玻璃钢合成工艺

玻璃钢合成工艺

摘要：玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料），是一种用途广泛的复合材料。它是由合成

树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。其生产方式基本上分两大类，即湿法接触型和干法加压成型。

关键词：应用领域；工艺现状；发展趋势

1.特点：玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝

缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。与常用

的金属材料相比，它还具有如下的特点：

由于玻璃钢产品，可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求，自行设计复合

制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对

于产品使用时的性能要求。因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。

玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。

只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃

钢材料和结构一次性地完成，避免了金属材料通常所需要的二次加工，从而可

以大大降低产品的物质消耗，减少了人力和物力的浪费。

玻璃钢材料，还是一种节能型材料。若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下，或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。

综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。

2.应用：由于玻璃钢是一种复合材料，其性能的适应范围非常广泛，因此它的市场开

发前景十分广阔。据有关统计资料，目前世界各国开发的玻璃钢产品的种类已

达4万种左右。虽然各国均根据本国的经济发展情况，开发的方向各有侧重，

但基本上均已涉及到各个工业部门。我国玻璃钢工业经过四十多年来的发展，

也已在国民经济各个领域中取得了成功的应用，在经济建设中发挥了重要的作

用。

玻璃钢主要的应用领域，粗略地概括如下：

建筑行业：冷却塔、玻璃钢门窗New、建筑结构、围护结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、波形瓦、装饰板、卫生洁具及整体卫生间、桑拿浴室、冲浪浴室，

建筑施工模板、储仓建筑，以及太阳能利用装置等等。

化学化工行业：耐腐蚀管道、贮罐贮槽、耐腐蚀输送泵及其附件、耐腐阀门、格栅、通风设施，以及污水和废水的处理设备及其附件等等。

汽车及铁路交通运输行业：汽车壳体及其他部件，全塑微型汽车，大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险杠、仪表屏，小型客货车，以及消防罐

车、冷藏车、拖拉机的驾驶室及机器罩等；在铁路运输方面，有火车窗框、车

内顶弯板、车顶水箱、厕所地板、行李车车门、车顶通风器、冷藏车门、储水

箱，以及某些铁路通讯设施等；在公路建设方面，有交通路标、路牌、隔离墩、

公路护栏等等。

船艇及水上运输行业：内河客货船、捕渔船、气垫船、各类游艇、赛艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃钢航标浮鼓及系船浮筒等等。

电气工业及通讯工程：有灭弧设备、电缆保护管，发电机定子线圈和支撑环及锥壳，绝缘管、绝缘杆，电动机护环，高压绝缘子，标准电容器外壳，电机冷却用套管，

发电机挡风板等强电设备；配电箱及配电盘，绝缘轴，玻璃钢罩等电器设备；

印刷线路板、天线、雷达罩等电子工程应用。

近年来，随着科学技术的发展，以及人民生活水平的提高，许多民用玻璃钢产品大量地被开发，例如许多城市雕塑、工艺美术造型，快餐桌椅、摩托车部件、玻璃钢花盆、安全帽、高级游乐设备、家用电器外壳等，都成功地被大量应用。

3.工艺现状：

一、制品成型要素

在对材料工具掌握了解之后，我们就可按步就班地进行玻璃钢制品的生产。

玻璃钢工艺形式有多种，但制品生产过程基本相同，都可大致归结为定型、浸渍、固化三个要素。

定型本质是如何将增强材料均匀配置，或如何可靠设置在设定方向上。只把增强材料预先定形的过程称预成型，预成型应做到近似最终产品形状(玻纤立体织物和纺形织物正朝这个方向努力)。

浸溃就是把增强材料周围的空气用树脂基体置换的过程，浸渍过程分脱泡和浸透过程。基体粘度、基体和增强材料的组成比例、增强材料的形态是支配浸渍好坏、难易程度的主要因素。

固化是化学反应的过程，是分了结构由一维变为.几维结构的过程。通常基体是稳定在不妨碍实际应用的状态，为使这种固化表现出来而采用反应引发剂进行化学激发，用促进剂或热来促进反应的方法。

