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 。