用环氧玻璃钢材料制造曲面电加热器技术（二）
四、玻璃纤维布的选用
玻璃纤维布（简称玻璃布）是各种不同类型玻璃钢制品必不可少的增强材料。玻璃布是由玻璃纤维织成的，与其它纤维相比有以下几方面的特点:
1、 抗拉强度约为1000-3000MPa，是高强度合金钢的2倍。
2、 比重为2.5-2.7，比钢铁轻3倍。
3、 耐热性好，在300℃时性能无变化，软化点温度高达850℃。
4、 化学稳定性好，除氟氢酸、碱和浓热磷酸外，几乎所有溶剂都对它不起作用。
5、 它是良好的绝缘体。
6、 弹性好，是完全弹性体，无屈服点，其弹性模量为3000-6000MPa。
7、 延伸率小，一般为2.5-4%。
玻璃纤维布按成份可以划分为：
有碱玻璃纤维布――含碱量10%以上，价格便宜，电性能差。
低碱玻璃纤维布――含碱量为2-6%
无碱玻璃纤维布――含碱量在1%以下，它有良好电绝缘性能、机械强度高、能抵抗水及湿气的浸蚀。
特种玻璃纤维布――含有特种成份纤维织成的布，如耐高温的石英纤维、抗红外的纤维以及导电玻璃纤维等，价格高。
由玻璃纤维织成的布，其品种按织法不同分平纹布、斜纹布、缎纹布和单向纹布等，另外有特种织法的高模量布、利诺和模利诺织法布（Leno Weave,Mock Lenoweave）和套形织法布（Contour Weave）.选择玻璃布时按不同要求选择各种不同规格品种和特点的布。总的说来，一般要求玻璃布强度高、树脂浸透力强、粘合性能好、成型方便、施工时期短等。
玻璃布的厚度与操作条件、施工方法、层数等因素直接有关，一般都采用0.1-0.3毫米为宜。
我们制作的玻璃钢加热器考虑内部要包嵌直径为φ0.4-0.6毫米的电阻丝，而且要有良好的铺复性，适于用手糊法铺复曲面型玻璃钢制品，因而用0.21毫米厚的无碱斜纹玻璃布较为合适。
玻璃纤维在拉丝过程中，工艺上一般都需要加入石腊型的浸润剂，这对树脂的浸润性有影响。为了提高胶粘剂对玻璃纤维布的粘合力，改善施工工艺性，玻璃布还需要经过热处理和化学处理。玻璃布热处理是将它在360-450℃温度下处理3-6分钟。处理后玻璃布上浸润剂残留量约为0.2%。但是玻璃布的强度损失约为20-25%。目前有些厂利用水冲击法来代替热处理，布的强度几乎没有什么损失。
为了提高玻璃钢的性能，玻璃布一般还要经过化学处理。化学处理常用的是采用伏兰（甲基丙烯酸氯化铬络合物）、A-151（乙烯基三乙氧基硅烷）等溶液处理。化学处理使玻璃纤维表面生成一层能同时与玻璃纤维和树脂起反应的中间体。从而提高玻璃纤维和树脂的粘合力，提高了玻璃钢的机械和电气性能。目前玻璃布制造厂有用KH-550前处理过的玻璃布供应，性能也较好。
我们现采用的斜纹无碱玻璃布是经过450℃3-5秒钟热处理和用伏兰处理液进行化学处理。
伏兰处理液的配制（按重量计）
伏兰 100份
水 4680份
1%氢氧化铵溶液 220份
混合均匀后测得PH值为5.8。
处理工艺：将玻璃布在上伏兰处理液中浸渍4分钟，放入80℃烘箱中干燥30分钟，然后用蒸馏水洗涤，再放入150℃烘箱中烘20分钟。经上述处理后的玻璃布适用于环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢和酚醛玻璃钢。
五、环氧树脂曲面复合材料成型工艺：
