度较慢,在压机上加热固化,基本定型后,可取出放在120℃~130℃的烘房中再中止后处置48h~75h,进步板材的耐热性、机械强度和电性能。

3.工艺参数

热压成型时的温度、压力、时间是三个最重要的工艺参数。

①成型压力的选定

压力的控制,包括压力的大小、加压次数和加压机遇等问题。

②压制温度的选择

与树脂的固化温度和固化速率有关。普通以为酚醛树脂的热压温度控制在155℃~165℃为适合,有机硅树脂则在200℃以上。理论证明,层压板的热压温度采用五个阶段升温较为合理。

第一阶段:预热阶段。普通从室温到开端显著反响时的温度,即为预热阶段。此时压力普通为全压的1/3~1/2;

第二阶段:中间保温阶段。当树脂不能拉成细丝时,应立即加全压,并随即升温;

第三阶段:升温阶段。普通来讲,升温速度不宜过快。

第四阶段:热压保温阶段。

第五阶段:冷却阶段。

③压制时间的控制

预压、热压和冷却三个时间之和为压制时间。

层压引申:胶布制备工艺

玻纤胶布的制备是运用热处置或化学处置的玻纤布,经浸渍树脂胶液,控制一定的树脂含量,在一定的温度下,经一定的时间烘干,使树脂由A阶段转到B阶段,从而得到所恳求的玻纤胶布。

1.原材料:

增强材料:玻纤布、石棉布、合成纤维布、玻纤毡、石棉毡、石棉纸、牛皮纸。

合成树脂:酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂。

2.工艺参数:

主要工艺参数包括胶液粘度、烘干温度和时间、玻纤布的牵引张力等。

①胶液粘度树脂在溶液中的质量百分比含量。普通可用胶液的浓度和环境温度来控制胶液的粘度。在理论消费中,经过测定密度方法,控制胶液的密度。

②浸胶时间玻纤布在胶液中经过的时间。理论证明,浸胶时间普通在15s~30s范围内。关于常用的0.1mm~0.2mm无碱平纹布,0.25mm的高硅氧布和0.3mm无碱无捻粗纱布,其浸渍时间控制在15s~45s比较理想。

③张力控制牵引力的大小取决于玻纤布的自重和玻纤布在运转过程中经过导向辊时摩擦力。

④浸胶布的烘干温度及时间

包括胶布中挥发分去除和树脂由A向B阶段转化两个过程。

1)烘箱温度的控制

浸胶机类型不同,其烘箱单调温度控制不一样。

卧式机的烘箱内部温度,大致可分为三个阶段:胶布进口处为第一阶段,此段温度较低,通常为90℃~110℃;烘箱中部为第二阶段,通常温度为120℃~150℃;胶布出口为第三阶段,温度为100℃以下。

立式机的烘箱内部温度分为三个阶段:底部胶布进口为第一阶段,普通为30℃~60℃;中部为第二阶段,为60℃~80℃;顶部为第三阶段,为85℃~130℃。

2)单调时间控制

胶布的单调时间是指箱体内停留的时间。关于一定的烘箱长度,单调时间与胶布的运转速度成反比。t=L/v。

3)气流控制

通常浸胶布在烘烤过程中,布面风速控制在3m/s~4m/s

3.胶布成型工艺流程图

卷管成型工艺(制管类)

卷管成型工是用预浸胶布在卷管机上热卷成型的一种复合材料制品成型方法,其原理是借助卷管机上的热辊,将胶布软化,使胶布上的树脂熔融。在一定的张力作用下,辊筒在运转过程中,借助辊筒与芯模之间的摩擦力,将胶布连续卷到芯管上,直到恳求的厚度,然后经冷辊冷却定型,从卷管机上取下,送入固化炉中固化。管材固化后,脱去芯模,即得复合材料卷管。

