手糊成型工藝及設(shè)備-基體材料

第一章手糊成型工藝及設(shè)備第一頁，共五十五頁。樹脂基體的選擇原則：(1)能夠配制成粘度適宜的膠液，粘度在0.2～0.5Pa·s

:易浸漬纖維，容易脫氣泡，垂直面涂刷時不易流膠(2)能在室溫或較低溫度下凝膠、固化并要求固化時無低分子物產(chǎn)生；固化迅速且固化收縮??；(3)層間粘接性能好等。(4)無毒或低毒(5)價格便宜，來源廣泛。第三節(jié)樹脂的選擇第二頁，共五十五頁。常用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂兩大類。不飽和聚酯樹脂粘度小，浸漬性好，低分子物及氣體易排除，凝膠時間可以調(diào)節(jié)并能在低溫常壓下固化，但固化收縮率較大，制品強度較低。第三節(jié)樹脂的選擇第三頁，共五十五頁。常用的樹脂環(huán)氧樹脂綜合力學性能最好，粘結(jié)能力最強，與玻纖復合界面剪切強度最高，尺寸穩(wěn)定性好，耐蝕性好；粘度大，施工困難，成型需要加熱。第三節(jié)樹脂的選擇第四頁，共五十五頁。常用的樹脂雙馬來酰亞胺（BMI濕熱性能和斷裂韌性很好，一般用在航空材料構(gòu)件上）第三節(jié)樹脂的選擇熱變形溫度300℃，交聯(lián)度高但脆性大第五頁，共五十五頁。常用的樹脂聚酰亞胺樹脂（PAI優(yōu)良的耐高溫、耐輻射和良好的電性能）對不同用途的制品，應(yīng)選用不同的樹脂品種，所用樹脂一定要在有效期內(nèi)使用。第三節(jié)樹脂的選擇第六頁，共五十五頁。BMI和PAI兩種樹脂成型壓力和溫度都較高且用的很少。從價格來看聚酯樹脂最便宜，環(huán)氧樹脂最貴。從用量來看，聚酯用量最大，占了80％以上。接下來是環(huán)氧樹脂。第三節(jié)樹脂的選擇第七頁，共五十五頁。第三節(jié)樹脂的選擇第八頁，共五十五頁。不飽和聚酯樹脂的主要原料主要原料化學成分不飽和二元酸順丁烯二酸酐、反丁烯二酸飽和二元酸鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、已二酸、四溴鄰苯二甲酸二元醇丙二醇、乙二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇交聯(lián)單體苯乙烯引發(fā)劑過氧化環(huán)已酮（CHP）、過氧化甲乙酮(MEKP)不飽和聚酯樹脂第九頁，共五十五頁。不飽和聚酯樹脂的輔助原料名稱化學成分促進劑辛酸鈷和環(huán)烷酸鈷阻聚劑苯二酚、特丁基對苯二酚、對苯醌穩(wěn)定劑（凝膠）2,4-戊二酮觸變劑二氧化硅氣凝膠不飽和聚酯樹脂第十頁，共五十五頁。二元酸不飽和酸：提供不飽和鍵（烯烴雙鍵），具備繼續(xù)進行化學反應(yīng)的條件，成為玻璃鋼成型的條件

順丁烯二酸酐

反丁烯二酸不飽和聚酯樹脂熔點低，反應(yīng)時縮水量少，價廉使不飽和聚酯固化速度快、固化程度高、分子鏈規(guī)整，制品具有較高的熱變形溫度，良好的力學及耐腐蝕性能第十一頁，共五十五頁。

飽和酸：用飽和酸代替部分不飽和酸可調(diào)節(jié)聚酯的不飽和性，使之具有綜合的機械性能。提高樹脂的韌性，改善聚合產(chǎn)物與苯乙烯的相容性鄰苯二甲酸酐(苯酐)：用于典型剛性樹脂中，并使樹脂固化后具有一定的韌性間苯二甲酸：可使聚酯機械強度和耐水性提高，溶解性下降對苯二甲酸：聚酯樹脂具有較高的熱變形溫度和較低的固化收縮率，較高的化學穩(wěn)定性，常用于耐腐蝕樹脂已二酸：提供聚酯樹脂的柔性，廣泛用于制造柔性樹脂四溴鄰苯二甲酸酐：阻燃效果好不飽和聚酯樹脂第十二頁，共五十五頁。二元醇丙二醇：采用丙二醇制備的樹脂結(jié)晶性較低乙二醇：制備的樹脂有強烈的結(jié)晶性，與苯乙烯相容性差一縮二乙二醇：制備的聚酯柔性好，結(jié)晶性低，對水敏感，電性能下降新戊二醇：具有兩個龐大的甲基基團對酯鍵起盾形保護，使樹脂具有優(yōu)良的水解穩(wěn)定性及耐腐蝕性，適于制造膠衣樹脂和耐腐蝕樹脂雙酚A衍生物：顯著提高聚酯的耐化學性和熱變形溫度，可用于生產(chǎn)固體樹脂不飽和聚酯樹脂第十三頁，共五十五頁。交聯(lián)劑常用交聯(lián)劑：

苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、鄰苯二甲酸二丙烯酯、鄰苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。不飽和聚酯樹脂苯乙烯的優(yōu)點：

粘度低；與樹脂有良好的共混性，能很好的溶解引發(fā)劑、促進劑；苯乙烯雙鍵活潑，易于進行共聚反應(yīng)；價格便宜，材料來源廣。缺點：

沸點較低（145℃），易揮發(fā)，有一定毒性，對人體有害。第十四頁，共五十五頁。作用：引發(fā)劑分解產(chǎn)生高度活性的游離基，游離基攻擊交聯(lián)單體和聚酯分子鏈中的不飽和雙鍵，使之活化，從而交聯(lián)反應(yīng)室溫固化用引發(fā)劑：過氧化甲乙酮過氧化環(huán)已酮過氧化苯甲酰引發(fā)劑不飽和聚酯樹脂OO‖‖C6H5-C-OO-C-C6H5第十五頁，共五十五頁。促進劑作用：促進劑可以使引發(fā)劑活化，在較低溫度下分解產(chǎn)生游離基；促進劑還可使引發(fā)劑的分解速度加快，從而使樹脂的凝膠、固化時間縮短，使放熱峰溫度升高例如：通用樹脂在三種過氧化甲乙酮用量下（0.5%，1%，1.5%），采用鈷促進劑不同用量時（0.025-1%），制品硬度相當，凝膠時間縮短，促進劑用量超過1％，凝膠時間變化不大，硬度降低，一般為加快固化速度，主要采用增加引發(fā)劑用量，不可任意增加促進劑的用量不飽和聚酯樹脂第十六頁，共五十五頁。阻聚劑作用：在一定時期內(nèi)阻止樹脂聚合，過時以后樹脂就可以和未加阻聚劑時一樣的速度聚合。阻聚劑用量：為100－300μl/L之間種類：對苯二酚、特丁基對苯二酚、對苯醌不飽和聚酯樹脂需要說明的是空氣中的O2和水分有明顯的“阻聚”作用自由基與苯乙烯的反應(yīng)速度比自由基與O2的反應(yīng)速度慢104倍，一般聚酯樹脂制品固化時，表面應(yīng)覆蓋聚酯薄膜。若不用薄膜覆蓋，也應(yīng)使成型表面形成與空氣隔離的物質(zhì)如蠟類，否則自由基與周圍空氣中的O2、H2O反應(yīng)，耗去大部分自由基，造成表面固化不完全而發(fā)粘。第十七頁，共五十五頁。作用：在壓力施加于樹脂上時，樹脂粘度低，具有普通操作性能，徹底滲透、潤濕增強材料，而在無壓力時又具有高粘度，不會從垂直或斜面上流淌下來加入量2％左右顆粒很細，約為0.015μm觸變劑不飽和聚酯樹脂第十八頁，共五十五頁。不飽和聚酯樹脂的常用配方1熱固化配方（不用促進劑）

