各種復(fù)合材料成型工藝
連續(xù)成型工藝
復(fù)合材料制品的連續(xù)成型工藝,是指從投入原材料開始,經(jīng)過(guò)浸膠、成型、固化、脫模、切斷等工序,直到后獲得成品的整個(gè)工藝過(guò)程,都是在連續(xù)不斷地進(jìn)行。
根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同,連續(xù)成型工藝分為連續(xù)拉擠成型工藝、連續(xù)纏繞成型工藝和連續(xù)制板工藝三種。
連續(xù)纏繞成型工藝 主要用于生產(chǎn)不同口徑的玻璃鋼管和罐身。連續(xù)纏繞機(jī)的特點(diǎn)是:生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、勞動(dòng)強(qiáng)度低、節(jié)省原材料、減少芯模數(shù)量等,但這種工藝技術(shù)含量高、設(shè)備投資大、變徑難度大。另一種工藝是將塑料管擠出技術(shù)和纖維纏繞工藝相結(jié)合,塑料內(nèi)襯玻璃鋼管,擠出的塑料管同時(shí)起到芯模和防腐內(nèi)襯兩個(gè)作用。
拉擠成型工藝 主要用于生產(chǎn)各種玻璃鋼型材,如玻璃鋼棒、工字型、角型、槽型、方型、空腹型及異形斷面型材等。目前大的拉擠成型機(jī),可以生產(chǎn)斷面為800mm×800mm的空腹玻璃鋼型材。新型拉擠成型技術(shù)不斷涌現(xiàn),如RIM拉擠成型機(jī),彎曲形型材拉擠工藝等。
連續(xù)制板工藝 主要是用玻璃纖氈、布為增強(qiáng)材料,連續(xù)不斷地生產(chǎn)各種規(guī)格平板,波紋板和夾層結(jié)構(gòu)板等。
連續(xù)成型工藝的共同特點(diǎn):①生產(chǎn)過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化身自動(dòng)化,生產(chǎn)效率高;②生產(chǎn)過(guò)程不間斷,制品長(zhǎng)度不限;③產(chǎn)品無(wú)需后加工,生產(chǎn)過(guò)程中邊角廢料少,節(jié)省原料和能源;④產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好,成品率高;⑤操作方便,省人力、勞動(dòng)條件好;⑥成本低。
拉擠成型工藝
拉擠成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續(xù)玻璃纖維束、帶或布等,在牽引力的作用下,通過(guò)擠壓模具成型、固化,連續(xù)不斷地生產(chǎn)長(zhǎng)度不限的玻璃鋼型材。這種工藝適于生產(chǎn)各種斷面形狀的玻璃鋼型材,如棒、管、實(shí)體型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材(門窗型材、葉片等)等。
拉擠成型是復(fù)合材料成型工藝中的一種特殊工藝,其優(yōu)點(diǎn)是:①生產(chǎn)過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,生產(chǎn)效率高;②拉擠成型制品中纖維含量可高達(dá)80%,浸膠在張力下進(jìn)行,能充分發(fā)揮增強(qiáng)材料的作用,產(chǎn)品強(qiáng)度高;③制品縱、橫向強(qiáng)度可任意調(diào)整,可以滿足不同力學(xué)性能制品的使用要求;④生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)邊角廢料,產(chǎn)品不需后加工,故較其它工藝省工,省原料,省能耗;⑤制品質(zhì)量穩(wěn)定,重復(fù)性好,長(zhǎng)度可任意切斷。
拉擠成型工藝的缺點(diǎn)是產(chǎn)品形狀單調(diào),只能生產(chǎn)線形型材,而且橫向強(qiáng)度不高。
?。?)拉擠工藝用原材料
