玻璃钢成型简单 、性能优异 、原材料丰富 ,已越 来越多地用于国民经济的各个方面 。手糊玻璃钢工 艺(以下简称手糊) 投入少 ,生产周期短 ,能耗低 ,可 生产形状较复杂的制品 ,在国内占一定的市场。但 目前我国手糊玻璃钢制品的表面质量较差 ,在一定 程度上限制手糊制品的推广 。业内人士为了提高产 品表面质量进行了大量工作 。在国外手糊制品表面 质量接近或达到 A 级 ,可用来作高档汽车的内外装 饰件 。对此我们吸收国外的先进技术和经验 ,做了 大量的针对性试验和改进 ,取得了一定的成绩。
首先针对手糊工艺操作及原材料等特点进行理 论分析 ,笔者认为影响产品表面质量的主要因素有 以下几个方面 : ①树脂的工艺性 ; ②胶衣树脂的工艺 性 ; ③模具表面的质量 。
1 树 脂
树脂在手糊制品中大约占 55～80 %(重量) 。树脂的各项性能直接决定着产品的性能 。在产品生产 过程中树脂的物理性质决定着生产效率和产品质量 ,因而在选用树脂时主要应从以下几个方面考虑 :
11 树脂粘度
手糊树脂粘度一般在 170～117cps 之间 。树脂 粘度范围较宽 ,利于选择 。但由于同一牌号树脂粘 度上下限差约在 100cps～300cps ,冬 、夏季粘度也会 有明显的变化 。因而需要进行试验来筛选确定适合 粘度的树脂。
本文对五种不同粘度的树脂进行了试验 。试验 过程中 ,主要对树脂浸渍玻纤速度 、树脂排泡性 、糊 层的致密性和厚度进行比较 。通过试验发现 : 树脂 粘度越小 ,浸渍玻纤的速度越快 ,生产效率越高 ,产 品的空隙率越小 ,产品厚度均匀程度也就越好 ,但气 温高或树脂用量稍多时易出现流胶 (或称控胶) ; 反 之 ,浸渍玻纤的速度慢 ,生产效率低 ,产品空隙率较 高 ,产品厚度均匀程度差 ,但控胶 、流胶现象减少 。
经过多次试验 , ,发现在 25 ℃时树脂粘度为 200～ 320cps ,是产品表面质量和内在质量及生产效率最佳 结合点 。在实际生产中 ,经常遇到树脂粘度偏高的 现象 ,这时需要调节树脂粘度 ,使其降到适合操作的粘度范围 。通常有两种方法来实现 : ①在树脂中加 入苯乙烯稀释 ,降低粘度 ; ②升高树脂的温度和环境 的温度来降低树脂粘度 。气温较低时 ,升高环境温 度和树脂温度是非常有效的途径 。一般情况下为了保证树脂的胶凝不致过快通常采用两种方法 。
112 胶凝时间
不饱和聚酯树脂的凝胶时间大多为 6 ～ 21min (25 ℃,1 %MEKP ,0. 5 %萘酸钴) 。凝胶过快 ,操作时 间不足 , 产品收缩较大 , 放热集中 , 易损伤模具 、产 品 。凝胶过慢 ,易流胶 ,固化慢 ,树脂易损伤胶衣层 , 降低生产效率。
胶凝时间与温度及引发剂 、促进剂的加入量有 关 。温度高时胶凝时间会缩短 ,可以降低引发剂 、促 进剂的加入量 。树脂中若加入引发剂 、促进剂过多 , 树脂固化后颜色会变深 ,或由于反应过快 ,树脂放热 快 、过于集中 (尤其是厚壁产品) 会烧伤产品 、模具 。 故而 ,手糊操作一般在 15 ℃以上的环境中进行 ,这时 引发剂 、促进剂加入量不需要很多 ,树脂反应 (凝胶、 固化) 比较平稳 ,适合手糊操作。
树脂的胶凝时间对实际生产具有重要意义 , 试 验发现 , 树脂的凝胶时间在 25 ℃, 1 % MEKP 和 0. 5 %萘酸钴的条件下为 10～18min 最为理想 ,即使操 作环境的条件略有变化 ,通过调整引发剂 、促进剂的 用量 ,也可以保证生产要求。
113 树脂的其他性质
(1) 树脂的脱泡性 树脂的脱泡性与树脂的粘度和脱泡剂的含量有关 。当树脂粘度一定时 ,脱泡剂的用量在很大程度上决定了产品空隙率的高低 。实际生产中在树脂中 加入促进剂 、引发剂搅拌时势必混入较多的空气 ,若 树脂的脱泡性不好 ,在凝胶前树脂中的空气无法及 时排出 , 必然在产品中存在较多的气泡 , 空隙率较 高 ,因此 ,必须使用脱泡性较好的树脂 ,可有效的减 少产品中的气泡 ,降低空隙率。
(2) 树脂的颜色
目前 ,玻璃钢产品作为高表面质量的外装饰件 时一般需要在表面涂饰高档油漆 ,使产品表面的颜 色丰富多彩 。为了保证在玻璃钢产品表面涂饰油漆 颜色的一致性 ,就要求玻璃钢产品表面为白色或浅 色 。为了满足这一要求 ,在选择树脂时 ,必须选择浅 色树脂 。通过对大量的树脂进行筛选试验表明 : 树 脂色值 (APHA) Φ84 可以比较好的解决产品固化后 的颜色问题 。同时 ,采用浅色树脂 ,还易于在糊制过 程中及时发现糊层中的气泡 、排出气泡 ;并减少糊制 过程中因操作失误出现产品厚度不均而导致产品内 表面颜色的不一致情况的发生。
