提高手拉玻纤制品表面质量方法的研究

玻璃钢因其成型简单、性能优良、原料丰富而广泛应用于国民经济的各个方面。手糊玻纤技术(以下简称手糊)具有投资少、生产周期短、能耗低、可生产形状复杂的产品等优点,在国内占有一定的市场份额。但目前我国手拉玻纤产品表面质量较差,一定程度上限制了手拉产品的推广。业内人士为提高产品表面质量做了大量工作。在国外,表面质量接近或达到A级的手糊产品可用作高档汽车的内外饰件。我们吸收了国外的先进技术和经验,进行了大量有针对性的实验和改进,在这方面取得了一定的成果。

首先对手糊工艺操作及原材料特点进行了理论分析。笔者认为,影响制品表面质量的主要因素有:①树脂的加工性能;② 胶衣树脂的加工性能;③模具表面质量。

树脂
在手糊产品中,树脂约占重量的 55-80%。树脂的各种性能直接决定了产品的性能。生产过程中树脂的物理性能决定了生产效率和产品质量。因此,选择树脂时应考虑以下几个方面:

树脂粘度
手糊树脂的粘度一般在170至117cps之间。该树脂粘度范围较宽,有利于选择。但由于同一品牌树脂的粘度上下限相差约100cps至300cps,因此冬季和夏季粘度也会出现明显的变化。因此,需要通过实验来筛选和确定适合粘度的树脂。本文对5种不同粘度的树脂进行了实验。实验中主要对玻璃纤维的树脂浸渍速度、树脂发泡性能以及糊层的密度和厚度进行比较。通过实验发现,树脂粘度越低,玻璃纤维的浸渍速度越快,生产效率越高,产品的孔隙率越小,产品厚度的均匀性越好。但当温度较高或树脂用量稍高时,易造成流胶(或控胶);反之,浸渍玻纤速度慢,生产效率低,产品孔隙率高,产品厚度均匀性差,但控胶、流淌现象减少。经过多次实验发现,25℃时树脂粘度为200-320cps,是产品表面质量、内在质量、生产效率的最佳组合。在实际生产中,经常遇到树脂粘度高的现象。这时需要调整树脂粘度,使其降低到适合操作的粘度范围。通常有两种方法来实现这一目的:①添加苯乙烯来稀释树脂以降低粘度;②提高树脂温度和环境温度,降低树脂粘度。当温度较低时,提高环境温度和树脂温度是一个非常有效的方法。一般来说,通常使用两种方法来确保树脂不会固化得太快。

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%萘二酸钴)。凝胶过快,操作时间不足,制品收缩大,放热集中,模具和制品易损坏。凝胶太慢,易流动,固化慢,树脂易破坏胶衣层,降低生产效率。

凝胶化时间与温度和引发剂、促进剂的添加量有关。温度高时,凝胶化时间会缩短,可减少引发剂和促进剂的添加量。如果树脂中加入过多的引发剂和促进剂,树脂固化后颜色会变深,或者由于反应过快,树脂放热快,浓度过大(特别是厚壁制品),会烧坏树脂。产品和模具。因此,手糊操作一般在15℃以上的环境下进行。此时引发剂和促进剂的用量不需要太多,树脂反应(凝胶、固化)也比较稳定,适合手糊操作。

树脂的胶凝时间对实际生产具有重要意义。测试发现,树脂的凝胶时间在25℃、1%MEKP和0.5%萘二酸钴条件下,10-18分钟最为理想。即使操作环境条件稍有变化,通过调整引发剂和促进剂的用量也能保证生产要求。

树脂其他性能
(1)树脂的消泡性能
树脂的消泡能力与其粘度和消泡剂的含量有关。当树脂粘度一定时,消泡剂的用量很大程度上决定了制品的孔隙率。实际生产中,在树脂中添加促进剂和引发剂时,会混入较多的空气。如果树脂消泡性差,凝胶前树脂中的空气不能及时排出,制品中必然存在较多气泡,空隙率较高。因此必须采用消泡性能好的树脂,可以有效减少制品中的气泡,降低空隙率。

(2)树脂颜色
目前,玻璃钢产品作为高品质的室外装饰时,一般需要在表面涂装高档油漆,使产品表面色彩缤纷。为了保证玻纤制品表面油漆颜色的一致性,要求玻纤制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。通过对大量树脂的筛选实验表明,树脂色值(APHA)Φ84可以有效解决制品固化后的颜色问题。同时,采用浅色树脂,易于在粘贴过程中及时发现并排出粘贴层中的气泡;并减少在粘贴过程中因操作失误而导致产品厚薄不均匀的情况发生,导致产品内表面颜色不一致。

