玻璃鋼成型簡單 、性能優(yōu)異 、原材料豐富 ,已越 來越多地用于國民經(jīng)濟的各個方面 。手糊玻璃鋼工 藝(以下簡稱手糊) 投入少 ,生產周期短 ,能耗低 ,可 生產形狀較復雜的制品 ,在國內占一定的市場。但 目前我國手糊玻璃鋼制品的表面質量較差 ,在一定 程度上限制手糊制品的推廣 。業(yè)內人士為了提高產 品表面質量進行了大量工作 。在國外手糊制品表面 質量接近或達到 A 級 ,可用來作高檔汽車的內外裝 飾件 。對此我們吸收國外的先進技術和經(jīng)驗 ,做了 大量的針對性試驗和改進 ,取得了一定的成績。
首先針對手糊工藝操作及原材料等特點進行理 論分析 ,筆者認為影響產品表面質量的主要因素有 以下幾個方面 : ①樹脂的工藝性 ; ②膠衣樹脂的工藝 性 ; ③模具表面的質量 。
1 樹 脂
樹脂在手糊制品中大約占 55～80 %(重量) 。樹脂的各項性能直接決定著產品的性能 。在產品生產 過程中樹脂的物理性質決定著生產效率和產品質量 ,因而在選用樹脂時主要應從以下幾個方面考慮 :
11 樹脂粘度
手糊樹脂粘度一般在 170～117cps 之間 。樹脂 粘度范圍較寬 ,利于選擇 。但由于同一牌號樹脂粘 度上下限差約在 100cps～300cps ,冬 、夏季粘度也會 有明顯的變化 。因而需要進行試驗來篩選確定適合 粘度的樹脂。
本文對五種不同粘度的樹脂進行了試驗 。試驗 過程中 ,主要對樹脂浸漬玻纖速度 、樹脂排泡性 、糊 層的致密性和厚度進行比較 。通過試驗發(fā)現(xiàn) : 樹脂 粘度越小 ,浸漬玻纖的速度越快 ,生產效率越高 ,產 品的空隙率越小 ,產品厚度均勻程度也就越好 ,但氣 溫高或樹脂用量稍多時易出現(xiàn)流膠 (或稱控膠) ; 反 之 ,浸漬玻纖的速度慢 ,生產效率低 ,產品空隙率較 高 ,產品厚度均勻程度差 ,但控膠 、流膠現(xiàn)象減少 。
經(jīng)過多次試驗 , ,發(fā)現(xiàn)在 25 ℃時樹脂粘度為 200～ 320cps ,是產品表面質量和內在質量及生產效率最佳 結合點 。在實際生產中 ,經(jīng)常遇到樹脂粘度偏高的 現(xiàn)象 ,這時需要調節(jié)樹脂粘度 ,使其降到適合操作的粘度范圍 。通常有兩種方法來實現(xiàn) : ①在樹脂中加 入苯乙烯稀釋 ,降低粘度 ; ②升高樹脂的溫度和環(huán)境 的溫度來降低樹脂粘度 。氣溫較低時 ,升高環(huán)境溫 度和樹脂溫度是非常有效的途徑 。一般情況下為了保證樹脂的膠凝不致過快通常采用兩種方法 。
112 膠凝時間
不飽和聚酯樹脂的凝膠時間大多為 6 ～ 21min (25 ℃,1 %MEKP ,0. 5 %萘酸鈷) 。凝膠過快 ,操作時 間不足 , 產品收縮較大 , 放熱集中 , 易損傷模具 、產 品 。凝膠過慢 ,易流膠 ,固化慢 ,樹脂易損傷膠衣層 , 降低生產效率。
膠凝時間與溫度及引發(fā)劑 、促進劑的加入量有 關 。溫度高時膠凝時間會縮短 ,可以降低引發(fā)劑 、促 進劑的加入量 。樹脂中若加入引發(fā)劑 、促進劑過多 , 樹脂固化后顏色會變深 ,或由于反應過快 ,樹脂放熱 快 、過于集中 (尤其是厚壁產品) 會燒傷產品 、模具 。 故而 ,手糊操作一般在 15 ℃以上的環(huán)境中進行 ,這時 引發(fā)劑 、促進劑加入量不需要很多 ,樹脂反應 (凝膠、 固化) 比較平穩(wěn) ,適合手糊操作。
樹脂的膠凝時間對實際生產具有重要意義 , 試 驗發(fā)現(xiàn) , 樹脂的凝膠時間在 25 ℃, 1 % MEKP 和 0. 5 %萘酸鈷的條件下為 10～18min 最為理想 ,即使操 作環(huán)境的條件略有變化 ,通過調整引發(fā)劑 、促進劑的 用量 ,也可以保證生產要求。
113 樹脂的其他性質
(1) 樹脂的脫泡性 樹脂的脫泡性與樹脂的粘度和脫泡劑的含量有關 。當樹脂粘度一定時 ,脫泡劑的用量在很大程度上決定了產品空隙率的高低 。實際生產中在樹脂中 加入促進劑 、引發(fā)劑攪拌時勢必混入較多的空氣 ,若 樹脂的脫泡性不好 ,在凝膠前樹脂中的空氣無法及 時排出 , 必然在產品中存在較多的氣泡 , 空隙率較 高 ,因此 ,必須使用脫泡性較好的樹脂 ,可有效的減 少產品中的氣泡 ,降低空隙率。
(2) 樹脂的顏色