?、贅渲w 在拉擠工藝中,應(yīng)用多的是不飽和聚酯樹脂,約占本工藝樹脂用量的90以上,另外還有環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、熱固性甲基丙烯酸樹脂、改性酚醛樹脂、阻燃性樹脂等。
?、谠鰪?qiáng)材料 拉擠工藝用的增強(qiáng)材料,主要是玻璃纖維及其制品,如無(wú)捻粗紗、連續(xù)纖維氈等。為了滿足制品的特殊性能要求,可以選用芳綸纖維、碳纖維及金屬纖維等。不論是哪種纖維,用于拉擠工藝時(shí),其表面都必須經(jīng)過(guò)處理,使之與樹脂基體能很好的粘接。
?、圯o助材料 拉擠工藝的輔助材料主要有脫模劑和填料。
?。?)拉擠成型模具
模具是拉擠成型技術(shù)的重要工具,一般由預(yù)成型模和成型模兩部分組成。①預(yù)成型模具 在拉擠成型過(guò)程中,增強(qiáng)材料浸漬樹脂后(或被浸漬的同時(shí)),在進(jìn)入成型模具前,必須經(jīng)過(guò)由一組導(dǎo)紗元件組成的預(yù)成型模具,預(yù)成型模的作用是將浸膠后的增強(qiáng)材料,按照型材斷面配置形式,逐步形成近似成型模控形狀和尺寸的預(yù)成型體,然后進(jìn)入成型模,這樣可以保證制品斷面含紗量均勻。②成型模具 成型模具橫截面面積與產(chǎn)品橫截面面積之比一般應(yīng)大于或等于10,以保證模具有足夠的強(qiáng)度和剛度,加熱后熱量分布均勻和穩(wěn)定。拉擠模具長(zhǎng)度是根據(jù)成型過(guò)程中牽引速度和樹脂凝膠固化速度決定,以保證制品拉出時(shí)達(dá)到脫模固化程度。一般采用鋼鍍鉻,模腔表面要求光潔,耐磨,借以減少拉擠成型是的摩擦阻力和提高模具的使用壽命。
?。?)拉擠成型工藝
拉擠成型工藝過(guò)程是由送紗、浸膠、預(yù)成型、固化定型、牽引、切斷等工序組成。無(wú)捻粗紗從紗架引出后,經(jīng)過(guò)排紗器進(jìn)入浸膠槽浸透樹脂膠液,然后進(jìn)入預(yù)成型模,將多余樹脂和氣泡排出,再進(jìn)入成型模凝膠、固化。固化后的制品由牽引機(jī)連續(xù)不斷地從模具拔出,后由切斷機(jī)定長(zhǎng)切斷。在成型過(guò)程中,每道工序都可以有不同方法:如送紗工序,可以增加連續(xù)纖維氈,環(huán)向纏繞紗或用三向織物以提高制品橫向強(qiáng)度;牽引工序可以是履帶式牽引機(jī),也可以用機(jī)械手;固化方式可以是模內(nèi)固化,也可以用加熱爐固化;加熱方式可以是高頻電加熱,也可以用熔融金屬(低熔點(diǎn)金屬)等。
(4)其它拉擠成型工藝
拉擠成型工藝除立式和臥式機(jī)組外,尚有彎曲形制品拉擠成型工藝,反應(yīng)注射拉擠工藝和含填料的拉擠工藝等。
連續(xù)纏管工藝
連續(xù)纏管工藝與定長(zhǎng)玻璃鋼管相比有如下特點(diǎn):①生產(chǎn)連續(xù),易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和快速固化,生產(chǎn)效率高;②需要的輔助設(shè)備少,特別是模具需用量少,產(chǎn)品更換投資少;③產(chǎn)品長(zhǎng)度可任意切斷,使用長(zhǎng)這(12m或15m),可以減少管接頭數(shù)量,降低工程造價(jià);④生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,工藝參數(shù)集中控制,產(chǎn)品質(zhì)量容易保證。
另一種連續(xù)制管工藝采用塑料管和玻璃鋼復(fù)合工藝,即EPF法,用此法生產(chǎn)的復(fù)合材料管比普通玻璃鋼管的防腐、抗?jié)B性好。
?。?)連續(xù)纏管原料
連續(xù)纏管用的原材料,要同是滿足產(chǎn)品的使用要求和工藝生產(chǎn)要求。
①增強(qiáng)材料 根據(jù)玻璃鋼管和PVC/玻璃鋼復(fù)合管的生產(chǎn)要求,增強(qiáng)材料品種有表面氈,短切玻纖氈或針刺復(fù)合氈與表面氈合用,無(wú)捻粗紗。
