玻璃鋼基本生產(chǎn)工藝

1、玻璃鋼基本生產(chǎn)工藝:概述：玻璃纖維增強熱固性塑料俗稱玻璃鋼，它主要有增強材料即玻璃纖維和基體 樹脂組成，由于我國現(xiàn)在玻璃鋼工業(yè)發(fā)展較快， 所以在玻璃纖維和樹脂研發(fā)方面 都取得較大發(fā)展，在普通型玻璃鋼原材料工業(yè)生產(chǎn)方面， 我國玻璃纖維和樹脂產(chǎn) 量世界最大，但在特種玻璃纖維和高性能樹脂方面， 我國與國際上水平還有較大 的差距。本講內(nèi)容重點介紹我國玻璃纖維和樹脂的種類、性能、玻璃鋼成型工藝、以及做玻璃鋼球閥的生產(chǎn)工藝等。 二：原材料介紹：1. 玻璃纖維1. 1 一般玻璃纖維組分是二氧化硅為主，同時還有鈉、鉀、鈣等堿土金屆，還 有三氧化鋁等氧化物。1. 2玻璃纖維的分類：玻璃纖維根據(jù)用途和含堿量的不同

2、進行分類成（1） E玻璃纖維也叫無堿玻 璃纖維，它是鈣、鋁、硼、硅酸鹽為基礎(chǔ)的玻璃纖維，這種玻璃纖維強度較高， 耐熱性和電性能優(yōu)良，能抗大氣侵蝕，化學(xué)穩(wěn)定性也好（不耐酸），（2）中堿玻璃纖維含堿量在11.5-12.5%,國外沒有這種玻璃纖維，主要特點是耐酸性好，但 強度不如無堿玻璃纖維，她主要用于耐腐蝕領(lǐng)域，價格便宜，（3） C無堿玻璃纖維叫化學(xué)玻璃纖維，耐化學(xué)比無堿玻璃纖維好，但國內(nèi)品種少，且價格貴。（4）有堿玻璃纖維（A玻璃纖維）含堿量高，強度低，對潮氣侵蝕較敏感，因此很少 作為增強材料。（5） S玻璃纖維是一種高強度玻璃纖維，拉伸強度比無堿玻璃纖 維高33%，但價格貴，（6）高硅氧玻璃纖

3、維這種玻璃纖維含二氧化硅96%以上,耐溫達(dá)1100C，其增強材料可作為耐燒蝕制品，主要用于火箭、導(dǎo)彈等。（7）其它玻璃纖維，也是特種玻璃纖維，就不介紹了。1. 3性能：（1）表觀 玻璃纖維由于基本上是光滑的圓柱體，表面積大，故纖維問的 抱合力小，不利于樹脂的粘合，所以其表面要用浸潤劑處理。（2）它的密度2.16-4.30克/立方厘米；（3）力學(xué)性能：玻璃纖維的最大特點是拉伸強度高，比同規(guī)格的金屆高二 倍，但延伸力低，耐磨性差。（4）玻璃纖維是很好的絕緣體。2. 樹脂：樹脂分為熱塑性和熱固性二大類，在玻璃鋼上應(yīng)用主要指熱固性樹脂， 它可 以分成環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、有機硅樹脂、其它

4、樹脂等。2.1環(huán)氧樹脂：凡是含有二個以上環(huán)氧基的高聚物統(tǒng)稱環(huán)氧樹脂2.1.1環(huán)氧樹脂分類：按照原材料組分分為雙酚型環(huán)氧樹脂、非雙酚型環(huán)氧樹脂、 以及脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和脂肪族環(huán)氧樹脂等新型環(huán)氧樹脂，現(xiàn)在環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠家 一般按GB1630-79標(biāo)準(zhǔn)分類有14大類，比如E型環(huán)氧樹脂，E-51, E-44是現(xiàn)在 用的較多環(huán)氧樹脂。2.1.2環(huán)氧樹脂性能：（1）粘接力較強，稱為萬能膠，（2）樹脂固化時沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，收縮率 低2%,強度高、絕緣性能優(yōu)異，吸水率也在 0.5%以下。（3）穩(wěn)定 性好，可以長期存放。（4）成型工藝簡便。2.1.3缺點：粘度較高，耐熱性差，也沒有自熄力。2.1.4應(yīng)用：環(huán)氧樹脂