目前 ,玻璃鋼產品作為高表面質量的外裝飾件 時一般需要在表面涂飾高檔油漆 ,使產品表面的顏 色豐富多彩 。為了保證在玻璃鋼產品表面涂飾油漆 顏色的一致性 ,就要求玻璃鋼產品表面為白色或淺 色 。為了滿足這一要求 ,在選擇樹脂時 ,必須選擇淺 色樹脂 。通過對大量的樹脂進行篩選試驗表明 : 樹 脂色值 (APHA) Φ84 可以比較好的解決產品固化后 的顏色問題 。同時 ,采用淺色樹脂 ,還易于在糊制過 程中及時發(fā)現(xiàn)糊層中的氣泡 、排出氣泡 ;并減少糊制 過程中因操作失誤出現(xiàn)產品厚度不均而導致產品內 表面顏色的不一致情況的發(fā)生。
(3) 氣干性
在濕度較大或低溫情況下 , 經(jīng)常出現(xiàn)產品固化 后內表面發(fā)粘的現(xiàn)象 ,這是因為糊層表面的樹脂與 空氣中的氧氣 、水汽等阻聚劑接觸 ,從而使產品內表 面有一層未完全固化的樹脂 。這嚴重影響產品的后 加工 ,另一方面內表面易粘附灰塵影響內表面質量。 因此在選擇樹脂時 , 應注意選擇有氣干性的樹脂。 對于沒有氣干性的樹脂 ,一般可以采取在 18～35 ℃ 時往樹脂中加入濃度為 5 %的石蠟 (熔點 46～48 ℃) 一苯乙烯溶液來解決樹脂的氣干性 ,用量約為樹脂 的 6～8 %。
2 膠衣樹脂
為提高玻璃鋼產品表面質量 , 產品表面一般需 要一層帶有顏色的富樹脂層 。膠衣樹脂就是這種材 料 。膠衣樹脂提高了玻璃鋼產品的耐老化性 ,同時 為玻璃鋼產品提供一個均質的表面 ,提高了產品的 表面質量。一般為保證產品有一個較好的表面質 量 ,要求膠衣層厚度在 0. 4～0. 6mm 。另外 ,膠衣的 顏色要求以白色或淺色為主 ,批次間不能存在色差 , 其次還需要注意膠衣的操作性能 :膠衣的粘度 、膠衣 的流平性 。膠衣噴涂最適合的粘度為 6000cps ,衡量 膠衣流平性的最直觀的方法是在已做完脫模處理的 模具局部表面試噴一層膠衣 ,若膠衣層出現(xiàn)魚眼狀 收縮痕 ,表明膠衣的流平性不好 。
不同的模具的不同維護方 法如下 :
(1) 新模具或長期未使用的模具
膠衣在使用前一定要充分攪拌 ,加入引發(fā)系統(tǒng) 后還要快速均勻攪拌方可達到最佳使用效果 。噴涂 時發(fā)現(xiàn)粘度偏大可加入適量的苯乙烯稀釋 ; 偏小時 要薄噴 、多噴幾遍 。另外 ,噴涂過程要求噴槍距離模 具表面約 2cm ,壓縮空氣壓力合適 ,噴槍扇面與走槍 方向垂直 ,噴槍扇面間相互重疊 1/ 3 。這樣做既可以 解決膠衣本身存在的工藝缺陷 ,又可以保證產品膠 衣層質量的一致性。
3 模具對產品表面質量的影響
模具是玻璃鋼產品成型的主要設備 , 模具按材 質可分為鋼 、鋁 、水泥 、橡膠 、石蠟 、玻璃鋼等類型 。 玻璃鋼模具以其成型容易 、原材料易得 、造價低 、制 造周期短易維修等特點 ,成為手糊玻璃鋼工藝最為 常用的模具。
玻璃鋼模具和其他塑料模具的表面要求是一樣 的 ,通常模具的表面要比產品表面光潔度高出一個 等級 。模具表面越好產品的模制時間和后加工時間 越短 , 產品的表面質量越好 , 模具的使用壽命就越 長 。模具交付使用后 ,為保持模具的表面質量 ,必須 做好模具的維護 。模具的維護包括 : 清潔模具表面 , 清潔模具 ,修理破損處 ,拋光模具 。模具的維護及時 有效是模具維護的最終出發(fā)點 ,另外 ,模具正確的維 護方法是關鍵 。下表是不同的維護方法與相應的維 護結果。
首先 ,清洗及檢查模具表面 , 對模具破損 、結構 不合理的地方進行必要的維修 。其次使用溶劑清潔 模具表面 ,晾干后用拋光機和拋光膏拋光模具表面 一至兩遍 。再連續(xù)完成打蠟拋光三遍 ,接著打一遍 蠟 ,在使用前再拋光。
(2) 正在使用的模具
首先 ,保證模具每使用三次打蠟拋光 ,對易受損 的和難以脫模的部分應在每次使用前打蠟拋光 。其 次對于使用時間長的模具表面易出現(xiàn)的一層異物 (可能是聚苯或蠟) ,必須及時清理 ,清理方法為 : 使 用棉布類物品蘸丙酮或專用模具清潔劑擦洗 (過厚 部分可用力具輕輕刮掉) ,擦洗完的部分按新模具進 行脫模處理。
(3) 在破損的模具 對于無法及時安排修補的模具 , 可先采用蠟塊
等易變形不影響膠衣固化的材料填補保護住模具破 損處 ,繼續(xù)使用 。對于可及時修補的 ,必須先將破損 處修補 ,修補處后固化不得少于 4 人 (25 ℃時) ,修補 處必須打磨拋光 、脫模處理后方可投入使用 。模具表面正常 、正確的維護決定了模具的使用 壽命 、產品表面質量的穩(wěn)定 、生產的穩(wěn)定 。因而必須 有一個模具維護的良好的習慣?？傊?,通過改進材料和工藝和提高模具表面質 量 ,手糊產品表面質量會有明顯的提高。
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