复合材料工艺与设备
期末大型作业
2011/2012 学年第 二 学期
专 业： 复合材料与工程 班 级： 09030442 学 号： ** 姓 名： ***
复合材料工艺与设备
名称：玻璃钢浴缸 工艺：手糊成型
随着装修时尚的流行，卫浴设备成为人们关心的热点，卫生间要求不仅宽敞明亮而且卫浴设备的颜色、款式的选择可以显示主人的风格，因此玻璃钢浴缸应运而生。玻璃钢浴缸是一种水管装置，供沐浴和淋浴之用，通常安装在家居内室内。
一、 玻璃钢浴缸所选用的原材料选择要求
手糊成型工艺是制作玻璃钢浴缸的主要成型技术。其使用的原材料可以分为三类：聚酯树脂、增强材料、辅助材料。 1、树脂基体的选择原则
(1) 能在室温下凝胶、固化，固化时不产生低分子物；
(2) 对玻璃纤维有良好的浸润性，粘度在0.2~0.5Pa·s，不能产生流胶现象； (3) 无毒或低毒； (4) 价格便宜。
手糊成型工艺中常用的树脂有：不饱和聚酯树脂，环氧树脂，酚醛树脂，双马来酰亚胺，聚酰亚胺树脂等。 2、常用的辅助材料
稀释剂、固化剂、引发剂、促进剂、填料、着色剂等。 3、增强材料的选择要求
(1) 增强材料易被树脂浸透；
(2) 有足够的形变性，能满足制品复杂形状的成型要求； (3) 气泡容易排出；
(4) 能够满足制品使用条件的物理、化学性能要求； (5) 价格合理、来源丰厚。
所用纤维有：玻璃纤维及其织物、碳纤维及其织物、芳纶纤维及其织物。 玻璃钢浴缸的原辅料包括玻璃纤维、基体树脂和辅料（固化剂、促进剂、填料、颜料等）。
二、玻璃钢浴缸成型工艺
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玻璃钢浴缸成型是选用手糊成型工艺，其流程图如下：
树脂胶液配制 增强材料准备 涂脱模剂 手糊成型 模具准备 固化 脱模 修整 检验 成品
1、胶液准备
手糊前首先要根据产品的使用要求确定树脂种类，并把树脂配置成树脂胶液。胶液的工艺性直接影响到手糊操作过程和产品的质量的重要因素。胶液的工艺性主要指胶液粘度和凝胶时间。
(1) 胶液的工艺性：胶液粘度、胶液时间。 (2) 树脂胶液配制
制品的凝胶时间虽然受许多因素影响，但主要是通过调节引发剂、促进剂或固化剂的用量来控制。
具体配制方法：先把稀释剂和其它辅助剂加入环氧树脂中，搅拌均匀。使用前加入固化剂，再搅拌均匀就可以手糊作业。一次配胶量在0.5~2kg左右最好。 2、增强材料准备
(1) 增强材料表面处理
去除纺织型浸润剂和浆胶；浸涂化学处理剂；烘焙干燥。 (2) 布的下料。 3、手糊成型 4、固化
玻璃钢固化程度判断通常采用两种方法： (1) 丙酮萃取法测定树脂不可溶部分含量； (2) 巴柯硬度。
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5、脱模
作用：使制品顺利脱下来；保证制品表观质量和模具完好无损。为使制品与模具分离而附于模具成型面的物质称为脱模剂。
(1) 脱模剂的基本要求
不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂粘附力小(<0.01MPa)； 成型时间短，厚度均匀，表面光滑； 使用完全，无毒害作用；
脱模剂使用温度要高于固化温度； 操作简单，价格便宜。
(2) 常用的脱模剂分三类：薄膜型脱模剂、液体脱模剂、油膏及蜡类脱模剂。 6、修整 7、检验 8、成品
三、玻璃钢浴缸成型设备
玻璃钢浴缸的原材料及其配方、生产工艺已基本成熟。现在研究较多的是制备出更多、更好的模具来满足多样化的市场要求。用于制造复合材料构件的模具，其材料应具有良好的热传导性和热稳定性、与构件相匹配的热膨胀系数、易于成型和加工、低密度、低成本并能保持光滑的脱模表面。不同材质的模具的优缺点及适用范围不一，用于玻璃钢浴缸成型的模具材质已从传统的钢发展到玻璃纤维复合材料，前者热膨胀系数小、刚性大、使用温度高，但自重大、尺寸受限制、成本高，可用于要求精度高的零构件以及热塑性树脂成型；后者与浴缸的热膨胀系数相当、制造方便、廉价，但精度较低、表面抛光工艺要求高，可用于复杂结构与简单型面结构。复合材料模具在我国发展较晚，与国外还是有不定的差距，模具标准化程度较低，至今还没有形成一套自己的可推广使用的CAD/CAE/CAM体系，依靠引进国外的商品化软件。 1、高级玻璃钢模具选择要求
(1) 应有足够的强度和刚度，能承受脱模时敲打和冲击，使用过程中不变形； (2) 模具表面胶衣要有一定的硬度（巴柯硬度40以上）和内热性，能承受树脂固化时放热、收缩等作用；
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(3) 模具尺寸准确，表面平整，潜在的气泡和针眼等弊病； (4) 模具表面光泽度达90以上，目测有清晰的镜面反光； (5) 抛光后，模具表面残留划痕度<0.1微米。 2、模具原材料选择
原材料主要指制作模具表面层的纤维和树脂。
(1) 胶衣树脂
胶衣应具有的特点：硬度高，耐热，耐磨，易抛光，高亮度，喷涂效果好，使用寿命长。
(2) 玻璃纤维表面毡和短毡
作用：防止微裂纹；形成富树脂层，提高光洁度和耐磨性；消除玻璃布在模具表面产生的布纹痕迹。常选用30g/m2的短切毡。 四、玻璃钢浴缸成型工艺制定其成型工艺方案 1、模具的制作
手糊成型浴缸，模具是关键。目前大多采用玻璃钢模具。其制作方法为：首先制一木模，然后翻制玻璃钢浴缸模具，再用此浴缸模具糊制产品。模具表面需打磨抛光，先依次用200#、400#、600#、800#、1000#水砂纸打磨，然后依次用粗抛光膏、细抛光膏，通过布轮抛光，最终直至表面呈镜面为止。模具用的胶衣树脂应是高强度专用胶衣树脂；模具的玻璃钢层，应有足够的厚度，否则模具易变形、胶衣层易龟裂。胶衣可用21#或33#树脂，缸体用189#、307#、或191#聚酯。 2、脱模剂
制作浴缸的脱模剂最好采用专用脱模蜡。涂一次蜡可用数次，且产品光亮，其次也可用液体聚乙烯醇类脱模剂。
配制方法：将水加热并加入聚乙烯醇粉料搅拌，溶解后冷却，并滴加乙醇和气溶胶，经过滤，即可使用。 3、胶衣
浴缸的表面胶衣应是专用的耐热水型胶衣，一般采用间苯型，其厚度为0.3~0.5mm，所用量为300~500g/m2。在施工中若采用毛刷则易出现色泽不匀和胶衣裂纹现象，所以最好采用喷涂法。
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