5、存放周期長，樹脂固化時沒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，收縮率低，固化后的制品具有極佳的尺寸穩(wěn)定性， 良好的耐濕性能和高的絕緣性能， 因此，目 前環(huán)氧樹脂統(tǒng)治著高性能復(fù)合材料的市場。2.2不飽和聚酯樹脂：2.2.1定義：有不飽和酸酊和飽和酸酊以及二元醇縮聚反應(yīng)而成，可以根據(jù)不同 性質(zhì)及不同分子量可以做成各種品質(zhì)的不飽和聚酯樹脂。2.2.2特點：1）性能良好，粘度、觸變性、適用期、氣十性等都可以調(diào)節(jié)。2）有較好的機械性能、耐腐性、電氣特性。3）著色自由、外表面可以任意涂裝。4）與不同的增強材料、填料組合可以得到不同的特性。5）價格低廉并有降低成本的一系列辦法。2.2.3缺點：1）中含有較多的苯乙稀單體，對人眼、氣

6、管、皮膚有刺激。2）燃性差。3）收縮率大，在7%-8%。2.2.4種類：按用途性質(zhì)分類大致可以分為通用型（G型），耐熱型（HE性、HM型），耐 化學(xué)型（CEE），耐燃型，柔性樹脂，低揮發(fā)型，耐候型，低收縮型，乙稀基 樹脂；國外大部分玻璃鋼耐腐蝕樹脂都采用乙稀基樹脂。按成型方法分為： 手糊型、噴射型、膠衣型、袋壓型、注射型、冷壓型、熱壓型、纏繞型、拉 擠型等。國內(nèi)用量最大，生產(chǎn)量最大。2.3酚醛樹脂：2.3.1定義：有酚類化合物和醛類化合物縮合而成的樹脂統(tǒng)稱為酚醛樹脂。特點：（1）固化制品耐高溫、特別是高溫露曬時老化性能比聚酯樹脂好。（2）耐燃性好，（3）密度小1.15克立方厘米。（3）溶劑蠹性

7、小，可以用水和灑 精。（4）配制工藝比聚酯樹脂簡單，（6）價格也較低，是目前價格最便宜一種樹 脂。2.3.2缺點：（1）固化慢，要完全固化需要長時間，常溫、常壓成型，樹脂比不飽和聚酯樹 脂慢。（2）固化時有副產(chǎn)物析出，通常成型需要高溫、高壓。（3）產(chǎn)品性能脆。（4）色澤不好，易變色。（5）樹脂儲存期短，需要低溫保存。（6）耐堿性差。2.3.3樹脂分類：根據(jù)催化劑的不同分氨酚醛樹脂、鎂酚醛樹脂、徹酚醛樹脂、鈉酚醛樹脂?，F(xiàn)在使用最多的是351樹脂、2130樹脂、9430樹脂。三.玻璃鋼成型工藝：目前采用比較多的生產(chǎn)工藝由：1.糊成型工藝，它的特點是適用于生產(chǎn)機械強度要求不高的大型制品，且數(shù)量不 多

8、；優(yōu)點是操作簡便，專用設(shè)備少、成型費用低；缺點是質(zhì)量不夠穩(wěn)定，勞動條 件差，強度較低。手糊成型工藝占我國 80%的玻璃鋼市場。2. 模壓成型工藝，它的特點是適用大批量生產(chǎn)，制品尺寸精確，表面光潔，可以 有二個精制表面，價格低廉，容易實現(xiàn)機械化，和自動化，制品外觀及尺寸的重 復(fù)性好。缺點是壓機、模壓的設(shè)計與制造較復(fù)雜，初次投資高，制品尺寸受設(shè)備 限制，一般僅適用于制備中、小型玻璃鋼制品。3. 擠拉成型工藝，它的特點是適用于加工成型各種棒材、 管材、角材、中空角材、 工字鋼等。缺點是生產(chǎn)速度受膠液加熱和固化速度的限制，通常只用于耐熱較低 的聚酯樹脂；僅能制造單向增強材料，制品的形狀比較單一。4.