(3) 气干性
在湿度较大或低温情况下 , 经常出现产品固化 后内表面发粘的现象 ,这是因为糊层表面的树脂与 空气中的氧气 、水汽等阻聚剂接触 ,从而使产品内表 面有一层未完全固化的树脂 。这严重影响产品的后 加工 ,另一方面内表面易粘附灰尘影响内表面质量。 因此在选择树脂时 , 应注意选择有气干性的树脂。 对于没有气干性的树脂 ,一般可以采取在 18～35 ℃ 时往树脂中加入浓度为 5 %的石蜡 (熔点 46～48 ℃) 一苯乙烯溶液来解决树脂的气干性 ,用量约为树脂 的 6～8 %。
2 胶衣树脂
为提高玻璃钢产品表面质量 , 产品表面一般需 要一层带有颜色的富树脂层 。胶衣树脂就是这种材 料 。胶衣树脂提高了玻璃钢产品的耐老化性 ,同时 为玻璃钢产品提供一个均质的表面 ,提高了产品的 表面质量。一般为保证产品有一个较好的表面质 量 ,要求胶衣层厚度在 0. 4～0. 6mm 。另外 ,胶衣的 颜色要求以白色或浅色为主 ,批次间不能存在色差 , 其次还需要注意胶衣的操作性能 :胶衣的粘度 、胶衣 的流平性 。胶衣喷涂最适合的粘度为 6000cps ,衡量 胶衣流平性的最直观的方法是在已做完脱模处理的 模具局部表面试喷一层胶衣 ,若胶衣层出现鱼眼状 收缩痕 ,表明胶衣的流平性不好 。
不同的模具的不同维护方 法如下 :
(1) 新模具或长期未使用的模具
胶衣在使用前一定要充分搅拌 ,加入引发系统 后还要快速均匀搅拌方可达到最佳使用效果 。喷涂 时发现粘度偏大可加入适量的苯乙烯稀释 ; 偏小时 要薄喷 、多喷几遍 。另外 ,喷涂过程要求喷枪距离模 具表面约 2cm ,压缩空气压力合适 ,喷枪扇面与走枪 方向垂直 ,喷枪扇面间相互重叠 1/ 3 。这样做既可以 解决胶衣本身存在的工艺缺陷 ,又可以保证产品胶 衣层质量的一致性。
3 模具对产品表面质量的影响
模具是玻璃钢产品成型的主要设备 , 模具按材 质可分为钢 、铝 、水泥 、橡胶 、石蜡 、玻璃钢等类型 。 玻璃钢模具以其成型容易 、原材料易得 、造价低 、制 造周期短易维修等特点 ,成为手糊玻璃钢工艺最为 常用的模具。
玻璃钢模具和其他塑料模具的表面要求是一样 的 ,通常模具的表面要比产品表面光洁度高出一个 等级 。模具表面越好产品的模制时间和后加工时间 越短 , 产品的表面质量越好 , 模具的使用寿命就越 长 。模具交付使用后 ,为保持模具的表面质量 ,必须 做好模具的维护 。模具的维护包括 : 清洁模具表面 , 清洁模具 ,修理破损处 ,抛光模具 。模具的维护及时 有效是模具维护的最终出发点 ,另外 ,模具正确的维 护方法是关键 。下表是不同的维护方法与相应的维 护结果。
首先 ,清洗及检查模具表面 , 对模具破损 、结构 不合理的地方进行必要的维修 。其次使用溶剂清洁 模具表面 ,晾干后用抛光机和抛光膏抛光模具表面 一至两遍 。再连续完成打蜡抛光三遍 ,接着打一遍 蜡 ,在使用前再抛光。
(2) 正在使用的模具
首先 ,保证模具每使用三次打蜡抛光 ,对易受损 的和难以脱模的部分应在每次使用前打蜡抛光 。其 次对于使用时间长的模具表面易出现的一层异物 (可能是聚苯或蜡) ,必须及时清理 ,清理方法为 : 使 用棉布类物品蘸丙酮或专用模具清洁剂擦洗 (过厚 部分可用力具轻轻刮掉) ,擦洗完的部分按新模具进 行脱模处理。
(3) 在破损的模具 对于无法及时安排修补的模具 , 可先采用蜡块
等易变形不影响胶衣固化的材料填补保护住模具破 损处 ,继续使用 。对于可及时修补的 ,必须先将破损 处修补 ,修补处后固化不得少于 4 人 (25 ℃时) ,修补 处必须打磨抛光 、脱模处理后方可投入使用 。模具表面正常 、正确的维护决定了模具的使用 寿命 、产品表面质量的稳定 、生产的稳定 。因而必须 有一个模具维护的良好的习惯。总之 ,通过改进材料和工艺和提高模具表面质 量 ,手糊产品表面质量会有明显的提高。
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