玻璃钢成型工艺技术手册

目录

第一章玻璃钢制作工艺

1-1玻璃钢基础知识

玻璃钢是什么

玻璃钢FRP（Fiberglass Reinforced Plastics）亦称作GRP（Glass Reinforced Plastics）或GFRP （Glass fibre reinforced plastics）学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料，通过一定的成型工艺而制成的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。

玻璃钢的发展历史

1940年，美国一家实验室的技术人员不小心将加有催化剂的不饱和聚酯树脂倾倒在玻璃布上，第二天

发现固化后的这种复合材料强度很高，玻璃钢遂应运而生。

1942年第一艘玻璃钢渔船问世；玻璃钢管试制成功并投入使用。

二战其间，美国以手工接触成型与抽真空固化工艺，制造了收音机雷达罩与副油箱；利用胶接技术制作了玻璃钢夹芯结构的收音机机翼；

1946年发明了以纤维缠绕法生产压力容器的方法。

1949年预混料DMC（BMC）模压玻璃钢面试。

1950年真空袋与压力袋成型工艺研究成功；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。