9、RTM成型工藝，它與手糊工藝及噴射法相比，優(yōu)點是生產(chǎn)周期短、材料損耗少， 允許埋入嵌件及加強筋。成本比手糊低16%,勞動力省24%,原材料消耗少15%。 缺點是一次性投資較大，操作技術(shù)要求較高。5. 纏繞成型工藝，它的特點是適用于對強度有高度方向性要求的結(jié)構(gòu)件，特別適 用制造化工容器、壓力容器，缺點是纏繞技術(shù)要求高，要比手糊、模壓成型復(fù)雜， 投資較大。6. 注射成型工藝，它的特點是生產(chǎn)效率高，一般主要用于熱塑性塑料，熱固性塑 料，用的少，缺點是投資較大。四.玻璃鋼產(chǎn)品的設(shè)計：1. 怎樣選擇原材料？(1) 根據(jù)產(chǎn)品的用途和性能來選擇。我們這次設(shè)計是改性酚醛玻璃鋼球閥，它的用范圍是非氧化性酸、部分

10、有機溶劑、 鹽，工作溫度-20-120E ,工作壓力0-0.6Mpa,產(chǎn)品性能要求是拉伸強度60 Mpa, 彎曲強度 100 Mpa,壓縮強度 120 Mpa,沖擊韌性 34.3KJ/m2，吸水率 0.15%(24小時)。(2) 要考慮原材料是否容易得到，也就是生產(chǎn)廠家是否多，產(chǎn)量是否大。(3) 要考慮價格和質(zhì)量，也就是性價比是否合理。通過我們前面的介紹，增強材料我們選用中堿玻璃纖維，因為它的耐酸性很好， 價格合理，乂要考慮一定的強度，所以我們選中堿45支的玻璃纖維。樹脂選用酚醛樹脂耐酸較好，耐溫在150 C左右，生產(chǎn)量較大，價格較便宜，缺點是固化 后產(chǎn)物脆性，所以要改性。一般用PVB樹脂進行

11、改性，能得到較好的綜合性能。2. 成型工藝的設(shè)計前面我們介紹了許多成型工藝，由于考慮到產(chǎn)品的產(chǎn)量較大，乂要考慮產(chǎn)品的結(jié) 構(gòu)特性，產(chǎn)品體積小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此我們選擇模壓工藝。3模具的設(shè)計由于選擇了模壓工藝，所以，必須考慮到怎樣設(shè)計模具？3.1模具的材料，模壓工藝要加壓、加熱，我們選用5銘銳鉗鋼材，要熱處理。3.2模具的精度和剛度，根據(jù)產(chǎn)品的表面光潔度，一般是 0.8-12.5。3.3模具的生產(chǎn)周期。根據(jù)產(chǎn)品的大小和結(jié)構(gòu)決定。3.4模具的生產(chǎn)成本。綜合考慮性價比。3.5模具的結(jié)構(gòu)。便于操作，脫棋容易，考慮有脫棋的斜度。3.6模具的的壽命.長期使用，一般設(shè)計1萬模產(chǎn)品。3.7脫棋工具。4. 模壓產(chǎn)品

12、的設(shè)計的基本要求：4.1在能夠滿足制品使用要求的情況下，應(yīng)選擇價格最低廉的模壓料。4.2應(yīng)按照模壓材料的機械性能，把制件設(shè)計為最小，結(jié)構(gòu)力求簡單。這不僅減 少材料消耗，降低制品造價，而且模壓結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計和制造容易。4.3在玻璃鋼模壓件上，應(yīng)盡可能少用或不用嵌件。5. 模壓制品的設(shè)計中的幾個問題：5.1模壓制品的精確度是產(chǎn)品設(shè)計中的主要技術(shù)指標(biāo)之一。5.2模壓制品的光潔度是產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。5.3模壓原材料的技術(shù)性能。掌握各種模壓材料的性能以得到符合使用要求的制 品。6. 模壓制品的設(shè)計（1）要考慮制品的外形與模壓，盡可能用連續(xù)面。（2）要考慮制品的外形 與工藝性，必須盡可能減少模壓料在制品成型過程中的流向回轉(zhuǎn)曲折。（3）尖角要用圓弧過渡。（4）脫棋斜度，（5）內(nèi)腔和孔洞，被包 容的成零件形狀愈簡單、規(guī)整，給模壓過程創(chuàng)造良好的條件。（6）內(nèi)腔和及其工藝性，盡量地減少制品的包容面，其內(nèi)腔深度應(yīng)控制到最 小尺寸。（7）模壓制品的