一、定義
工藝流程
模具上應(yīng)預(yù)先涂覆脫模劑（石蠟、黃油、甲基硅油、聚乙烯醇溶液、聚氯乙烯薄膜等），常用的樹脂是能在室溫固化的不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂。
手糊成型工藝的特點
優(yōu)點：
①不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制，適宜尺寸大，批量小，形狀復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)。
②設(shè)備簡單，投資少，設(shè)備折舊費低。
③工藝簡單。
④容易滿足產(chǎn)品設(shè)計要求。
⑤制品樹脂含量較高，耐腐蝕性好。
缺點：
①生產(chǎn)周期長，效率低，勞動強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差。
②產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高。
③產(chǎn)品力學(xué)性能較低。
用途：
手糊成型法可以制作汽車車體，各種漁船和游艇、儲罐、槽體、衛(wèi)生間、舞臺道具、波紋瓦、大口徑管件、機(jī)身蒙皮、整流罩、火箭殼體、隔音板等復(fù)合材料制品。
2.1 原材料的選擇
合理的原料是滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，保證質(zhì)量，降低成本的重要前提。
選用的原材料必須滿足3點要求
1、產(chǎn)品設(shè)計的性能要求
2、手糊成型工藝要求
3、價格便宜、材料容易取得
包括：聚合物基體和增強(qiáng)材料
目前國內(nèi)大部分手糊制品均用不飽和聚酯樹脂，約占80％，其次是環(huán)氧樹脂。
2.2手糊成型模具與脫模劑
陽模：制品內(nèi)表面尺寸準(zhǔn)確，光滑。成型方便，便于通風(fēng)。
陰模：制品外表面尺寸準(zhǔn)確，光滑。陰模深，操作不便、通風(fēng)條件不好、衛(wèi)生條件差。
對模：由陰陽模兩部分組成，制品內(nèi)外表面均光滑，厚度準(zhǔn)確。不適合成型批量少及大型制品（模具、設(shè)備投資大）。
拼裝模：一些形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，為了脫模方便，需要利用拼裝模，即把模具分成幾塊進(jìn)行拼裝，脫模時可以分塊進(jìn)行，比較方便。
二、模具材料
木材、石膏、水泥、石蠟、可溶性鹽、玻璃鋼、陶土、金屬等。
必須滿足以下要求：
（1）滿足產(chǎn)品尺寸、精度、外觀及數(shù)量的要求；
（2）有足夠的強(qiáng)度與剛度，不易變形、損壞；
（3）不受樹脂及輔助材料的浸蝕，不影響樹脂固化；
（4）易脫模，使用周期長；
（5）價格便宜，材料易得。
具體材料：
（1）木材
要求均質(zhì)、無節(jié)。常用紅松、銀杏、棗木等。木材模具表面需要封孔處理。其特點是質(zhì)輕、易加工；但不耐久。適合于小批量生產(chǎn)小型制品。
（2）石膏
用半水石膏成型。制造簡便，造價低；不耐用，怕沖擊，適合于小批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品。
（3）水泥
制造方便，成本低，有一定強(qiáng)度，適合于制造形狀簡單，表面要求不高的制品。
（4）石蠟
適合于制作難以取出的型心，一次性使用，成型后融化掉。
（5）金屬