不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）100份

60％過氧化二苯甲酰糊2～4份固化制度：室溫60℃，1小時80℃，4小時100℃，4小時120℃，4小時自然冷卻不飽和聚酯樹脂第十九頁，共五十五頁。2冷固化配方

配方a：不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）100份

50％過氧化環(huán)己酮糊4份

10%萘酸鈷苯乙烯溶液1－4份配方b：不飽和聚酯樹脂（含苯乙烯）100份

50％過氧化二苯甲酰糊4份

10％二甲基苯胺苯乙烯溶液1－4份固化制度：室溫（不低于15℃）固化8－24h脫模，然后固化時間7天，也可以采用加熱后固化。不飽和聚酯樹脂第二十頁，共五十五頁。機械強度：聚酯分子量增大，固化后樹脂強度、硬度、彎曲強度增大不飽和鍵增多，樹脂交聯(lián)點增多，固化后剛度增大，耐磨耗性提高縮聚反應(yīng)中線型生長的程度決定樹脂的拉伸強度，如反應(yīng)產(chǎn)物中含有大量的不飽和雙鍵時，有可能發(fā)生雙鍵間的交聯(lián)，分子鏈得不到線型生長，強度受到影響制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十一頁，共五十五頁。機械強度：聚酯極性增大時，樹脂固化后彎曲強度增大，分子鏈中羥基、羧基、酯基都是樹脂分子極性增大的基團聚酯分子鏈中結(jié)構(gòu)排列的有序性使拉伸強度提高，可使二元酸和二元醇選用種類盡量減少制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十二頁，共五十五頁。柔軟性:聚酯分子中飽和部分鏈長，不飽和鍵少，交聯(lián)點少，支鏈少，柔性高，提高飽和酸和不飽和酸的用量比，阻止產(chǎn)生支鏈可提高柔軟性飽和二元酸采用脂肪族酸比芳香族酸對提高柔性有利增長飽和二元醇也可以達到提高柔性效果極性基團多不利于柔性提高制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十三頁，共五十五頁。結(jié)晶性：由聚亞甲基（－CH2－）二元醇和聚亞甲基二元醇反應(yīng)生成的樹脂結(jié)晶性強。對稱性醇如乙二醇和新戊二醇等，容易使結(jié)晶增大不飽和雙鍵、芳香基團、雜原子等使樹脂結(jié)晶性下降（采用苯二甲酸酐使結(jié)晶性下降）。聚酯配方中采用酸或醇種類增多時，結(jié)晶性下降。制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十四頁，共五十五頁。熱穩(wěn)定性：增加交聯(lián)點、結(jié)晶性提高、芳香族基團增多有利于提高熱穩(wěn)定性減少樹脂中熱不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)單元，如二元醇中的氧橋、較長的聚亞甲基酸鏈、未反應(yīng)的羧基采用鄰苯二甲酸二烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙烯基酯類交聯(lián)單體，取代苯乙烯，可提高耐燃性熱壓成型采用間苯二甲酸為飽和酸可提高耐熱性制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十五頁，共五十五頁。阻燃性：加入鹵族化合物，如四氯鄰苯二甲酸酐、六氯橋亞甲基鄰苯二甲酸酐為飽和酸，四溴鄰苯二甲酸酐、二溴新戊二醇等溴化物制品性能對不飽和聚酯樹脂組分與結(jié)構(gòu)的要求第二十六頁，共五十五頁。(1)阻燃樹脂許多玻璃鋼制品，特別是建筑制品，要求防火性能，所以對此類產(chǎn)品需使用阻燃樹脂。手糊工藝用的阻燃樹脂一般分為反應(yīng)型和添加型兩種。反應(yīng)型即在樹脂合成時加入了阻燃成分，使之與樹脂發(fā)生了交聯(lián)，其阻燃效果較好，但價格較貴。而添加型阻燃樹脂是將阻燃刑添加在樹脂中應(yīng)用。主要的聚酯樹脂品種第二十七頁，共五十五頁。阻燃劑有液體的、固體的(如：氫氧化鋁等)。后者的價格便宜，但工藝性能較差。阻燃樹脂的阻燃效果是通過氧指數(shù)來判定，一般氧指數(shù)在28以上為合格，30以上為較好。主要的聚酯樹脂品種第二十八頁，共五十五頁。主要的聚酯樹脂品種⑵.耐熱樹脂通用樹脂的玻璃鋼制品，一般常溫下使用T＜60℃，而對于耐熱樹脂一般需加熱固化才能更好發(fā)揮它的耐熱性能。另外，在樹脂中加入耐熱填料（如瓷土等）也能提高制品的耐熱性。這是幾種常用的，其它牌號的耐熱樹脂還很多。一般耐熱性越高，價格越高。選用時應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的要求選用。第二十九頁，共五十五頁。(3)透光樹脂

手糊玻璃鋼采光板、采光罩需用透光樹脂，國內(nèi)多采用195樹脂。其所制產(chǎn)品透光率可達80％以上，但其耐老化性能差．隨著使用年限的增加，透光率迅速降低。秦皇島躍華玻璃鋼廠從國外引進一批樹脂配方，如：193HR、5051、24298、1107、H—93等牌號樹脂，透光率較好，其中H—93具有阻燃性能。另外，透光樹脂需與無堿玻璃纖維制品匹配使用，因二者的折光率相近、故透光效果最佳。主要的聚酯樹脂品種第三十頁，共五十五頁。(5)膠衣樹脂手糊玻璃鋼制品絕大多數(shù)都采用膠衣樹脂。用膠衣樹脂制作FRP制品的表面層具有色澤美觀、光潔、耐大氣老化、耐腐蝕等特點、也是玻璃鋼制品表面質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。膠衣樹脂是由高性能的樹脂，加入觸變劑、氣相沉積二氧化硅和其他輔助材料配制而成。分為涂刷型和噴射型兩類。噴射型粘度小，涂刷型粘度較大，二者不能混用。