?、跇渲w 連續(xù)纏管用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂。連續(xù)纏管工藝對(duì)樹脂的要求是:粘度適當(dāng),易浸透纖維,凝膠時(shí)間長(zhǎng),固化時(shí)間短,固化放熱低,固化收縮小。
③輔助材料 為了提高管材的剛度,常加入石英砂,其添加量可達(dá)30%(高)。脫模劑用聚酯薄膜,薄膜裁成帶,寬度為鋼帶寬度一倍,纏繞搭接1/2。
?。?)連續(xù)纏管工藝
連續(xù)纏管是用預(yù)浸玻璃纖維紗或帶(或現(xiàn)浸),按設(shè)計(jì)的纏繞規(guī)律纏繞在芯模上,經(jīng)外、內(nèi)加熱固化成型,在芯模上鋼帶推動(dòng)下,連續(xù)不斷地向前推進(jìn),脫模,再經(jīng)二次固化后定長(zhǎng)切斷。改變管徑時(shí),只需要更換制管機(jī)的芯模便可。
連續(xù)制板工藝
連續(xù)制板工藝始于二戰(zhàn)后FRP工業(yè)由軍轉(zhuǎn)民時(shí)代,我國(guó)自1965年初開始研究,首先研究成功的是鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚氯乙波形板生產(chǎn)紅,產(chǎn)品為橫波形瓦,70年代在上海研制成縱波聚酯玻璃鋼生產(chǎn)線,80年代先后引進(jìn)3條板材連續(xù)生產(chǎn)線,其生產(chǎn)技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
玻璃鋼波形板是建筑工業(yè)中用量大的一種產(chǎn)品。主要用于臨時(shí)建筑工程、工業(yè)建筑的屋頂采光及農(nóng)業(yè)溫室。與傳統(tǒng)的石棉瓦相比,具有質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,抗沖擊,能透光及美觀耐久等特點(diǎn)。
玻璃鋼波形板分為縱波板和橫波板兩類,縱波板的波紋方向平行于板的長(zhǎng)邊,橫波板的波紋方向垂直于板的長(zhǎng)邊。就波紋形狀而言,有標(biāo)準(zhǔn)型連續(xù)圓弧波,連續(xù)異形波紋和不連續(xù)異形波紋。
連續(xù)制板工藝,國(guó)內(nèi)外大致相同,只是在設(shè)備的局部構(gòu)造和工藝措施方面略有不同。
熱塑性復(fù)合材料成型工藝
熱塑性復(fù)合材料是以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等增強(qiáng)各種熱塑性樹脂的總稱,國(guó)外稱FRTP(Fiber Rinforced Thermo Plastics)。由于熱塑性樹脂和增強(qiáng)材料種類不同,其生產(chǎn)工藝和制成的復(fù)合材料性能差別很大。
從生產(chǎn)工藝角度分析,塑性復(fù)合材料分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩大類:(1)短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①注射成型工藝;②擠出成型工藝;③離心成型工藝。(2)連續(xù)纖維增強(qiáng)及長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ①預(yù)浸料模壓成型;②片狀模塑料沖壓成型;③片狀模塑料真空成型;④預(yù)浸紗纏繞成型;⑤拉擠成型。
熱塑性復(fù)合材料的特殊性能如下:
(1)密度小、強(qiáng)度高 熱塑性復(fù)合材料的密度為1.1~1.6g/cm3,僅為鋼材的1/5~1/7,比熱固性玻璃鋼輕1/3~1/4。它能夠以較小的單位質(zhì)量獲得更高的機(jī)械強(qiáng)度。一般來(lái)講,不論是通用塑料還是工程塑料,用玻璃纖維增強(qiáng)后,都會(huì)獲得較高的增強(qiáng)效果,提高強(qiáng)度應(yīng)用檔次。