二、清洁工作

清洁工作是玻璃钢手工成型工艺的重要准备工作，玻璃钢制品在很大程度上是一种需要雕塑的工艺品，制品美观漂亮、外观质量好坏与否均与清洁工作密切相关。

1.模具清洁

模具表面使用前必须清理，用清洁剂和清水反复冲洗(忌用对树脂有溶解作用的丙

酮等清洗剂)，要使玻璃钢达到镜面效果，模面上的一切尘埃、微粒、油迹都应去除。2.环境清洁

施工现场应每日清洗。废旧树脂、物件及时处理;飞扬的灰尘、生产中的碎片粘在湿态树脂上，均会影响制品质量。

3，工具清洁

生产工具应设专人清理，既利于操作，又避免因一r.具上有树脂结块、易掉落颗粒、泥尘等导致生产时影响玻璃钢的质量。

①为配料工和糊制工提供清洁的工具，并做好工具使用情况及损坏情况记录。②工具上的残存树脂清除后，工具可放在封闭的容器内，用丙酮浸泡(玻璃钢制的工具除外)备用。

③交付使用的任何工具，都应是干燥的。

④打蜡用的毛巾和羊毛垫子(毡)，要用热的肥.皂水或清洁剂清洗，再经过清水过净、干燥后才能使用。清洁剂也有用热的纯碱水溶液来代用，要改变使用价格较贵又危险的丙酮作为清洁剂的习惯。

⑤盛胶衣的专用容器，每次用完都要清洗，不允许有结皮及颗粒存在，也不允许为了方便清洗而在器具内壁涂蜡。

三、配料

各种原料的比例对制品性能有直接影响达到一定规模的生产单位，应设立专职配料工。其职责有以下几方面。

①配大料。就是在大的容器中，每次入树脂几十公斤（如80Kg)，加入需要的颜料糊(不

宜将颜料粉直接加人)、填料、稀释利等。大料应配数量根据用量和搅拌效果综合考虑。采取机械搅拌，搅拌器的叶片最好选用双层，搅动时应使物料上下翻动，搅拌时间由搅拌效果决定，一般在El以L。若工艺上需要，可在大料中预先加入促进剂，配小料时再加固化剂。但不宜在大料中加人固化剂，否则不宜多配，而且注意贮存期;在指定室温下加人BPO的树脂贮存期约3一4天;加人固化剂H的贮存期约8H，搅拌速度一般为450-750r/min，对于大型或较厚的室温固化制品，胶液需用量大时，一般采用量少而多次配胶的原则，以延长凝胶时间。

配制粘度大的环氧树脂，一般先将树脂用水浴加热到40℃左右，加入稀释剂，搅拌均匀后再加固化剂，立即使用。适于手糊成型的粘度为0.2-0.8pa.s。为了降低粘度，除提高温度以外，主要是加入稀释剂，环氧树脂用的稀释剂已介绍过，聚醋常用稀释剂有苯乙烯，也有用酚醛、呋喃树脂，丙酮或酒精。粘度大影响浸润，会增加树脂用量。②配小料。小料是指现场施工时每次要用的料。应本着用多少、配多少的原则，但每次以5kg为宜。在夏天，若需要可将配好的小料，连桶浸在水浴中，同时搅拌，这样可以散热延缓凝胶时间的到来。

③小样试验。由于材料变更或气候变化，应进行小样试验—小块FRP试验。这是配料工常任工作之一。以此确定当时的大致配方，并做记录。对于聚醋玻璃钢的常规配方，其他因素不变的情况下，适合操作的凝胶时间为40-60min，环境温度和促进剂E的用量关系，可参考凝胶时间的调节，严格讲，除促进剂和温度以外，也可考虑阻聚剂的应用。凝胶时间的长短，关系到操作时间的长短，太一长了生产周期长，树脂又易流失;太短了影响树脂浸透，对产品质量不利。

④配料.1根据凝胶速度及施工速度的需要向糊制工及时提供配好的树脂(小料)。⑤未经工艺员批准，不得随意更改配方。配料工要督促糊制工按.工艺要求来使用材料和掌握施工进度。