卷管分手工上布法和连续机械上布法。基本过程:首先清算各辊筒,然后将热辊加热到恰当温度,调整好胶布张力。在不加压辊的情况下,在卷管机上将引头布先在涂有脱模剂的管子芯模上卷限制一圈,然后放下压辊,将引头布贴在热辊上,同事再将胶布拉正,也盖贴在引头布的加热部分,与引头布搭接。引头布长度通常为80cm~120cm,视管材直径而定。引头布与胶布的搭接长度普通为15cm~25cm。

缠绕成型工艺(制管类)

缠绕成型:将浸过树脂胶液的连续纤维或布带,按照一定规律缠绕到芯模上,然后固化脱模成为增强塑料制品的工艺过程。

1.原材料:

增强材料:无碱、中碱无捻粗纱;

树脂:双酚A型环氧树脂(常温内压容器),酚醛型环氧树脂或脂肪族环氧树脂(高温容器),不饱和聚酯树脂(管道和贮罐),双马来酰亚胺树脂(航空航天制品);

芯模:钢模或石膏模。

2.缠绕成型的分类

可分为环向缠绕、纵向缠绕和螺旋缠绕三类。

①环向缠绕

芯模绕自轴匀速转动,导丝头在筒身区间作平行于轴线方向运动。芯模转一周,导丝头移动一个纱片宽度(近似),如此循环,直至纱片均匀布满芯模筒身段表面为止。只能在筒身段中止缠绕,不能缠绕封头。

当缠绕角小于70°时,纱片宽度就恳求比芯模直径还大。这也是环向缠绕的缠绕角必需大于70°的缘由。

②螺旋缠绕

芯模绕自轴匀速转动,导丝头依特定速度沿芯模轴线方向往复运动。不只在筒身段中止缠绕,也缠绕封头。纤维缠绕轨迹是由圆筒段的螺旋线和封头上与极孔相切的空间曲线所组成。

③纵向缠绕

导丝头在固定平面内作匀速圆周运动,芯模绕自轴慢速旋转。导丝头转一周,芯模转动一个微小角度,反映在芯模表面为近似一个纱片宽度。

3.线型

螺旋缠绕(环向缠绕和纵向缠绕可看做螺旋缠绕的特殊情况)时,由导丝头引入的纤维自芯模上某点开端,导丝头经过若干次往复运动后,又缠回到原来的起点上。这样,在芯模上所完成的一次(不重复)布线称为“标准线”。标准线反映缠绕规律的基本线型。

每条纱片在芯模极孔圆周上只需一个切点。在一个完好循环中,极孔周围上只需一个切点,称为单切点。而在一个完好循环中有两个以上切点的称为多切点。由于芯模匀速旋转,导丝头每次往复时间又相同,故在极孔圆周上的各切点等分极孔圆周。

4.工艺流程图

连续成型工艺(连续)

连续成型工艺是指从添加原材料到制成玻璃钢制品的整个过程都是在时断时续的中止。包括了连续制管、连续制板和拉挤成型工艺和复合管消费工艺(EPF法)。

一、连续制管

1.原材料:

增强材料:连续玻纤粗纱、玻璃布带、短切纤维毡和表面毡。前两种用于增强层,后三种用于防腐、防渗层和外表层。

树脂:不饱和聚酯树脂。如间苯二甲酸系列、双酚A系列、含卤素树脂以及环氧丙烯酸树脂、乙烯基树脂等。

2.连续制管工艺原理及过程

①卧式干法缠绕成型

采用预浸的无纬带或玻璃布带缠绕成型。其主要工艺程序包括纵向、环向布带缠绕、芯轴内加热、预固化、第二次固化、外牵引脱模、切割等程序。整个过程是连续中止的。

②卧式湿法纵向纱浸胶缠绕成型

采用连续玻璃纤维粗纱,浸渍树脂胶液后中止缠绕成型。纵向纤维纱从纱架引出经浸胶后,经过火纱器均匀铺放在芯轴上,构成纵向纱层,然后环向缠绕未浸胶的环向纱。各环向层是相间反向缠绕,并由纵向纱所带的多余胶液浸胶。缠到恳求的厚度后,经高频加热固化,引拨脱模,最后切割,得到恳求的管材。整个过程是连续中止的。

