手糊成型工艺及设备-增强材料

• Na2O＋K2O 0.8%（降低玻璃的熔制温度和玻璃液粘度， 改善拉丝作业）
• 辅助原料：助熔剂，萤石；澄清剂：芒硝(Na2SO4)
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3. 玻璃纤维制品 3.1 分类 • 常用的玻纤增强材料有无纺制品和纺织制品两类 • 无纺制品为各种玻璃纤维毡、纺织制品为纱线和 织物两种 • 连续纤维纺织品分为无捻结构和有捻结构两类 • 无捻产品：无需进行纺织加工的原丝、复丝、膨 体粗纱和膨体粗纱织物 • 有捻结构：原丝，单股或多股初次加捻制成单纱 • 无捻粗纱布、加捻布、短切毡、表面毡、针刺毡 等。
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缝编毡的优点： 提高玻璃钢的力学性能指标
• 可以增加玻璃钢层合制品的极限抗张强度、张力下 的抗脱层强度及抗弯强度； • 没有层间纱线的相互磨损降低力学性能；
• 可以降低玻璃钢树脂含量提高材料强度
• 当玻璃钢受到冲击负荷时，缝编用聚酯纱线起阻止 裂纹蔓延扩展的作用，层间剪切问题减少 • 各层之间不易分层，造船工业检测报告显示相对于 方格布玻璃钢板的强度增加65％，刚度增加40％。
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• 短切毡对树脂浸透性最好，气泡容易排除，变形性
好，施工方便，制品里的含胶量(即：树脂含量)高
(含胶量为60％一80％)，所以防渗效果好，在防水
制品、耐腐蚀制品中作为防渗漏层被大量采用。国
内用量逐年增加。 • 短切毡分无碱玻纤短切毡和中碱玻纤短切毡两种。 无碱毡耐水性、电性能及透光性均较好，所以，多 用于造船业、电器制品、水箱及透明板等。价格较
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(3) 加捻布
• 该玻璃布是由玻璃纤维单丝合股，加捻后按 经纬向编织而成。是一类多品种、多规格的 纤维织物。厚度从0.05、0.1、0.2-0.6mm多 种。 • 该类布表面含蜡，使用前应在一定温度下将 蜡除去。用加捻布制作的玻璃钢，表面平整、 气密性好，但价格较贵，不易浸透树脂。增 厚效果差。在手糊工艺中加捻布比无捻布用 得少。
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第一节 手糊成型工艺概述
1.3 手糊成型工艺工序