环氧玻璃钢复合材料的成型工艺可有多种方法：如手糊法、模压法、缠绕法及喷射法等。根据我们玻璃钢加热器的特点，它要在玻璃布之间铺排电阻丝和引出线。因此选用于手糊法较为合适，它具有操作简单、专用设备少、成本低、可成型复杂大部件等特点，此方法应用较广，但也有机械强度差、效率低缺点。
环氧曲面玻璃钢成型工艺流程：
1、 备料：
（1）电阻丝（据上罩、下罩、侧板加热器的要求分别为八根?0.6mm、十根?0.5mm和三根?0.4mm，牌号Cn20Ni80的镍铬合金丝）、氟塑料引出线按要求尺寸落料。把引出线焊接在电阻丝一端，焊接头长度不超过5毫米、直径不超过1.5毫米。焊接处用无水乙醇清洗干净，电阻丝用丙酮擦洗脱脂。
（2）玻璃布按要求裁成所需要的尺寸，然后置于110℃烘箱焙烘2-3小时。
2、 模具准备：
模具外表面用汽油清洗干净，定位孔用295-1硅脂涂封，然后用QT-01脱模剂薄而均匀地擦涂一遍，放入110℃烘箱中预热1-1.5小时,模具表面即形成一层1-2μ保护膜。
3、 配制胶料：
（1）用配料容器按配方比例称取E-51环氧树脂、F-44酚醛环氧树脂和269环氧活性稀释剂，用搅棒搅拌均匀后放入110℃烘箱中预热1-2小时，去除潮气。
（2）取出混合料，冷却到50-60℃时，按配比加入2-乙基-4-甲基咪唑固化剂。
（3）搅拌均匀后，放入80±5℃真空电热干燥箱中，抽真空排除气泡，解除真空后，取出胶液备用。
4、 糊底层玻璃布：
（1）取出预热的模具，把裁剪好的玻璃布铺复在模具上，玻璃布一定要密贴在模具表面，不宜拉得太紧和有皱折，不然易产生气泡。
（2）用毛刷把胶液涂刷在玻璃布上，边涂边掀压玻璃布中小气泡，共糊三层玻璃布，使胶料浸透玻璃布。
5、 布排电阻丝：
布排电阻丝是从外挡逐根布排，每根电阻丝留出5毫米，焊上另一根塑料引出线。每根电阻丝在布排中要拉紧、压平，避免在固化过程中弹起，出现气泡，造成短路。电阻丝布排结束后，表面再涂刷一遍环氧胶。
6、 初固化
把模具放入温度110℃的电热恒温干燥箱中，打开鼓风，加热固化2小时。
7、 糊面层玻璃布
按糊底层玻璃布工艺程序再糊三层玻璃布，糊制过程中，必须把玻璃布中间的气泡赶净。
8、 终固化
（1）按上述条件110℃/3小时；在固化初期半小时内，必须十分注意玻璃布中可能会产生气泡，如出现气泡应该立即补充胶料、排除气泡。
（2）升温到130℃继续固化3小时。
（3）关掉电源，模具随烘箱冷却至室温，把已成型的曲面加热器从模具上脱下。
六、产品性能测试：
环氧玻璃钢曲面电加热器成型后先用敲击法进行固化程度的测定，如果树脂完全固化，敲击声清脆，固化不完全时声音发哑。也可以用测定介电损耗来确定树脂固化程度，当固化完全时，制品的介电损耗值保持稳定，接近一个常数。
玻璃钢加热器的外观质量能直接影响它的性能。不允许有开裂、气泡、分层、剥落、挠曲变形等缺陷，否则通电时会出现烧坏现象。
1、 电阻值、用惠斯登电桥检查每根电阻丝和并联电阻阻值。
2、 绝缘电阻、用500伏兆欧表检查电阻丝对壳体绝缘电阻应大于500兆欧。
3、 抗电强度、用1KVA抗电器，加500伏试验电压经一分钟试验，不应击穿和跳火。
4、 抗湿试验：温度为40℃，湿度为98%，抗湿试验48小时后，检查绝缘电阻不应小于100兆欧。
5、 通电试验：接通工作电压后，连续加热3小时后，应能满足各项技术指标要求。
6、 高低温冲击试验：在-45――+120℃温度条件下，循环3 次，每次3小时，试验结束后，要求能正常工作，不出故障。
我们研制的环氧玻璃钢曲面加热器，经过以上各项试验均能符合产品技术条件的要求，经多次装机实试均达到预期良好效果。