(2)性能可設(shè)計(jì)性的自由度大 熱塑性復(fù)合材料的物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能,都是通過(guò)合理選擇原材料種類、配比、加工方法、纖維含量和鋪層方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于熱塑性復(fù)合材料的基體材料種類比熱固性復(fù)合材料多很多,因此,其選材設(shè)計(jì)的自由度也就大得多。
?。?)熱性能 一般塑料的使用溫度為50~100℃,用玻璃纖維增強(qiáng)后,可提高到100℃以上。尼龍6的熱變形溫度為65℃,用30%玻纖增強(qiáng)后,熱形溫度可提高到190℃。聚醚醚酮樹脂的耐熱性達(dá)220℃,用30%玻纖增強(qiáng)后,使用溫度可提高到310℃,這樣高的耐熱性,熱固性復(fù)合材料是達(dá)不到的。熱塑性復(fù)合材料的線膨脹系數(shù)比未增強(qiáng)的塑料低1/4~1/2,能夠降低制品成型過(guò)程中的收縮率,提高制品尺寸精度。其導(dǎo)熱系數(shù)為0.3~0.36W(㎡·K),與熱固性復(fù)合材料相似。
?。?)耐化學(xué)腐蝕性 復(fù)合材料的耐化學(xué)腐蝕性,主要由基體材料的性能決定,熱塑性樹脂的種類很多,每種樹脂都有自己的防腐特點(diǎn),因此,可以根據(jù)復(fù)合材料的使用環(huán)境和介質(zhì)條件,對(duì)基體樹脂進(jìn)行優(yōu)選,一般都能滿足使用要求。熱塑性復(fù)合材料的耐水性優(yōu)于熱固性復(fù)合材料。
(5)電性能 一般熱塑性復(fù)合材料都具有良好的介電性能,不反射無(wú)線電電波,透過(guò)微波性能良好等。由于熱塑性復(fù)合材料的吸水率比熱固性玻璃鋼小,故其電性能優(yōu)于后者。在熱塑性復(fù)合材料中加入導(dǎo)電材料后,可改善其導(dǎo)電性能,防止產(chǎn)生靜電。
?。?)廢料能回收利用 熱塑性復(fù)合材料可重復(fù)加工成型,廢品和邊角余料能回收利用,不會(huì)造成環(huán)境污染。
由于熱塑性復(fù)合材料有很多優(yōu)于熱固性玻璃鋼的特殊性能,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,從國(guó)外的應(yīng)用情況分析,熱塑性復(fù)合材料主要用于車輛制造工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、化工防腐及建筑工程等方面。
1、注射成型工藝
注射成型是熱塑性復(fù)合材料的主要生產(chǎn)方法,歷史悠久,應(yīng)用廣。其優(yōu)點(diǎn)是:成型周期短,能耗小,產(chǎn)品精度高,一次可成型開關(guān)復(fù)雜及帶有嵌件的制品,一模能生產(chǎn)幾個(gè)制品,生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是不能生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制品和對(duì)模具質(zhì)量要求較高。根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平,注射成型的大產(chǎn)品為5kg,小到1g,這種方法主要用來(lái)生產(chǎn)各種機(jī)械零件,建筑制品,家電殼體,電器材料,車輛配件等。
2、擠出成型工藝
擠出成型是熱塑性復(fù)合材料制品生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的工藝之一。其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程連續(xù),生產(chǎn)效率高,設(shè)備簡(jiǎn)單,技術(shù)容易掌握等。擠出成型工藝主要用于生產(chǎn)管、棒、板及異型斷面型等產(chǎn)品。增強(qiáng)塑料管玻纖增強(qiáng)門窗異型斷面型材,在我國(guó)有很大市場(chǎng)。擠出成型復(fù)合材料制品的工藝流程如下:
3、纏繞成型工藝
熱塑性復(fù)合材料的纏繞成型工藝原理和纏繞機(jī)設(shè)備與熱固性玻璃的一樣,不同的是熱塑性復(fù)合材料纏繞制品的增強(qiáng)材料不是玻纖粗紗,而是經(jīng)過(guò)浸膠(熱塑性樹脂)的預(yù)浸紗。因此,需要在纏繞機(jī)上增加預(yù)浸紗預(yù)熱裝置和加熱加壓輥。纏繞成型時(shí),先將預(yù)浸紗加熱到軟化點(diǎn),再與芯模的接觸點(diǎn)加熱,并加壓輥加壓,使其熔接成一個(gè)整體。
4、熱塑性復(fù)合材料拉擠成型
熱塑性復(fù)合材料的拉擠成型工藝與熱固性玻璃鋼的基本相似。只要把進(jìn)入模具前的浸膠方法加以改造,生產(chǎn)熱固性玻璃鋼的設(shè)備便可使用。生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料拉擠產(chǎn)品的增強(qiáng)材料有兩種:一種是經(jīng)過(guò)浸膠的預(yù)浸紗或預(yù)浸帶,另一種是未浸膠的纖維或纖維帶。
5、焊接層合法
此法系利用熱塑性復(fù)合材料的可焊性,生產(chǎn)復(fù)合材料板材。其方法如下:先在工作臺(tái)上壓鋪一層預(yù)浸料(一般寬500mm),鋪第二層浸料時(shí),開動(dòng)壓輥的焊接器,使預(yù)浸料進(jìn)入壓輥下,焊接器使上下兩層預(yù)浸料在幾秒鐘內(nèi)同時(shí)受熱熔化,當(dāng)機(jī)器向前移動(dòng)時(shí),預(yù)浸料在壓輥的壓力(0.3MPa)作用下粘合成一體。如此重復(fù),可生產(chǎn)任意厚度的板材。
6、熱塑性片狀模塑料制品沖壓成型工藝
熱塑性片狀模塑制品沖壓成型與熱固性SMC壓制成型不同,它要先將坯料預(yù)熱,然后再放放模具加壓成型。
7、熱塑性復(fù)合材料的連接技術(shù)
熱塑性復(fù)合材料的連接方法很多,例舉如下:①鉚接 用于熱塑性復(fù)合材料鉚接用的鉚釘,一般都是用連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制造,好是用拉擠棒材制造。施工時(shí),鉚釘預(yù)熱到可以加壓塑變的溫度,鉚釘與孔徑應(yīng)能嚴(yán)密配合,不能大,也不能小。也可以用金屬螺栓。鉚接的優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊性好,無(wú)電化學(xué)腐蝕,價(jià)格便宜。②焊接 熱塑性復(fù)合材料的焊接處理,是將被連接材料的焊接表面加熱到熔化狀態(tài),然后搭接加壓,使之接成一體。復(fù)合材料焊接原理與塑料焊接相似,但必須注意焊接處的纖維增強(qiáng)效果不能降低很多。③管件對(duì)接焊 熱塑性復(fù)合材料管的對(duì)接焊方法有直接對(duì)接和補(bǔ)強(qiáng)對(duì)接焊兩種。這種連接方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,可在現(xiàn)場(chǎng)施工,不需對(duì)管子進(jìn)行機(jī)械加工,連接強(qiáng)度高,不易斷裂。缺點(diǎn)是成本高,工藝要求嚴(yán)格,要保證尺寸緊密配合。④纏繞焊接 用預(yù)浸帶沿焊縫手工或機(jī)械纏繞,同是用火焰噴槍對(duì)接觸點(diǎn)加熱熔融,使之與被連接件粘牢。選擇預(yù)浸帶時(shí),要注意纖維的方向和含量。此法較實(shí)用,被連接材料能保留較好的性能,但易出現(xiàn)加熱不均的現(xiàn)象。⑤薄板超聲波焊接 此法是用超聲波對(duì)被連接處進(jìn)行加熱焊接,一般能夠獲得較高的連接強(qiáng)度。
其它成型工藝
聚合物基復(fù)合材料的其它成型工藝,主要指離心成型工藝、澆鑄成型工藝、彈性體貯存樹脂成型工藝(ERM)、增強(qiáng)反應(yīng)注射成型工藝(RRIM)等。
1、離心成型工藝