③卧式湿法环向纱浸胶缠绕成型

采用连续玻璃纤维粗纱,浸渍树脂胶液后中止缠绕成型。环向纱从纱架引出经浸胶后,经过火纱器均匀铺放在芯轴上,构成环向纱层。而纵向未浸胶纤维纱靠环向缠绕纱的余胶浸渍树脂。按设计恳求采用纵、环纱交错缠绕的铺层方式,缠到恳求厚度,经二次固化,自动脱模、切割得到所恳求的管材。整个过程是连续中止的。

④立式垂直向上移动芯轴式缠绕成型

采用表面抛光镀铬的钢制芯轴,由驱动装置使其从下向上垂直移动,在缠绕成型玻璃管之前,表面涂上脱模剂,然后螺旋缠绕多层浸渍树脂液的玻璃纤维纱,经胶量控制装置,抵达恳求的厚度之后,表面缠绕一层玻璃纸,使表面光滑。定长的若干根钢制芯轴首尾相接,由驱动装置使其向上移动,缠完玻璃钢层的芯轴由吊车和提升机将其送入固化炉固化。在进入固化炉之前,将芯轴衔接处的玻璃钢管切断,固化后,脱出芯轴,即得到所恳求的管材,可托付运用。

⑤立式低熔点金属芯方式缠绕成型

采用一个垂直的空心支柱,在它外面有一个用低熔点金属制成的向上移动的芯轴,在移动芯轴外缠绕玻璃钢管,缠绕终了的芯轴经过一个热压模装置,使玻璃钢固化成型,并使移动芯轴的上端凝结,在重力作用下,经过空气支柱流回熔锅中,完成自动脱模的恳求,同时流回的低熔点合金液可重新用来制造芯轴。

3.连续制管工艺参数

①缠绕规律的选择

主要是指环向和纵向玻璃纤维纱的排布规律。通常玻纤纱的排布方式有平接和搭接两种。就搭接的规律来讲,必需契合以下公式:

搭接方式=(n-1)/n (n=1,2,3···k)

n=1时为平接,n=2时为搭接1/2;n=3时为搭接2/3;···n=k时为搭接(k-1)/k。

②纵向纱片数计算

纵向纱的排布比较简单。数学表达式如下:

 

bm:每条纱片的宽度;D:所铺设的管道外径。

③螺旋缠绕角计算

从螺旋缠绕的几何关系推出:

由此导出:

α:螺旋缠绕角。

二、热塑性和热固性复合结构管连续消费工艺(EPF法工艺)

由挤出、拉挤和缠绕相别离的连续制管方法,采用紫外线辐射引发固化。

这种方法是以挤出成型的塑料管为芯材(内衬),沿轴向铺设拉挤成型的热固性玻璃钢层,然后在周向方向上用纤维缠绕法铺设热固性玻璃钢层,最后在管材表面涂层热固性或热塑性的富树脂层,构成光滑平整的表面外观。整个过程是连续中止的。

“EPF”法工艺原理及其过程

首先是热塑性塑料管挤出成型,然后在塑料管外面铺纵容、环向浸胶玻纤纱。玻纤纱由纱架引出后,经过集束浸胶浸渍热固性树脂胶液。由挤压辊控制纤维中树脂的含量,浸胶后的玻纤纱与轴向方向分歧,经过火纱器铺覆在塑料管表面。缠绕终了后,管被牵引进入锥形芯模内,使轴向玻纤粗纱中挤出多余树脂胶液对环向纤维中止浸胶。而复合管进入紫外线辐射设备,活化光引发剂,使树脂胶液凝胶、初固化后,被引入4个远红外固化炉,中止完好固化。

拉挤成型工艺(连续)

拉挤成型:玻纤粗纱或其织物在外力牵引下,经过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割,连续消费玻璃钢线型制品的一种方法。

1.原材料

1.1 树脂基体

主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂等。其中不饱和聚酯树脂大约占总用量的90%。普通来讲,用于BMC和SMC的不饱和聚酯树脂都可用于拉挤成型制品。

国外呈现了拉挤专用的不饱和聚酯树脂。美国用于拉挤工艺专用的不饱和聚酯树脂有5种:

①硬质高反响性间苯型不饱和聚酯树脂。与低收缩性填料相容性好,与传统聚酯树脂相比,拉挤速度可进步5倍(如Polylite31-20树脂);

②中反响性间苯型不饱和聚酯。特别适宜制造直径为25mm以上的型材,且具有良好的耐腐蚀性(如Polylite 92-310树脂);

③硬质高反响性间苯型不饱和聚酯。特别适用于制造耐水和韧性制品(如Polylite 92-311树脂);

④中反响性间苯型不饱和聚酯树脂。适用于制造耐腐蚀性制品(如Polylite 92-312树脂);

⑤硬质高反响性不饱和聚酯。配方中含有DAP等组分(Polylite92-313树脂)。

环氧树脂主要是室温固化的双酚A型环氧树脂,常用的固化剂是溶解度高和熔点高的二元酸酐或芳香族胺类固化剂

乙烯基树脂是一种由环氧树脂主链同甲基丙烯酸反响而制成的双酚A乙烯基树脂。大都需求参与促进剂。

1.2 增强材料

绝大部分是玻纤,其次是聚酯纤维。玻纤中应用最多的是无捻粗纱。所用玻纤增强材料都采用增强型浸润剂。

大多数制品采用直接无捻粗纱,为了使拉挤制品有足够的横向强度,常用连续原丝毡、组合毡、无捻粗砂织物和针织物等增强材料。

2.成型工艺分类

2.1 间歇式拉挤成型工艺

牵引机构连续工作,浸胶的纤维在热模中固化定型,然后牵引出模,下一段浸胶纤维再进入热模中固化定型后,再牵引出模。如此间歇牵引,而制品是时断时续的,制品按恳求的长度定长切割。

2.2 连续式拉挤成型工艺

制品在拉挤成型过程中,牵引机构连续工作。

2.3 立式拉挤成型工艺

采用熔融或液体金属槽替代钢制的热成型模具。其他工艺过程与卧式拉挤完好相同。值得留意留意的是:由于熔融金属液面与空气接触而产生氧化,并易附着在制品表面而影响制品表观质量。所以,需在槽内金属液面上浇注乙二醇类有机化合物做维护层。

3.拉挤成型工艺参数(以不饱和聚酯树脂为例)

3.1 固化温度和时间

关于卧式拉挤设备来讲,由于模具长度一定,固化炉长度一定,故制品的固化温度和时间取决于树脂的引发固化体系。通用的不饱和聚酯树脂多采用有机过氧化物为引发剂。

3.2 浸胶时间

无捻粗纱及其织物经过浸胶槽所用时间。时间长短以玻纤被浸透为宜,普通对不饱和聚酯树脂的浸胶时间控制在15s~20s为宜。

3.3 张力及牵引力

张力是指拉挤过程中玻纤粗纱张紧的力。它可使浸胶后的玻纤粗纱不涣散。牵引力普通分为起动牵引力和正常牵引力,通常前者大于后者。

3.4 玻纤纱用量计算

拉挤制品所用纱团数按下式计算

A:制品截面积,cm2;βf:玻纤支数,m/g;ρf:玻纤密度,g/cm3;Vf:玻纤体积含量,%;K:玻纤股数;N:玻纤团数。

4.拉挤成型工艺流程图

连续制板工艺消费工艺(连续)

连续制板成型技术是由制毡、树脂浸渍、凝胶成型,固化,切割、水洗、烘干等环节组成。这些环节都是由消费线连续完成的,从消费线的一端连续参与玻璃纤维、树脂、催化剂、促进剂;从消费线的另一端切割得到所需求的产品。

玻璃钢波形板(波形瓦)连续消费工艺技术采用的玻璃纤维制品分为两种:一种以无捻粗纱为原料在消费线上直接制毡;另一种是采用玻璃纤维毡为原料中止消费。以无捻粗纱为原料的消费技术复杂,但由于采用专用玻璃纤维纱特殊的分散技术,所以比采用玻璃纤维毡的产品透光率(采光板)、外观好,而且消费本钱低。