玻璃纤维布（简称玻璃布）是各种不同类型玻璃钢制品必不可少的增强材料。玻璃布是由玻璃纤维织成的，与其它纤维相比有以下几方面的特点:
1、 抗拉强度约为1000-3000MPa，是高强度合金钢的2倍。
2、 比重为2.5-2.7，比钢铁轻3倍。
3、 耐热性好，在300℃时性能无变化，软化点温度高达850℃。
4、 化学稳定性好，除氟氢酸、碱和浓热磷酸外，几乎所有溶剂都对它不起作用。
5、 它是良好的绝缘体。
6、 弹性好，是完全弹性体，无屈服点，其弹性模量为3000-6000MPa。
7、 延伸率小，一般为2.5-4%。
玻璃纤维布按成份可以划分为：
有碱玻璃纤维布――含碱量10%以上，价格便宜，电性能差。
低碱玻璃纤维布――含碱量为2-6%
无碱玻璃纤维布――含碱量在1%以下，它有良好电绝缘性能、机械强度高、能抵抗水及湿气的浸蚀。
特种玻璃纤维布――含有特种成份纤维织成的布，如耐高温的石英纤维、抗红外的纤维以及导电玻璃纤维等，价格高。
由玻璃纤维织成的布，其品种按织法不同分平纹布、斜纹布、缎纹布和单向纹布等，另外有特种织法的高模量布、利诺和模利诺织法布（Leno Weave,Mock Lenoweave）和套形织法布（Contour Weave）.选择玻璃布时按不同要求选择各种不同规格品种和特点的布。总的说来，一般要求玻璃布强度高、树脂浸透力强、粘合性能好、成型方便、施工时期短等。
玻璃布的厚度与操作条件、施工方法、层数等因素直接有关，一般都采用0.1-0.3毫米为宜。
我们制作的玻璃钢加热器考虑内部要包嵌直径为φ0.4-0.6毫米的电阻丝，而且要有良好的铺复性，适于用手糊法铺复曲面型玻璃钢制品，因而用0.21毫米厚的无碱斜纹玻璃布较为合适。
玻璃纤维在拉丝过程中，工艺上一般都需要加入石腊型的浸润剂，这对树脂的浸润性有影响。为了提高胶粘剂对玻璃纤维布的粘合力，改善施工工艺性，玻璃布还需要经过热处理和化学处理。玻璃布热处理是将它在360-450℃温度下处理3-6分钟。处理后玻璃布上浸润剂残留量约为0.2%。但是玻璃布的强度损失约为20-25%。目前有些厂利用水冲击法来代替热处理，布的强度几乎没有什么损失。
为了提高玻璃钢的性能，玻璃布一般还要经过化学处理。化学处理常用的是采用伏兰（甲基丙烯酸氯化铬络合物）、A-151（乙烯基三乙氧基硅烷）等溶液处理。化学处理使玻璃纤维表面生成一层能同时与玻璃纤维和树脂起反应的中间体。从而提高玻璃纤维和树脂的粘合力，提高了玻璃钢的机械和电气性能。目前玻璃布制造厂有用KH-550前处理过的玻璃布供应，性能也较好。
我们现采用的斜纹无碱玻璃布是经过450℃3-5秒钟热处理和用伏兰处理液进行化学处理。
伏兰处理液的配制（按重量计）
伏兰 100份
水 4680份
1%氢氧化铵溶液 220份
混合均匀后测得PH值为5.8。
处理工艺：将玻璃布在上伏兰处理液中浸渍4分钟，放入80℃烘箱中干燥30分钟，然后用蒸馏水洗涤，再放入150℃烘箱中烘20分钟。经上述处理后的玻璃布适用于环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢和酚醛玻璃钢。
五、环氧树脂曲面复合材料成型工艺：
环氧玻璃钢复合材料的成型工艺可有多种方法：如手糊法、模压法、缠绕法及喷射法等。根据我们玻璃钢加热器的特点，它要在玻璃布之间铺排电阻丝和引出线。因此选用于手糊法较为合适，它具有操作简单、专用设备少、成本低、可成型复杂大部件等特点，此方法应用较广，但也有机械强度差、效率低缺点。