(3)空气干燥
在高湿度或低温条件下,产品固化后内表面发粘是常见现象。这是因为糊层表面的树脂与空气中的氧气、水蒸气及其他阻聚剂接触,导致制品内表面的树脂固化层不完全。这样一方面严重影响产品的后加工,另一方面内表面容易粘附灰尘,影响内表面的质量。因此,在选择树脂时,应注意选择具有气干性能的树脂。对于不具有气干性能的树脂,一般可在18-35℃下向树脂中加入5%石蜡(熔点46-48℃)和苯乙烯的溶液,以解决树脂的气干性能,用量约为树脂的6-8%。

明胶涂层树脂
为了提高玻纤制品的表面质量,一般需要在制品表面形成有色树脂富集层。胶衣树脂就是这种类型的材料。明胶涂层树脂可提高玻璃纤维制品的耐老化性并提供均匀的表面,提高制品的表面质量。为保证产品良好的表面质量,一般要求胶层厚度为0 4-6毫米。另外,胶衣的颜色应以白色或浅色为主,批次间不应有色差。此外,还应注意胶衣的操作性能,包括其粘度和流平性。凝胶涂层喷涂最合适的粘度是6000cps。测量胶衣流平性最直观的方法是在已脱模的模具局部表面喷涂一层胶衣。如果胶衣层上出现鱼眼状的收缩痕迹,则表明胶衣流平不好。

不同模具的不同保养方法如下:
新模具或长期未使用的模具:
胶衣使用前必须充分搅拌,加入触发系统后,必须快速均匀地搅拌,以达到最佳使用效果。喷涂时如发现粘度过高,可加入适量苯乙烯进行稀释;如果太小,就薄薄地多喷几次。另外,喷涂过程要求喷枪距模具表面2cm左右,有适当的压缩空气压力,喷枪扇面与喷枪方向垂直,喷枪扇面相互重叠1/3。这样既可以解决胶衣本身的工艺缺陷,又可以保证产品胶衣层质量的一致性。

模具对产品表面质量的影响
模具是玻璃纤维制品成型的主要设备,模具按材质可分为钢、铝、水泥、橡胶、石蜡、玻璃纤维等类型。玻璃纤维模具因其成型容易、原材料易得、成本低、制造周期短、维护方便等优点,成为玻璃纤维手糊最常用的模具。
玻璃钢模具和其他塑料模具的表面要求是一样的,通常模具表面比产品表面光滑度高一级。模具的表面越好,产品的成型及后处理时间越短,产品的表面质量越好,模具的使用寿命也越长。模具交付使用后,必须保持模具的表面质量。模具的保养包括清洁模具表面、清洗模具、修复损坏区域、抛光模具等。及时有效的模具保养是模具保养的最终出发点,正确的模具保养方法至关重要。下表为不同的保养方法及对应的保养结果。
首先对模具表面进行清理和检查,对模具损坏或结构不合理的部位进行必要的修复。接下来,用溶剂清洗模具表面,干燥,然后用抛光机和抛光膏对模具表面抛光一到两次。连续完成3次打蜡、抛光,然后再次打蜡,再次抛光后方可使用。

模具使用中
首先,确保模具每三次使用一次打蜡和抛光。对于容易损坏、脱模困难的零件,每次使用前应打蜡、抛光。其次,对于使用时间较长的模具表面可能出现的一层异物(可能是聚苯乙烯或蜡),必须及时清理。清洁方法是用棉布蘸丙酮或专用模具清洁剂擦洗(较厚的部分可用工具轻轻刮掉),清洁后的部分要按照新模具脱模。
对于损坏不能及时修复的模具,可用蜡块等易变形且不影响胶衣固化的材料填充和保护模具损坏区域,然后再继续使用。对于能够及时修复的,必须先修复损坏的区域。修复后,必须治愈不少于4人(25℃)。修补处必须打磨并脱模后方可投入使用。模具表面的正常、正确维护,决定着模具的使用寿命、产品表面质量的稳定性、生产的稳定性。因此,有必要养成良好的模具保养习惯。综上所述,通过改进材料和工艺,提升模具表面质量,手糊产品的表面质量将得到显着提高。

 

 


发布时间:2024年1月24日