常用鋼材、鑄鋁等。耐久、不易變形；但加工費用高。適合于小型、大批量生產(chǎn)的高精度制品。
（6）玻璃鋼
由木?；蚴嗄７啤Ｙ|(zhì)輕、耐久、制造方便。適合于中小型制品的批量生產(chǎn)。
2.2.2 手糊成型模具設(shè)計要則
（1）設(shè)計要點
（2）設(shè)計內(nèi)容
A、確定模具結(jié)構(gòu)
B、選定原材料
C、確立制造方法
D、繪制模具圖紙
2.2.3 玻璃鋼高級模具
屬于平整度高，光潔度高的高級模具。
2.2.3.1 玻璃鋼高級模具的要求
（1）具有足夠的強(qiáng)度、剛度。
（2）具有一定硬度（巴柯兒硬度40以上）、耐熱性能承受樹脂固化放熱的收縮作用。
（3）尺寸精確、無潛藏氣孔，殘留劃痕度小于0.1μm。
（4）光澤度達(dá)到80-90光澤單位或者目測反光。
2.2.3.2 材料選擇
（1）膠衣樹脂
應(yīng)具有收縮率低、延伸率高、耐磨、耐熱、硬度高等優(yōu)良性能。
實踐證明：采用環(huán)氧樹脂加填料制作模具的膠衣比較合適,或者采用專用的膠衣樹脂制作膠衣層。
為提高耐磨性可以在膠衣層可加入硬度高的填料，如瓷粉、石英粉、鑄石粉、剛玉粉等。
（2）玻璃纖維表面氈和玻璃纖維短切氈
作用：A、增強(qiáng)膠衣，防止表面微裂紋；
B、形成富樹脂層以提高模具光潔度和耐腐蝕性能；
C、消除玻纖布在表面產(chǎn)生的痕跡。
（3）中堿無捻方格布
（4）不飽和聚酯樹脂
（5）無機(jī)填料
2.2.3.3 制造工藝
（1）過渡母模的制造
材料：石膏或木材
（2）玻璃鋼模具的翻制
膠衣層制作，涂刷3層，每層0.2-0.5mm，鋪1-2層表面氈；一層短切氈，壓實、浸透排除氣泡。
鋪無捻方格布。
（3）模具表面處理
A、粗磨。400#、500# 、600#水砂紙依次水磨。
B、水砂精磨。1000#、1200#、1500#水砂紙依次研磨。
C、研磨拋光。將拋光劑涂上后，停留1-2min，用布輪拋光機(jī)逐段拋光并反復(fù)進(jìn)行。
（4）表面質(zhì)量檢測
要求光澤度在90以上，用ss-82型光電光澤計檢測。
2.2.4 脫模劑
脫模劑應(yīng)具備的條件：
（1）不腐蝕模具，不影響固化，與樹脂粘附力??；
（2）成膜迅速、均勻、光滑；
（3）使用簡便、安全，價格便宜。
2.2.4.1 薄膜型脫模劑
最常用的有：聚酯薄膜、玻璃紙、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。
其中聚酯薄膜應(yīng)用最普遍，制品平整光滑，具有很好的光潔度，但價格較高。使用厚度一般為0.04 mm 、0.02 mm。
使用方法：鋪在模具上，或用凡士林貼在模具上。
優(yōu)點：脫模效果好，使用方便，材料易得。
缺點：薄膜的柔韌性、帖服性差，不能用于形狀復(fù)雜的制品。
2.2.4.2 混合溶液型脫模劑
（1）聚乙烯醇脫模劑的配制
一般采用較低分子量的聚乙烯醇。
在攪拌狀態(tài)下，用水將聚乙烯醇加熱溶解（水溫約95℃），冷卻到室溫，往里滴加乙醇或丙酮（邊加邊攪拌）。
加入甘油可增加膜的柔韌性；
加入少量洗衣粉，可使成膜均勻；
加入少量藍(lán)、紅墨水可防止漏涂；
需要干燥快則適當(dāng)多加乙醇或丙酮。
（2）過氯乙烯脫模劑
配方：過氯乙烯粉5～10份
甲苯＋丙酮（1：1）95～90份
按比例將物料與溶劑混和攪拌，放入密閉容器中（不能用塑料容器）等完全溶解后即可使用。
（3）聚苯乙烯溶液脫模劑
配方：聚苯乙烯粉 5份
甲苯 95份
稱量混合，攪拌均勻后，密封放置7天左右，若完全溶解，攪拌均勻即可使用。
缺點：甲苯有毒
優(yōu)點：脫模容易，成模速度快