(1)增强材料剪裁
(2)模具准备 (3)涂刷脱模剂； (4)喷涂胶衣 (5)成型操作



(6)脱模
(7)修边

(8)装配
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第一节 手糊成型工艺概述
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第一节 手糊成型工艺概述
1.4 手糊工艺的优点： 1. 设备简单 2. 投资少、见效快 3. 生产技术简单易学 4. 产品不受尺寸、形状的限制， 大型制品可现场制作。 5. 可与其他材料复合制作成一体
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第一节 手糊成型工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ概述
(4)防腐产品:各种油罐、酸罐、水泥槽内防腐衬层、 钢罐内防腐层、管道、管件、地下罐的外防腐层、 地面用格栅等。
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第一节 手糊成型工艺概述
(5)机械电器设备：机器罩、配电箱、医疗器械外罩、 电池箱、开关盒等。 (6)体育、游乐设备：赛艇、舢板、滑板、各种球杆、 人造攀岩墙、冰车、风帆车、游乐车、碰碰车、碰 碰船、水滑梯、海底游乐设备等。 总之，出于手糊工艺设计自由，可根据产品的技 术要求设计出理想的外观、造型及多种多样、品种 繁多的FRP制品。目前，产品达上万种，被广泛应 用到各个领域，前景看好。
(5)表面毡
• 表面毡是用于FRP产品表面的，在手糊工艺之中， 复合在FRP产品的表面层可以获得富树脂层，并具
有光洁表面。这是因为表面毡是用直径为l0~20μm
的单丝随机交替铺成，很薄。 • 一般单重为30g／m2和50g／m2两种。对表面要求 耐水、耐腐蚀产品，使用表面毡可获得良好的效果。
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增强材料
21 玻璃纤维结构示意图
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玻璃纤维的主要化学成分
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、三氧化二硼 (B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)等
以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃； 以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。 氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可以降低 玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容易排除，它主 要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助溶的目的。 氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电绝缘性 和化学稳定性会相应的降低
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第一节 手糊成型工艺概述
(2)造船业:渔船、游船R、游艇、交通艇、救生艇、 汽垫船、舢舨、海底探测船、军用折叠船、水中浮 标、灯塔、巡逻艇、养殖船等。
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第一节 手糊成型工艺概述
(3)交通产品:汽车车壳、电动车壳、机器盖、保险 扛、大型旅游车外板、冷藏车、工程车、高尔夫 球车、汽车卫生间、消防车、火车箱内板、火车 门窗、火车卫生间、地铁车箱、路标等。
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• 3.2 玻璃纤维制品介绍 • ⑴无捻粗纱
• 由无捻纺纱机把拉丝得到的原纱平行并股卷成筒形。 • 无捻粗纱的表示：玻璃种类+纤维种类+单丝的公称直径+ 无捻粗纱的总的线密度。 • 例：EC10 2400 • 表明该无捻粗纱由无碱玻璃连续纤维制成，单丝公称直径为 10um，总的线密度为2400号（tex,g/km ）。 • EC10 40×60 • 表示该无捻粗纱由无碱玻璃连续纤维制成，由40号的玻璃原 丝共60 股络制而成的，它的总线密度仍为2400 号。 • 无捻粗纱的号数 由150 号到9600 号。 • 无捻粗纱的种类： ①喷射专用、②SMC 片状模塑料专用、③缠绕专用、④ 26 拉挤专用、⑤织造专用
• SiO2 • B2O3 54.1%、（网络形成剂） 8.8%、(网络形成剂、降低硅酸盐玻璃熔融温度)
• Al2O3 14.6%、(抑制硼硅酸盐分相、提高化学稳定性）
• MgO 4.6%、（改善玻璃纤维的机械强度、化学稳定性及 耐热性，以白云石引入） • CaO
16.6%、（降低玻璃熔体的高温粘度，提高绝缘性能）
(6)针刺毡
• 短切纤维针刺毡和连续原丝针刺毡 • 短切纤维针刺毡是将玻纤粗纱短切成50mm，随机 铺放在预先放置的传送带上的底材上，然后用带倒 钩的针进行针刺，针将短切纤维刺进底材中，而钩 针又将一些纤维向上带起形成三维结构，所有底材 可以是玻纤或其他纤维的稀疏织物，这种针刺毡有 绒毛感，面积质量为300~350g/m2。
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B、以单丝直径分类
玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成几种： 粗纤维： 30μm；初级纤维：20μm 中级纤维：10μm～20μm； 高级纤维：3μm～10μm(亦称纺织纤维)； 超细纤维：单丝直径小于4μm。
单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，而且影响到 纤维的生产工艺、产量和成本。一般 5μm － 10μm 纤维作为 纺织制品用； 10μm－14μm的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、 短切纤维毡等较为适宜。
第一章 手糊成型工艺及设备
第一节 手糊成型工艺概述
• 1.1 定义
手糊成型工艺: 手工作业把玻璃纤维织物和树脂交 替铺层在模具上，然后固化成型为 玻璃钢制品的工艺。
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第一节 手糊成型工艺概述
1.2 手糊成型工艺分类: • 接触成型:有简单手糊法及喷射成型法 • 低压成型：有压力袋法、真空袋法、热压釜 成型以及树脂传递模塑(RTM)和反应注射模 塑(RIM)成型等。
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第二节 原材料选择 选材依据：
(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。
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第二节 原材料选择
玻璃钢结构
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第二节 原材料选择
2.1 手糊成型工艺原材料 －纤维增强体
增强材料：在复合材料中，能提高基体材料机械强度、 弹性模量等力学性能的材料。 增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量，而且 能降低收缩率，提高热变形温度，并在热、电、磁等方面赋 予复合材料新的性能。 增强材料种类 玻璃纤维、碳纤维 与石墨纤维、硼纤 维、芳纶纤维等
贵。中碱毡价格较低，一般用于通用FRP产品中。
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增强材料
• 近几年来国内已有多家生产厂引进国外先进的短
切毡技术。如：重庆玻纤厂、珠海玻纤厂、浙江
桐乡玻纤厂以及最近投产的山东泰安玻纤厂都有 大批量生产投放市场。 • 另外，美国欧文斯· 康宁公司、日本日东纺、韩 国公司等在国内均有代理商销售。
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(4) 短切毡
• 将玻璃原丝切割成50mm长的短纤维，将其随机但 均匀地铺陈在网带上，随后施以PVAC乳液粘结剂 或撒布聚酯类粉末粘结剂经加热固化后粘结成短切
毡。
• 原丝直径10~12μm，含胶3~6％原丝集束50或100 根，幅宽1.02m、2.04m、3.06m，面积质量范围 150~900g/m2，用的最多的450g/m2
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C、以纤维外观分类 有连续纤维，其中有无捻粗纱及有捻粗纱( 用于纺织 ) ； 短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃粉及磨细纤维等。 无捻粗纱
短切纤维
玻璃粉
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• 2. 玻璃纤维的结构及主要化学成分
网络结构假说：
玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或 硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络 间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填充。 二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃 性能的基础，填充的Na 、Ca等阳离子称为网 络改性物。
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第一节 手糊成型工艺概述
但是，手糊工艺也存在许多缺点： ①生产效率低、不适合批量大的产品
②产品质量不够稳定。
③生产环境差。
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第一节 手糊成型工艺概述
1.5手糊工艺的用途
(1)建筑制品：波形瓦、采光罩、风机、风道、浴盆、 组合式卫生间、化粪槽、冷却塔、活动房屋、售货 亭、装饰制品、坐椅、门、窗、建筑雕塑、玻璃钢 大篷、体育场馆采光层顶等。
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物理形态：纤维状、片状、颗粒状增强材料等
第二节 原材料选择