1.原材料选择

原材料选择主要根据产品的运用恳求而定,根据国内情况,通用型波形板多采用191#不饱和聚酯和中碱玻璃纤维;透明波板多采用195#不饱和聚酯树脂及无碱玻璃纤维。玻璃纤维浸润剂多采用增强型浸润剂。

2.胶液参考配方

消费玻璃钢波形板的参考配方如下(重量比):

191#不饱和聚酯树脂 100份

50%过氧化环己酮的二丁酯糊 1-2份
50%过氧化二苯甲酰的二丁酯糊 1-2份

1%萘酸钴的苯乙烯溶液 0.3-1份

颜料糊 0.2份

为改善产品表面的耐磨损性能和抗老化性能,在制品的表面附上一层0.20毫米左右的胶衣树脂。

3.工艺过程及设备

3.1横向波板连续成型原理及设备

所用增强材料为玻璃布或玻纤毡,当其从卷筒开卷后,经过浸胶槽浸渍树脂,浸胶后的玻纤毡两面掩盖玻璃纸,构成“夹芯带”,在固化室胶凝、固化构成横向波纹,出固化室时,波纹已定型,由卷筒收卷两面掩盖的的玻璃纸,最后,由纵向切割装置切除两端毛边,由卷筒卷取成制品。

由于波纹构成方向与制品运转方向垂直,即波纹产生是横向的,而产品的运转是纵向的,故称为横向波板成型机组。

3.2纵向波板连续成型原理及设备

首先下薄膜在牵引机的拉引下开卷,树脂胶衣从高位槽流在薄膜上,经刮刀刮平后进入预热箱凝胶成膜。薄膜断续向前移动,树脂从高位槽流至配料桶,当与其组分均匀混合后,经滤网过滤后流至下薄膜上,树脂在刮刀的作用下构成一层均匀的胶液层。上好胶的薄膜进入沉降室。玻纤无捻粗纱经过三辊切割机切成短切玻纤纱后经涣散器使其散落在涂好胶液的薄膜上,构成均匀的玻纤毡。为了增加毡的强度和防止短切纤维串动,在毡上铺置数束纵向连续纤维,再掩盖上涂好树脂的上薄膜,在数排钢丝刷的作用下,经过几道辊压,纤维毡被树脂胶液浸渍并经过刮板扫除其中气泡而构成夹层玻纤毡预浸带--“夹芯带”。经过成纹模板,逐渐构成所恳求的波纹,在预成型室的后段进入预热箱,使其预热后进入加热固化箱。加热固化成型的波形瓦由卷取机将上下薄膜卷取收回,供重复运用。最后,由纵、横切割机切去毛边,并切成一定长度的波形瓦制品。

离心法制管工艺(制管类)

将树脂、玻纤和调料按一定比例参与到旋转的模具内,依托高速旋转产生的向心力,使物料在模内挤压密实,固化成型的一种方法。

1.原材料

1.1 树脂:应用最普遍的是各种牌号不饱和聚酯树脂体系;

1.2 增强材料:普通运用9-13um的玻纤;品种有:玻纤毡、玻纤纱、连续纤维毡、网格布、单向布等。成型异型断面制品时,可先将玻纤制成预制品,然后放入模内再中止离心成型;

1.3 填料:石英砂、石英粉、辉绿岩等。

2.工艺恳求

2.1 增强材料的铺放方法

①预混法

将短切纤维(长15mm)与树脂和填料预先搅拌混合均匀,然后将混合物参与旋转的模具中;

②自由铺放法

将玻纤毡涣散地卷成筒状,然后放入转动的模具内,靠人工和向心力铺层;

③预成型法

将增强纤维预制成套管外形,套在滑动轴上,滑动轴旋转,将套管状增强材料铺放在大模具内,抽出滑动轴;

④机械铺放法

在能够往复移动的伸臂臂上安装有纤维切断器,伸臂沿旋转模具的长度方向往复运动,将玻纤切断铺撒在模内。

2.2添加树脂的方法

①预混法

将树脂先配成树脂糊(参与固化体系),然后与粉状填料和纤维在搅拌机内混合均匀后直接参与旋转的模腔内;

