客车用玻璃钢制品质量的控制

　　客车用材料的主要发展方向是轻量化和环保化，减轻客车自重是节能减排的有效措施之一。研究表明，汽车自重每减轻10％，燃油消耗可降低6％、9％。因此，轻质高强、耐腐蚀、加工方便、能降低制造成本、有效缩短开发周期的玻璃钢制品越来越受到客车企业的重视，并成为客车结构的理想材料，在车身等大型覆盖件方面已获得了较广泛的应用。

　　玻璃钢的学名是玻璃纤维增强树脂（FRP），是一种以合成树脂为粘结剂、以玻璃纤维及其制品（玻璃纤维布或玻璃纤维毡，下同）为增强材料的复合材料，其显著特点是比强度高、质量轻、耐腐蚀和具有良好的介电性能等。
 
　　尽管玻璃钢成型新工艺不断涌现，但手糊成型工艺简单、成本低，在玻璃钢的各种成型工艺总仍占有一定地位。影响手糊成型玻璃钢制品质量的因素较多，必须从原材料质量、生产模具管理、制造过程的工艺控制和产品检验等几方面加强监管，才能生产出合格的客车玻璃钢制品。

1　原材料质量的控制

1.1　玻璃纤维质量的控制

　　手糊成型玻璃钢用玻璃纤维主要是中碱或无碱无捻粗纱方格布及少量的短切玻璃纤维毡。用无碱无捻粗纱方格布生产的玻璃钢制品强度高、绝缘性好、吸水性低、耐碱性能好，用中碱方格布制造的玻璃钢制品的强度、电性能和耐水性均不如无碱方格布，但它的耐酸性能比较好，而且中碱方格布价格低廉、货源充足，因此目前国内使用多的还是中碱方格布。短切玻璃纤维毡的特点是短切纤维无定向分布、孔隙率高、浸渍性能好、易铺覆。由于短切玻璃纤维毡空隙率高，能吸收大量树脂，从而提高了玻璃钢制品的含胶量，因此以短切玻璃纤维毡为基材的玻璃钢产品在防渗漏、耐水性、耐腐蚀性和耐候性等方面的性能均有较显著的提高。
　　玻璃纤维及其制品应储藏在清洁(相对湿度低于50％)的储藏室中，使用前好保持密封状态。玻璃纤维及其制品受潮后，表面含有吸附水，不仅影响纤维本身的强度、防碍树脂与纤维之间的粘结，而且还影响玻璃钢的其他性能。因此，玻璃纤维及其制品使用前应在105℃的条件下烘干2 h。

1.2　树脂质量的控制

　　玻璃钢常用的热固性树脂有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂等。应根据产品的不同要求选用合适的树脂。手糊成型主要选用不饱和聚酯树脂(占树脂总用量的80％以上)。这是因为不饱和聚酯树脂具有其他热固性树脂不可比拟的优良性能，如粘度小、浸渍性好、气泡易排除，凝胶时间可根据需要任意调节、随意着色等。不饱和聚酯树脂一般应储存在气温较低、阳光直射不到的储藏室内，在室温(15~18℃)条件下至少能存放3个月以上。

1.3　固化剂质量的控制

　　固化剂体系包括引发剂和促进剂。在手糊成型玻璃钢制品的配方中，固化剂的用量原则上是固定的，可以通过改变促进剂的用量，使胶凝时间控制在所需范围之内(一般胶凝时间控制在施工完毕后0.5~1 h之内)。
    综上，包括树脂、固化剂、促进剂、颜料糊、填料、玻璃纤维及其制品等在内的所有原材料应具有产品合格证或验收资料，必要时在使用前进行复检，符合相关质量指标方可使用。

2　模具的管理

　　手糊成型玻璃钢制品时，经常使用的是玻璃钢模具。该种模具制作简易，可以在木模、其他模具或产品上直接糊制。玻璃钢模具要做胶衣层，厚度要比玻璃钢制品胶衣层的厚度厚一些，一般控制在0.4~0.6 mm左右。普遍选用196号、189号、198号等不饱和聚酯树脂来制造模具，尺寸稳定性要求高的模具要选用环氧树脂来制造。模具制作完毕后，分别用400号、600号、800号和1000号的水砂纸磨平、抛光直至获得有光泽的表面方可交付使用。为保证产品及模具的精度，一般情况下，模具使用10多次后，要对模具进行一次保养，重新抛光，使之能满足产品表面质量的要求。在批量生产过程中，玻璃钢模具必须清洗干净并擦干后，方可涂脱模剂，所有模具均要待脱模剂干至不粘手时方可进行糊制。

3　手糊成型玻璃钢制品的工艺

3.1　对作业人员和生产场地的要求

　　手糊成型玻璃钢制品的质量在很大程度上依赖于生产人员的操作技能。因此，要求生产人员有熟练的操作技巧和丰富的生产经验，能够判断和处理生产中出现的不正常现象。
　　手糊成型的工作场地要求宽敞、明亮、通风良好，并保持干燥，树脂配料、玻璃布裁剪、手糊成型、切割加工等场地要尽可能分隔开来。糊制玻璃钢的地方要保持清洁、干燥，并尽可能设置通风／除尘及采暖装置，室内温度应保持在15℃以上。因为温度太低，树脂粘度太大，会影响操作及产品质量。切割加工的场所应设置抽风／除尘装置或喷水加工，以防粉尘飞逸，影响工人健康。

