提高手糊玻璃钢制品的表面质量的方法研究(1)
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。
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 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 %。
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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 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 %。
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