环氧曲面玻璃钢成型工艺流程：
1、 备料：
（1）电阻丝（据上罩、下罩、侧板加热器的要求分别为八根?0.6mm、十根?0.5mm和三根?0.4mm，牌号Cn20Ni80的镍铬合金丝）、氟塑料引出线按要求尺寸落料。把引出线焊接在电阻丝一端，焊接头长度不超过5毫米、直径不超过1.5毫米。焊接处用无水乙醇清洗干净，电阻丝用丙酮擦洗脱脂。
（2）玻璃布按要求裁成所需要的尺寸，然后置于110℃烘箱焙烘2-3小时。
2、 模具准备：
模具外表面用汽油清洗干净，定位孔用295-1硅脂涂封，然后用QT-01脱模剂薄而均匀地擦涂一遍，放入110℃烘箱中预热1-1.5小时,模具表面即形成一层1-2μ保护膜。
3、 配制胶料：
（1）用配料容器按配方比例称取E-51环氧树脂、F-44酚醛环氧树脂和269环氧活性稀释剂，用搅棒搅拌均匀后放入110℃烘箱中预热1-2小时，去除潮气。
（2）取出混合料，冷却到50-60℃时，按配比加入2-乙基-4-甲基咪唑固化剂。
（3）搅拌均匀后，放入80±5℃真空电热干燥箱中，抽真空排除气泡，解除真空后，取出胶液备用。
4、 糊底层玻璃布：
（1）取出预热的模具，把裁剪好的玻璃布铺复在模具上，玻璃布一定要密贴在模具表面，不宜拉得太紧和有皱折，不然易产生气泡。
（2）用毛刷把胶液涂刷在玻璃布上，边涂边掀压玻璃布中小气泡，共糊三层玻璃布，使胶料浸透玻璃布。
5、 布排电阻丝：
布排电阻丝是从外挡逐根布排，每根电阻丝留出5毫米，焊上另一根塑料引出线。每根电阻丝在布排中要拉紧、压平，避免在固化过程中弹起，出现气泡，造成短路。电阻丝布排结束后，表面再涂刷一遍环氧胶。
6、 初固化
把模具放入温度110℃的电热恒温干燥箱中，打开鼓风，加热固化2小时。
7、 糊面层玻璃布
按糊底层玻璃布工艺程序再糊三层玻璃布，糊制过程中，必须把玻璃布中间的气泡赶净。
8、 终固化
（1）按上述条件110℃/3小时；在固化初期半小时内，必须十分注意玻璃布中可能会产生气泡，如出现气泡应该立即补充胶料、排除气泡。
（2）升温到130℃继续固化3小时。
（3）关掉电源，模具随烘箱冷却至室温，把已成型的曲面加热器从模具上脱下。
六、产品性能测试：
环氧玻璃钢曲面电加热器成型后先用敲击法进行固化程度的测定，如果树脂完全固化，敲击声清脆，固化不完全时声音发哑。也可以用测定介电损耗来确定树脂固化程度，当固化完全时，制品的介电损耗值保持稳定，接近一个常数。
玻璃钢加热器的外观质量能直接影响它的性能。不允许有开裂、气泡、分层、剥落、挠曲变形等缺陷，否则通电时会出现烧坏现象。
1、 电阻值、用惠斯登电桥检查每根电阻丝和并联电阻阻值。
2、 绝缘电阻、用500伏兆欧表检查电阻丝对壳体绝缘电阻应大于500兆欧。
3、 抗电强度、用1KVA抗电器，加500伏试验电压经一分钟试验，不应击穿和跳火。
4、 抗湿试验：温度为40℃，湿度为98%，抗湿试验48小时后，检查绝缘电阻不应小于100兆欧。
5、 通电试验：接通工作电压后，连续加热3小时后，应能满足各项技术指标要求。
6、 高低温冲击试验：在-45――+120℃温度条件下，循环3 次，每次3小时，试验结束后，要求能正常工作，不出故障。
我们研制的环氧玻璃钢曲面加热器，经过以上各项试验均能符合产品技术条件的要求，经多次装机实试均达到预期良好效果。