⑥聚醋的配料原则:a)加料顺序应当先钻化物后酮化物，若按当前习惯做法，先酮化物后钻化物也行，但不能同时加人，应当搅拌均匀后再加另一样。(b)搅拌时速度要慢，特别是配小料或配胶衣时，否则空气混人会给产品带来气泡。(c)有关工具、容器要严格分开，不准共用。(d)不论环氧还是聚醋，凡是冷固化配方加入固化剂和促进剂后，要在规定的时间内用完。

⑦所用颜料，为了分散均匀，建议使用颜料糊，而且必须充分搅拌。即使使用颜料糊，为了更好的分散均匀，可用少量苯乙烯等稀释剂将颜料糊稀释，浸饱一定时间再投人大料中搅拌。

③配制带色胶衣时，为了同批产品有同样深浅的颜色，最好配大料。配好的胶衣应静置2h后再加入固化剂，促进剂稍加搅拌再用，以免空气混入。

⑨充分固化是保证制品性能的基本条件，为此，要加人足够量的固化剂，要利用固化反应热来加速树脂固化。因此当气温低，制品又薄的场合，促进剂可适当多用，还可采取适当保温措施，对聚醋而言还可加入促进剂D。⑩配料时坚持对各种添加剂，特别是固化剂和促进剂精确称量。必要时应有监督复核人员。严禁不称不量凭经验随便添加的不良习惯。一些生产厂家因配料工悼以轻心，由于配错料却怪罪原材料不合格。四、胶衣的制备

胶衣是指玻璃钢表面所带的既有保护作用，又有装饰作用的树脂层。上胶衣时应注意如下间题。

②模剂完全干燥后才能上胶衣。

②涂刷或喷涂要均匀，过厚，易裂易剥落;过薄.失去保护作用。国外(日本)用量为450-600g/m2，厚度不超过0.3-0.4mm，国内要求厚度为0.25-0.4mm ,即300-500g/m2。

涂刷胶衣时，最好涂两层，待第一层初凝后再涂第二层，这样比较均匀，每次间隙时间大约40-60min。

③胶衣层可用表面毡为增强。

④可以在紧靠胶衣的1-2层布或毡中用和胶衣相同颜色的树脂，使胶衣层用量减少到最低限度，又避免下面的纤维或其他颜色显露。

⑤胶衣中不能混人机械杂质，可用旧的薄型尼龙袜过滤(特别是喷涂用胶衣)。⑥胶衣涂后，若需加快硬化速度，日本资料介绍，可放在直射阳光下，也可用红外线灯照射，为防止局都温度过高，应不时移动，保持温度平衡。

⑦胶衣粘度，可用3%-5%的丙酮来调节。

⑧环境湿度过大时，可用送风机送热风或者使用红外线灯加热以降低湿度。⑨冬季低温时为了降低胶衣或树脂的粘度，应在使用前的 2一3h将胶衣或树脂转到暖室内⑩为了不使薄玻璃钢透光，可在第一层胶衣固化后，再喷一层黑胶衣或在玻璃钢施工安装完成后，在内层用毛刷涂层着色聚醋。

五、糊制

糊制是手工工艺的主要环节之一，需要多次训练，以求熟练。中国玻璃钢工业协会有关专家曾总结出如下几条。

①待胶衣切凝，手感软而不粘时，立即铺层糊制。

②玻璃钢表面层的主要功能是美观、保护内层，对强度并无过高要求。由于树脂固化收缩，易使布纹凸起，造成表现不平滑，为此，表层除用胶衣外还可用0.06-0.1 mm厚的薄布、表面毡，甚至用纸或有机纤维布做表面。还可用普通树脂加人粉末填料(由产品性能需要而定)来代替胶衣树脂。当然表面毡最为理想，不论使用何种纤维增强，都要强调树脂饱和。

③紧贴胶衣的增强材料，最好用1-2层短切纤维毡，或用0。2方格布，要注意排除气泡。树脂也要饱和，这样有利于浸透和排除气泡。

①品的厚度如超过7 mm ,据有关资料介绍可分两次成型，等放热缓慢时再继续。如果使用无蜡树脂，即使到第二天表面仍是粘的，可继续糊制。直到最后一层才用有蜡树脂防止制品表面发粘。