②用树脂泵

用树脂泵和长管(可在模内沿旋转轴方向运动)将配好的树脂糊直接打入模腔内,并留意铺撒均匀;

③采用放射成型法

将树脂和玻纤同时放射到模具上。采用增强材料预成型时,树脂用喷枪单独喷撒。

2.3 排气泡密实措施

①普通小直径管(φ800mm以内)采用调整离心机转速方法使物料密实,转速分为装料阶段和慢速及快速三个阶段;

②机械压实法,关于φ1000mm以上的大直径管子,除了靠向心力密实外,还可采用压辊压实等辅助措施。

3.工艺流程图

热塑性树脂成型工艺

挤出成型工艺(连续型)

只能消费线型制品

指物料经过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续经过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。

1.原材料:FRTP粒

2.挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型四个过程。在挤出机内沿螺杆长度方向划分为加料、紧缩和均化三段。

2.1 加料段工作原理

加料段由加料区、固体保送区和迟后区组成。对粒中止压实和保送。

在此段内,粒料主要是受热、前移,仍坚持固态。因此,螺杆容积可以坚持不变。粒料在机筒内的运动可合成为旋转运动和轴向运动。当粒料与螺杆的摩擦力大于和机筒的摩擦力时,粒料随螺杆转动,反之,粒料沿轴向移动。

2.2 紧缩段工作原理

在此段内,涣散的粒料被压实、软化,同时把夹带的空气压回到加料口扫除出。由于螺杆和螺槽的逐渐变浅,以及过滤网、分流板和机头的障碍作用,物料逐渐构成高压,进一步被压实。螺杆在加料口的螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比称为紧缩比。与此同时,物料遭到外部加热、螺杆与机筒的剧烈搅拌、混合和剪切等作用,温度不时升高,熔融态物料不时增加,固态物料逐渐减少,至紧缩段末端,全部物料已转变为粘流态。

2.3 均化段工作原理

均化段是把紧缩段送来的熔融物料进一步塑化均匀,使其能定量、定压挤出。

3.挤出成型工艺流程图

挤出成型引申:FRTP粒消费工艺

1.长纤维造粒工艺(LFT)

长纤维粒料是将玻璃纤维束包覆在树脂中间,纤维长度等于粒料长度。工艺简单,连续操作便当,质量较好,是国内外采用最多的造粒工艺。

工艺流程图如下:

2.短纤维造粒工艺

纤维是均匀分布在树脂基体中。适用于柱塞式注射成型机和外形较复杂的制品消费。

工艺方法有三种:

①短切纤维原丝单螺杆挤出法

将短切玻纤原丝与树脂按设计比例参与单螺杆挤出机中混合、塑化、挤出条料,冷却后切粒。关于粒料树脂,要重复2~3次才干均匀;关于粉状树脂,则可一次挤出造粒。

优点:纤维和树脂混合均匀,能顺应柱塞式注射机消费;

缺陷:玻纤受损较严重,料筒和螺杆磨损严重,消费速度较低,劳动条件差,粉状树脂和玻纤易飞扬。

②单螺杆排气式挤出机回挤造粒法

将长纤维粒料参与到排气单螺杆挤出机中,回挤一次造粒。

优点:消费效率很高,粒料质地密实,外观质量较好,劳动条件好,无玻纤飞扬;

缺陷:用长纤维粒料二次加工,树脂老化几率增加,粒料外观及质量不如双螺杆排气式挤出机造粒好。(对设备恳求不高,国内多采用此法)

③排气式双螺杆挤出机造粒法

将树脂和纤维分别参与排气式双螺杆挤出机的加料孔和进丝口,玻纤被左旋螺杆及捏合装置所破碎,在料筒内纤维和树脂混合均匀,经过排气段除去混料中的挥发性物质,进一步塑炼后经口模挤出条料,再经冷却、单调(水冷时用),然后切成粒料。此法是制造增强粒料的今后展开方向。
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