层压工艺试验
实验10 层压工艺试验
目前,国内外绝缘材料平板基本上是采用层压成型工艺生产的。用此工艺方法生产的复合材料制品还有印刷电路覆铜板,纺织器材、管材、鱼竿、木材三合板、五合板等。
一、实验目的
1、进行层压板生产工艺操作训练,掌握层压板制作过程的技术要点;
2、了解纤维织物铺层方式对层压板性能的影响。
二、实验内容
1、预浸布制作
2、预浸布铺层和层压板成型。
三、实验原理
层压方式可以生产多种不同用途的板材和大型结构的平行试样,所采用的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂,其基本工艺如下;
玻璃布-高温脱蜡-偶联剂处理-烘干-浸胶-烘至B阶段-收卷-剪裁-铺层-层压-脱模修边。
层与层之间完全靠树脂在压力帮助下加温固化而粘牢在一起形成一定厚度的板。生产中除温度、压力因素外、于浸布树脂含量是一重要因素。
四 实验设备及器材
浸胶机、层压机(油压机)、不锈钢薄板、树脂、玻璃布等。
浸胶及如图10-1所示,包括布架、脱蜡炉、偶联剂浸槽、烘干炉、浸胶槽、烘至B阶树脂的加热炉、收卷等七部分。

层压机也是液压机的一种,只是工作平台是多层的,工作原理和操作与油压机类似,如图10-2所示。

层压机的工作台面积大,公称压力大,一般都在1000t以上,有的达3000t甚至更大。常用2000t层压机有18-20层,工作台面尺寸1050mm×1850mm,通常主工作油缸在下面,平台由下向上运行加压,与一般油压机相反。油压机和层压机的加热方式有电热和蒸汽加热两种。本次实验实际上不用这么大的层压机,只能用平台平整光滑的油压机和平整的不锈钢板成型层合板。
本次实验若没有浸胶机,亦可采用手工法浸胶。其方法是将玻璃布剪成1.5m长,布宽视烘炉和层压板宽度而定,将其高温脱蜡后浸偶联剂,晾干或烘干,在一胶槽中浸透树脂,然后用圆管夹住玻璃布,再将玻璃布提抽而过,后烘至B阶段,待用。这样做的缺点是预浸布含胶量不均匀。
五、实验步骤
1、浸胶布制作
(1)选择玻璃布,国内的玻璃布分有碱和无碱,制层压板的多是无碱玻璃布。玻璃布规格分号,号越大,厚度和单位面积质量也大,例如13号布为160g/m2,18号布为240g/m2。注意经纬密度各是多少,布宽有900mm和1200mm等多种。
(2)配制偶联剂水溶液,一般浓度为1 ‰-3‰ , ,如树脂选用酚醛树脂,则偶联剂用KH-550;如是环氧输注则用KH-550或KH-560,如果不饱和聚酯树脂,偶联剂好用KH-570,一定不用KH-550。
(3)配制树脂,对树脂要求是要有明显的B阶段,并且浸胶布在常温下有5-7天以上的存放期。这里提供三个配方供学生选用;
1、氨酚醛树脂的乙醇溶液,60%的胶含量;
2、环氧树脂(E-44)100质量份与胶含量为60%-65%的氨酚醛树脂100质量份混在一起,经80℃搅拌反应脱水60min-90min,加少量丙酮调至含胶量60%可用于浸胶。
3、不饱和聚酯树脂184#或199#在聚合完毕时不加苯乙烯稀释就直接出料,冷却后为固体,取其100质量份用40份丙酮溶解,然后配入邻苯二甲酸二丙烯酯15-20份,过氧化二异丙苯2份,过氧化苯甲酰0.3份,搅匀即可用于浸渍玻璃钢布制备不饱和聚酯树脂浸胶布。
(4)制备浸胶布的具体操作:按图10-1所示进行。脱蜡炉温度调至400-430℃,偶联剂烘炉为110-120℃,胶槽后的烘炉调至70-90℃,即可开机预浸。在收卷处取样分析如下指示:挥发分高低,胶含量和不容性树脂含量三项。如布发粘,收卷后不易退卷,应提高后炉温度;挥发过分高,不容性树脂含量低于3%。也应提高后炉温度;反之要降低温度;含胶量由控胶辊的压力控制,一般在33%-37%。
注意浸胶布牵引速度快慢对上述三项亦有影响,一般控制在10m/min-3.0m/min的速度为宜,但不能一概而论,因为牵引速度受很多因素影响,如脱蜡炉的长度,浸胶槽的形式与浸渍时间,后炉温度,树脂种类等。
(5)浸胶布的质量指标也往往随层压制品的要求而有差别,千万不要对某些指标(如含胶量30%左右)看成是不变的,产品千变万化,浸胶布的质量指标数值终还是要由产品质量来确定。
(6)收卷密封装袋,待用。
2、浸胶布铺层和层压成型
(1)取浸胶布置于洁净平台上铺平,按规定尺寸剪裁,注意经纬密度不同的方向性;
(2)按公式(10-1)计算浸胶布用量;

对10mm、10mm、4mm厚度的板各压制一块,以备实验15制备试样用
(3)将单片预浸布按预定次序号逐层对齐叠合,上下面各放一张聚酯膜,并置于两不锈钢薄板之间,然后一起放入层压机中。不锈钢板应对齐,以免压力偏斜,使试样厚度不匀。
(4)加热、加压分三个阶段进行;
预热阶段:温度100℃,压力5.0MPa,保温30min;
保温保压阶段:将温度升到165℃-170℃,压力6MPa-10MPa,时间60min-80min;
保温阶段,保压降温,随层压机冷却,待温度低于60℃后可卸压脱模取板,后修边,目测层压板内部分层等缺陷。








