離心成型工藝在復(fù)合材料制品生產(chǎn)中,主要是用于制造管材(地埋管),它是將樹脂、玻璃纖維和填料按一定比例和方法加入到旋轉(zhuǎn)的模腔內(nèi),依靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,使物料擠壓密實(shí),固化成型。
離心玻璃鋼管分為壓力管非壓力管兩類,其使用壓力為0~18MPa。這種管的管徑一般為φ400~φ2500mm,大管徑或達(dá)5m,以φ1200mm以上管徑經(jīng)濟(jì)效果佳,離心管的長(zhǎng)度2~12m,一般為6 m。
離心玻璃鋼管的優(yōu)點(diǎn)很多,與普通玻璃鋼管和混凝土管相比,它強(qiáng)度高、重量輕,防腐、耐磨(是石棉水泥管的5~10倍)、節(jié)能、耐久(50年以上)及綜合工程造價(jià)低,特別是大口徑管等;與纏繞加砂玻璃鋼管相比,其大特點(diǎn)是剛度大,成本低,管壁可以按其功能設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu)。離心法制管質(zhì)量穩(wěn)定,原材料損耗少,其綜合成本低于鋼管。離心玻璃鋼管可埋深15m,能隨真空及外壓。其缺點(diǎn)是內(nèi)表面不夠光滑,水力學(xué)特性比較差。
離心玻璃鋼管的應(yīng)用前景十分廣闊,其主要應(yīng)用范圍包括:給水及排水工程干管,油田注水管、污水管、化工防腐管等。
?。?)原材料
生產(chǎn)離心管的原材料有樹脂、玻璃纖維及填料(粉狀和粒狀填料)等。
樹脂 應(yīng)用廣的是不飽和聚酯樹脂,可根據(jù)使用條件和工藝要求選擇樹脂牌號(hào)和固化劑。
增強(qiáng)材料 主工是玻璃纖維及其制品。玻纖制品有連續(xù)纖維氈、網(wǎng)格布及單向布等,制造異形斷面制品時(shí),可先將玻纖制成預(yù)制品,然后放入模內(nèi)。
填料 填料的作是用增加制品的剛度、厚度、降低成本,填料的種類要根據(jù)使用要求選擇,一般為石英砂、石英粉、輝綠巖粉等。
?。?)工藝流程
離心制管工藝流程如下:
離心制管的加料方法與纏繞成型工藝不同,加料系統(tǒng)是把樹脂、纖維和填料的供料裝置,統(tǒng)一安裝在可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小車上。
?。?)模具
離心法生產(chǎn)玻璃鋼管的模具,主要是鋼模,模具分整體式和拼裝式兩種:小于φ800mm管的模具,用整體式,大于φ800mm管的模具,可以用拼裝式。
模具設(shè)計(jì)要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度,防止旋轉(zhuǎn)、震動(dòng)過(guò)程中變形。模具由管身、封頭、托輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成,小直徑管身可用無(wú)縫鋼管。封頭的作用是增加管模端頭的強(qiáng)度和防止物料外流。托輪箍的作用是支撐模具,傳遞旋轉(zhuǎn)力,使模具在離心機(jī)上高速度旋轉(zhuǎn),模具的管身內(nèi)表面必須平整,光滑,一般都要精加工和拋光,保證順利脫模。
2、澆注成型工藝
澆注成型主要用于生產(chǎn)無(wú)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料制品,如人造大理石,鈕扣、包埋動(dòng)、植物標(biāo)本、工藝品、錨桿固定劑、裝飾板等。
澆注成型比較簡(jiǎn)單,但要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,則需要熟練的操作技術(shù)。
?。?)鈕扣生產(chǎn)工藝
用聚酯樹脂澆注的鈕扣,具有硬度高,光澤好,耐磨、耐燙、耐干洗、花色品種多及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),目前在國(guó)內(nèi)外已基本取代了有機(jī)玻璃鈕扣,占鈕扣市場(chǎng)80%以上。