2.2.4.3 蠟類、油酯類脫模劑
（1）蠟類脫模劑（蠟型脫模劑）
使用方便、省工省時、價格便宜，脫模效果好，使用廣泛。
（2）油酯類脫模劑
a、硅酯脫模劑
硅酯 100份
甲苯 100份
b、其他油脂脫模劑
耐熱機(jī)油，硅油，凡士林油，變壓器油等。
2.2.4.4 脫模劑復(fù)合使用
對大型制品或外型復(fù)雜的制品，多采用幾種脫模劑復(fù)合使用，效果較好。
2.3.1 原材料準(zhǔn)備
2.3.1.1 膠液準(zhǔn)備
膠液的主要工藝指標(biāo)是：膠液粘度；凝膠時間。
凝膠時間：指在一定溫度條件下，樹脂中加入定量的引發(fā)劑、促進(jìn)劑或固化劑，從粘流態(tài)到失去流動性，變成軟膠狀態(tài)凝膠所需的時間。
一般采用改變引發(fā)劑、促進(jìn)劑的用量調(diào)節(jié)。
凝膠過快—來不及操作，制品交聯(lián)太嚴(yán)重、收縮大、發(fā)脆。
凝膠過慢—增加了生產(chǎn)周期，且易發(fā)生流膠。
影響凝膠時間的主要因素：
⑴引發(fā)劑、促進(jìn)劑用量。引發(fā)劑、促進(jìn)劑用量大，凝膠時間縮短；
⑵膠液體積的影響。膠液體積越大，熱量不易散失，凝結(jié)快；
⑶環(huán)境溫度、濕度的影響
氣溫越高，凝結(jié)越快
濕度越小，凝結(jié)越快
⑷制品表面積影響
制品表面積大，凝結(jié)快。
2.3.1.2 增強(qiáng)材料準(zhǔn)備
a.纖維表面處理（熱處理或化學(xué)處理）；
b.使用前烘干處理；
c.按樣板下料。
下料時應(yīng)注意以下幾點：
1、布的方向性。
2、拼縫應(yīng)各層錯開。
3、對圓形制品，布的45°方向變形能力好，可沿此方向裁成布條糊制。
4、注意經(jīng)濟(jì)使用。
2.3.1.3 膠衣糊準(zhǔn)備
膠衣樹脂種類很多，應(yīng)根據(jù)使用條件進(jìn)行選擇。
33號膠衣樹脂（間苯二甲酸型膠衣樹脂）,耐水性好；
36PA膠衣樹脂,自熄性膠衣樹脂（不透明）；
39號膠衣樹脂,耐熱自熄性膠衣樹脂；
21號膠衣樹脂（新戊二醇型）,耐水煮、耐熱、耐污染、柔韌、耐磨膠衣。
膠衣樹脂的配制
33號膠衣樹脂 100份 （重量百分比 wt％）
50％過氧化環(huán)己酮二丁酯糊 （引發(fā)劑H）白色 4份
6％萘酸鈷苯乙烯溶液 （促進(jìn)劑E）紫色 2～4份
2.3.2 糊制
2.3.2.1 表面層（膠衣層）
一般采用加了顏料的膠衣樹脂制作，也可用普通樹脂制作，需用玻璃纖維表面氈增強(qiáng)防裂。
表面層的作用：形成富樹脂層、光潔美觀、耐侵蝕、耐水、耐酸堿、耐候等。
厚度控制：0.25～0.5mm，單位面積用膠300～500g/m2 。
操作方法：a、刷涂(需兩遍垂直涂刷，一遍基本固化后再刷另一遍，開始凝膠時鋪纖維氈)。
b、噴涂。
影響膠衣噴涂的因素：
（1）觸變指數(shù)的影響 用噴射距離調(diào)節(jié)（也可用壓力調(diào)節(jié) ）。距離400～500mm，壓力0.4～0.5MPa。
（2）溫度的影響 控制膠衣樹脂溫度25-30℃。
（3）膠衣層中氣泡的影響 嚴(yán)禁混入氣泡。
（4）苯乙烯含量的影響 噴涂時苯乙烯揮發(fā)可造成固化不好，應(yīng)注意。
（5）水分影響 膠衣層中嚴(yán)禁水分混入，包括樹脂中和模具上。
2.3.2.2 鋪層控制
在接縫區(qū)加一層附加布增強(qiáng);接縫距離S一般控制在1～2cm。
2.3.2.3 鋪層二次固化拼接