3.2　胶衣层的制造

　　客车玻璃钢制品表面质量要求较高，应采用胶衣树脂制做胶衣层。胶衣层的作用是美化和保护玻璃钢制品，提高产品的耐老化、耐水和耐化学品性能，延长玻璃钢制品的使用寿命。胶衣树脂的配料方法与普通不饱和聚酯树脂相同，可用玻璃钢专用毛刷涂刷胶衣树脂，也可用树脂喷枪喷涂，喷涂时要补加5％左右的苯乙烯调节粘度，同时补充喷涂过程中散失的苯乙烯。如果没有特殊要求，则胶衣层的厚度控制在0.3～0.5mm(即面密度为300～450 g／m2)范围内为好。胶衣层太薄会影响保护和装饰效果，太厚则容易破碎。

3.3　玻璃钢层的糊制

　　胶衣层基本固化后，先在胶衣层或模具上均匀地涂刷1层配好的树脂。接着铺放1层玻璃布，剪去废边，消除皱纹、气泡，然后再刷1层树脂，使玻璃布充分浸渍并消除气泡之后，继续铺放玻璃布，按此方式操作，依次糊制直到所需的厚度(注意不得将两层以上的玻璃布同时铺放)。必要时可用辊子滚压，将玻璃布压紧，使之浸渍并消除气泡。相邻两块玻璃纤维制品连接时，可采用对接或搭接的形式。对接时要小心操作，不要使对接的两端接头脱空；搭接时的接头长度一般不超过50 mm，上一层的搭接缝和下一层的搭接缝要错开，不允许重叠在一起。一般手糊玻璃钢制品的树脂质量百分数控制在55％左右。

3.4　骨架的预埋与糊制

　　为充分发挥玻璃钢的优点，提高客车玻璃钢制品的刚度和强度，可在制品的反面预埋金属骨架或加强筋。例如，KLQ6129(苏州金龙海格客车)前／后围玻璃钢制品采用了将金属骨架放入模具与玻璃钢蒙皮整体成型，并在局部用树脂胶粘接骨架与蒙皮的工艺，不仅在确保
模具尺寸相对稳定的前提下提高了模具的刚度，同时保证了产品外形尺寸的精度和外观质量。

3.5　固化和脱模

　　手糊成型好的制品要在60～80℃的条件下加热固化1 h，并待制品冷却至常温后才能脱模。制品脱模困难时，可用木榔头或橡胶榔头敲打，使制品与模具剥离，不得用金属榔头敲打制品。必要时也可使用千斤顶、手动葫芦等工具进行脱模。

4　质量检验

　　手糊成型玻璃钢制品过程中存在很多不可控因素，因此要有严格的检查和质量控制制度。每件制品都要有生产记录卡片，经常检查各道工序，检验合格后才能进行下一道工序的操作。例如，产品的树脂含量要基本均匀，不得有树脂浸渍不良或因局部树脂过多而影响使用等缺陷，产品的厚度应基本均匀，形状尺寸和公差尺寸要符合设计图纸的要求，产品出厂前应充分固化(固化度不得小于90％)，可用巴柯硬度计测量产品的表面硬度，从而判断产品是否充分固；定期抽检批量产品的手糊玻璃钢制品，详细记录检查结果，分析产生缺陷的原因，并及时采取措施消除。

5　典型的质量缺陷及对策

　　手糊成型玻璃钢制品典型的质量缺陷有以下几种。

5.1　褶皱

　　产生褶皱(见图1)的原因及对策如下。
　　a.胶衣厚度太薄。应控制胶衣层厚度为0.3~0.5 mm。
　　b.固化剂量不足。检查树脂配比是否正确、混合是否均匀。
　　c.凝胶时间太长。检查颜料糊对胶衣树脂固化的影响。
　　d.环境湿度较大，温度较低。控制环境湿度，如果气温太低，则应将车间温度提高至18～20℃。
　　e.固化不充分开始糊制。待胶衣树脂达到足够的固化度(发软而不粘手)再糊制。

5.2　针孔

　　产生针孔(见图2)的原因及对策如下。
　　a.模具表面有尘粒。模具表面在涂刷胶衣前用空气吹干净。
　　b.树脂粘度大。可根据需要用苯乙烯稀释。
　　c.凝胶时间太短。调整引发剂、促进剂的用量，适当延长凝胶时间。
　　d.胶衣树脂中含有气泡。胶液配制好以后，静止片刻后再使用。

5.3　开裂

　　产生开裂(见图3)的原因及对策如下。
　　a.胶衣厚度太厚。应控制胶衣厚度为0.3~0.5mm。
　　b.树脂系统选择不当。根据产品不同的性能要求，选择不同的胶衣树脂。
　　c.胶衣树脂中加入了太多的苯乙烯或者填料。按工艺标准调整胶衣树脂配比。
　　d.树脂固化不良。使树脂充分固化。
　　e.产品到受冲击。选用韧性更好的胶衣树脂。

5.4　起泡

　　发生起泡（见图4）的原因及对策如下。
　　a.树脂用量过多；胶液中气泡含量多。控制含胶量；注意拌合方式，减少胶液中的气泡含量。
　　b.树脂胶液粘度太大。适当增加稀释度用量，提高环境温度。
　　c.增强材料选择不当。应选择容易浸透树脂的增强材料。

5.5　分层

　　产生分层（见图5）的原因及对策如下。
　　a.玻璃纤维布质量差或有蜡。应更换玻璃纤维布或对玻璃纤维布进行脱蜡处理。
　　b.操作不当。注意利用脱泡辊子精心操作。
　　d.树脂太少或过多。应使树脂含量均匀。

6　结束语

　　综上，必须在充分了解影响玻璃钢产品质量的主要因素的基础上，采取相应的控制措施和对策，才能解决生产中出现的问题，终达到提高客车玻璃钢制品质量的目的。