生產(chǎn)鈕扣的原料主要是不飽和聚酯樹脂、固化劑(引發(fā)劑采用過(guò)氧化甲乙酮)和輔助材料(包括色漿、珠光粉、觸變劑等)。
聚酯鈕扣采用離心澆注式棒材澆注法生產(chǎn),先制成板材或棒材,然后經(jīng)切板、切棒制成鈕扣,再經(jīng)熱處理、刮面、刮底、銑槽、打眼、拋光等工序制成鈕扣。
?。?)人造石材生產(chǎn)工藝
人造石材是用不飽和聚酯樹脂和填料制成的。由于所選用的填料不同,制成的人造石材分為人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗石和聚酯混凝土等。
生產(chǎn)人造石材的原材料是不飽和聚酯樹脂,填料和顏料:①樹脂 生產(chǎn)人造石材的樹脂分面層和結(jié)構(gòu)層兩各,表面裝飾層樹脂要求收縮性小,有韌性、硬度好,耐熱、耐磨、耐水等,同時(shí)要求易調(diào)色。辛戌二醇鄰苯型樹脂用于人造石材,辛戌二醇間苯型樹脂用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具。固化體系,常用過(guò)氧化甲乙酮、萘酸鈷溶液。②填料 生產(chǎn)人造石材的填料有很多,生產(chǎn)人造大理石的填料是大理石粉,石英粉、白云石粉、碳酸鈣粉等,生產(chǎn)人造花崗石的填料是用粒料級(jí)配,不同品種花崗石用不同色彩的粒料,生產(chǎn)人瑪瑙的填料要有一定透明性,一般選用氫氧化鋁或三氧化二鋁等。③顏料 生產(chǎn)人造石材需要各色顏料,如制人造大理石或人造瑪瑙浴盆,應(yīng)選擇耐熱、耐水的色漿,制造裝飾板及工藝品時(shí),要選用耐光、耐水及耐久的顏料。
生產(chǎn)人造大理石、花崗石板材用的模具材料有玻璃鋼、不銹鋼、塑料、玻璃等。生產(chǎn)人造石板材的模板,要求表面平整,光澤、有足夠的強(qiáng)度和剛度,能經(jīng)受生產(chǎn)過(guò)程中的熱應(yīng)力、搬運(yùn)荷載及碰撞等。
3、彈性體貯樹脂模塑成型技術(shù)
彈性體貯樹脂模塑成型(Elastic Reservir Molding, ERM)是80年代在歐美出現(xiàn)的新工藝,它是用柔性材料(開孔聚氨酯泡沫塑料)作為芯材并滲入樹脂糊。這種滲有樹脂糊的泡沫體留在成型好的ERM材料中間,泡沫體使ERM制成的產(chǎn)品密度降低,沖擊強(qiáng)度和剛度提高,故可稱為壓制成型的夾層結(jié)構(gòu)制品。
ERM與SMC一樣,同屬于模壓成型的片狀模塑料,只是由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造,給它帶來(lái)優(yōu)于SMC的特點(diǎn):(1)重量輕:ERM比用氈和SMC制成的制品輕30%以上;(2)ERM制品的比剛度優(yōu)于SMC、鋁和鋼制成的制品;(3)搞沖擊強(qiáng)度高:在增強(qiáng)材料含量相同的條件下,ERM比SMC的抗沖擊強(qiáng)度高很多;(4)物理力學(xué)性能高:在增強(qiáng)材料含量相同的條件下,ERM制品的物理力學(xué)性能優(yōu)于SMC制品;(5)投資費(fèi)用低:ERM成型機(jī)組比SMC機(jī)組簡(jiǎn)單,ERM制品成型壓力比SMC制品低10倍左右,故生產(chǎn)ERM制品時(shí)可以采用低噸位壓機(jī)和低強(qiáng)度材料模具,從而減少建投資。
ERM制品生產(chǎn)工藝分為ERM制造和ERM制品成型兩個(gè)過(guò)程:
?。?)ERM生產(chǎn)工藝 ERM生產(chǎn)原材料為開孔聚氨酯泡沫塑料,各種纖維制品(如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維制成的短切氈、連續(xù)纖維氈、針織氈等)和各種熱固性樹脂。其生產(chǎn)過(guò)程如下:先在ERM機(jī)組上將調(diào)好的樹脂糊浸漬開孔聚氨酯泡沫塑料,通過(guò)涂刮器將樹脂糊涂到泡沫上,用壓輥將樹脂糊壓擠到泡沫體的孔內(nèi),然后將兩層泡沫復(fù)合到一起,后在上下兩個(gè)面鋪放玻纖維氈或其它纖維制品,制成ERM夾層材料,切割成適宜的尺寸,用于壓制成型或貯存。