對于較厚的制品，由于樹脂固化放熱量大，易產(chǎn)生產(chǎn)品的變形與分層。應(yīng)分兩次鋪層固化。一般δ>7mm時，需分兩次鋪層固化。（實驗中注意！）
鋪層2次固化的拼接方法：
先按一定鋪層錐度糊制各層，使其形成階梯形，達(dá)到一定厚度后（不超過7mm），在階梯上鋪放一層“無膠平紋玻璃布”。固化后撕去該層玻璃布并保證拼接面的粗糙度和清潔。然后糊以下各層。
對于大表面制品糊完后應(yīng)覆蓋玻璃紙或薄膜，使與空氣隔絕。
2.3.3 固化
2.3.3.1 不飽和聚酯樹脂的固化
分為：凝膠階段
定型階段（硬化階段）
熟化階段（完全固化階段）
加入引發(fā)劑后，引發(fā)劑在一定條件下可以產(chǎn)生游離基，游離基是一種活性很高的物質(zhì)，可以把樹脂中的雙鍵打開，從而達(dá)到聚合交聯(lián)的目的。
因為引發(fā)劑一般在60℃以上才能分解出游離基，因此常溫固化時必須加入促進(jìn)劑，降低其分解溫度。
引發(fā)劑用量對產(chǎn)品性能的影響
用量過大：反應(yīng)速度過大，放熱量大，導(dǎo)致樹脂急劇固化，收縮嚴(yán)重，產(chǎn)生裂紋。同時影響聚合鏈長度，分子量降低，力學(xué)性能下降。
用量過?。翰蛔阋允箻渲袒耆?。
2.3.3.1 固化工藝控制
固化度：樹脂固化反應(yīng)的程度（用百分率表示），常用丙酮萃取法測定。
手糊制品的成型工藝條件：溫度15℃以上，濕度小于80％。
利用上述工藝條件及合理的配方，才能使樹脂固化達(dá)到要求的程度。
一般手糊制品24h脫模（巴氏硬度15～30時）；8天即可使用。聚酯玻璃鋼的強(qiáng)度一般到1年后才能穩(wěn)定。（時間與強(qiáng)度關(guān)系見表2-15）。因此，許多制品室溫固化后，為加速其強(qiáng)度發(fā)揮，需進(jìn)行后固化處理（放置24小時后進(jìn)行）。
環(huán)氧玻璃鋼后固化處理溫度 < 150℃ 。
聚酯玻璃鋼后固化處理溫度 50℃～80℃。
2.3.4 手糊工藝質(zhì)量控制
2.3.4.1 影響制品質(zhì)量的因素
組分質(zhì)量；成型與固化過程；制品輔助加工。手糊制品存在的主要質(zhì)量問題
產(chǎn)生缺陷的原因：
纖維方面：
樹脂基體方面：
施工作業(yè)方面：
固化工藝方面：
其他方面：
2.3.4.2 質(zhì)量控制
在工廠車間，制定質(zhì)量控制制度時參考。
包括3方面：
原材料質(zhì)量控制
成型工藝過程控制
成品質(zhì)量檢驗
2.3.4.3 手糊成型易發(fā)生的缺陷及防止措施
1、膠衣缺陷的防止措施
2、制品皺縮
3、翹曲變形
4、制品表面發(fā)粘
原因1：空氣濕度太大，水對樹脂起阻聚作用。
解決辦法：
（1）在樹脂中加入0.02％左右的液體石蠟；
（2）在樹脂中摻加5％的異腈酸酯 ；
（3）制品表面覆蓋薄膜隔絕空氣；
原因2：引發(fā)劑、促進(jìn)劑的比例弄錯或失效，更換引發(fā)劑、促進(jìn)劑。
5、制品內(nèi)氣泡太多
原因1：樹脂用量過多
解決辦法：
1、控制膠含量
2、注意拌合方式
原因2：樹脂粘度過大
解決辦法：
1、適當(dāng)增加稀釋劑
2、提高環(huán)境溫度
原因3：增強(qiáng)材料選擇不當(dāng)
解決辦法：
選用浸透性好的無捻玻璃布
6、流膠
原因1：樹脂粘度太小，可加入2～3％的活性氧化硅。
原因2：配料不均勻，充分?jǐn)嚢琛?/div>
原因3：固化劑用量不足， 適當(dāng)調(diào)整固化劑用量。
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