主要的聚酯樹脂品種第三十一頁，共五十五頁。市售膠衣樹脂有些已經(jīng)加入了顏料或促進劑，有些則沒有加。膠衣樹脂的質(zhì)量雖不同，價格的差別也很大，選用時要慎重。近幾年來，膠衣樹脂也向?qū)Ｓ梅较虬l(fā)展，如模具用膠衣、浴盆用膠衣、阻燃用膠衣等。主要的聚酯樹脂品種第三十二頁，共五十五頁。

環(huán)氧樹脂用于手糊成型，其玻璃鋼有以下特點：

產(chǎn)品的機械強度高，彎曲強度可達200-400MPa；收縮率小，一般為1％-3％，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，不易變形（而不飽和聚酯為3％-6％）；(用于制造環(huán)氧樹脂玻璃鋼模具)產(chǎn)品的耐腐性、電性能好，用于電器制品較多。（用于集成電路封裝材料）環(huán)氧樹脂第三十三頁，共五十五頁。但環(huán)氧樹脂粘度大，工藝性較差，要滿足工藝條件、必須加入稀釋劑。同時，環(huán)氧樹脂價格較高．是通用聚酯樹脂的1－2倍。所以，在手糊成型中用量不大。常用的環(huán)氧樹脂有E51和E44、E42，因粘度小，加入少量稀釋劑即可應(yīng)用。環(huán)氧樹脂第三十四頁，共五十五頁。環(huán)氧樹脂①胺類固化劑胺類固劑主要指脂肪族伯胺，芳香族伯胺和叔胺，逐步聚合固化劑第三十五頁，共五十五頁。熱固性聚合物

對于叔胺類固化劑，由于其分子結(jié)構(gòu)中無活潑氫原子其固化機理屬催化型固化過程。陰離子聚合反應(yīng)歷程第三十六頁，共五十五頁。典型配方：環(huán)氧樹脂（E51、E44或E42任一種）100

固化劑乙二胺6—8二乙烯三胺8－12三乙烯四胺10－14固化劑二乙烯三胺衍生物20－25

間苯二胺衍生物15－20室溫固化劑、低毒加熱固化，60℃，12h固化劑的劑量根據(jù)溫度、濕度等調(diào)整環(huán)氧樹脂第三十七頁，共五十五頁。－環(huán)氧樹脂的種類－第三十八頁，共五十五頁。手糊成型選用雙酚A型（E系列）低分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂、平均分子質(zhì)量在300一700之間，軟化點在30℃以下環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂的種類第三十九頁，共五十五頁。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，結(jié)構(gòu)緊密．耐熱性和耐紫外線性能較好。常用的牌號有R122(6207)（二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂）及300＃（二氧化雙環(huán)戊烯基醚環(huán)氧樹脂）、400＃環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂的種類第四十頁，共五十五頁。自熄性環(huán)氧樹脂，簡稱溴化環(huán)氧，牌號為Ex—25；有較好自熄效果、但粘度大，不適合手糊工藝。使用時必須加稀釋劑501或與611、300、400環(huán)氧樹脂混合使用，以降低其粘度。溴化環(huán)氧燃燒煙密度大。加入三水合氧化鋁AL2O3.3H2O具有較好的抑煙效果，再配合用三氧化二銻Sb2O3可達到離火即熄的目的。環(huán)氧樹脂第四十一頁，共五十五頁。環(huán)氧樹脂固化劑環(huán)氧樹脂第四十二頁，共五十五頁。－固化劑－環(huán)氧樹脂第四十三頁，共五十五頁。－固化劑－環(huán)氧樹脂第四十四頁，共五十五頁。－固化劑－第四十五頁，共五十五頁。環(huán)氧樹脂的稀釋劑非活性稀釋劑：如丙酮，加入后不參加反應(yīng)，對產(chǎn)品質(zhì)量有一定影響，加入量為5％-l0％。活性稀釋劑．如環(huán)氧丙烷丁基醚(501)、環(huán)氧苯胺苯基醚(690)，加入后能參加反應(yīng)．對產(chǎn)品質(zhì)量影響不大．加入量為5％-15％。環(huán)氧樹脂第四十六頁，共五十五頁。環(huán)氧樹脂第四十七頁，共五十五頁。－環(huán)氧樹脂的增塑劑－環(huán)氧樹脂第四十八頁，共五十五頁。填料

在樹脂中加入填料。不僅可降低成本，增加剛度，而且可減少收縮率和增加阻燃效果。在手糊工藝中配成膩子，填充不易糊到的溝槽、死角和用來粘結(jié)金屬件。在手糊鋪層工藝中，加入填料會影響操作，一般加入量控制在10％-20％。填