?。?)ERM制品生產(chǎn)工藝 ERM制品生產(chǎn)過(guò)程與其它熱固性模壓料(玻纖布或氈預(yù)浸料、SMC等)相比,需要在熱壓條件下固化成型,但成型壓力比SMC小很多,大約是SMC成型壓力的1/10,為0.5~0.7MPa。
ERM技術(shù)目前主要用于汽車工業(yè)材料和輕質(zhì)建筑復(fù)合材料工業(yè)。由于ERM具有夾層結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn),是適用于生產(chǎn)大型結(jié)構(gòu)的組合部件,各種輕質(zhì)板材,活動(dòng)房屋、雷達(dá)罩,房門等。在汽車工業(yè)中的制品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險(xiǎn)杠、車門、底板等。
4、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑技術(shù)
增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑工藝(Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM)是利用高壓沖擊來(lái)混合兩種單體物料及短纖維增強(qiáng)材料,并將其注射到模腔內(nèi),經(jīng)快速固化反應(yīng)形成制品的一種成型方法。如果不用增強(qiáng)材料,則稱為反應(yīng)注射模塑(ReactionInjection Moling, RIM)。采用連續(xù)纖維增強(qiáng)時(shí),稱為結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射模塑(Structure Reaction Injection Molding, SRIM)。
RRIM的原材料分樹脂體系和增強(qiáng)材料兩類
?。?)樹脂體系 生產(chǎn)RRIM的樹脂應(yīng)滯如下要求:①必須由兩種以上的單體組成;②單體在室溫條件下能保持穩(wěn)定;③粘度適當(dāng),容易用泵輸送;④單體混合后,能快速固化;⑤固化反應(yīng)不產(chǎn)生副產(chǎn)物。應(yīng)用多的是聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。
(2)增強(qiáng)材料 常用的增強(qiáng)材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。為了增加增強(qiáng)材料與樹脂的粘接強(qiáng)度,上述增強(qiáng)材料都采用增強(qiáng)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。
RRIM的工藝特點(diǎn):①產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大,可以生產(chǎn)大尺寸部件;②成型壓力低(0.35~0.7MPa),反應(yīng)成型時(shí),無(wú)模壓應(yīng)力,產(chǎn)品在模內(nèi)發(fā)熱量??;③制品收縮率低,尺寸穩(wěn)定性好,因加有大量填料和增強(qiáng)材料,減少了樹脂固化收縮;④制品鑲嵌件工藝簡(jiǎn)便;⑤制品表面質(zhì)量好,玻璃粉和玻璃微珠能提高制品耐磨性和耐熱性;⑥生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,模具費(fèi)用低,成型周期短,制品生產(chǎn)成本低。
RRIM制品的大用戶是汽車工為,可做汽車保險(xiǎn)杠、儀表盤,高強(qiáng)度RRIM制品可以做汽車的結(jié)構(gòu)材料、承載材料。由于其成型周期短,性能可設(shè)計(jì),在電絕緣工程、防腐工程、機(jī)械儀表工業(yè)中代替工程塑料及高分子合金應(yīng)用。