第《6》章層壓成型工藝

第六章層壓成型工藝6層壓成型工藝6.1概述6.2膠布制備工藝6.3層壓工藝6.4玻璃鋼管工藝16.1.1層壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及前景層壓工藝：將浸有或涂有樹脂的片材層疊，送入層壓機，在加熱加壓條件下，固化成型玻璃鋼制品的一種成型工藝。起始于20世紀30年代，目前在航空、航天、汽車、船舶、電訊等工業(yè)廣泛應(yīng)用。6.1概述

第六章層壓成型工藝26.1.2層壓工藝特點及應(yīng)用生產(chǎn)的機械化、自動化程度較高；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；但一次性投資較大，適合于批量生產(chǎn)。特點干法成型，先將紙、布、玻璃布等浸膠，制成浸膠布(紙)半制品，再經(jīng)加溫加壓成型。

第六章層壓成型工藝36.2.1制備工藝6.2.1.1原材料增強材料：玻璃布，石棉布，合成纖維布，玻璃氈，石棉氈，石棉紙，牛皮紙等。樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機硅樹脂等。6.2膠布制備工藝

第六章層壓成型工藝4玻璃布平紋無堿玻璃布，表面均勻、經(jīng)緯整齊、無顯著破洞、斷頭等疵病玻璃纖維平織而成

第六章層壓成型工藝5層壓制品對玻璃布要求：浸透性機械性介電性耐熱性單絲直徑細些，相同重量玻璃布表面積增大，與樹脂接觸面增多；捻度小些，使纖維與纖維之間空隙增大；密度小些，使樹脂填充增多。玻璃纖維越細、含堿量越低、拉絲時玻璃液溫度越高、拉絲收卷速度越快，強度越高。

第六章層壓成型工藝6層壓制品對玻璃布要求：浸透性機械性介電性耐熱性玻璃布經(jīng)過適當(dāng)熱處理，可提高其耐熱性，但當(dāng)溫度超過200℃時，因潤滑劑受熱分解，而使其強度下降，600℃時，強度幾乎消失。層壓工藝的溫度和壓力要配合好。

玻璃布的絕緣電阻率，特別是表面電阻率，隨含堿量的增加而下降，且隨著溫濕度的增加而顯著下降。

第六章層壓成型工藝76.2.1.2膠布制備工藝過程工藝流程樹脂熱處理或化學(xué)處理配膠浸膠烘干膠布中間貯存膠布帶搭接卷盤布帶纏繞卷管疊合層壓玻璃布生產(chǎn)復(fù)合板材、管材以及布帶纏繞制品的半成品玻璃布經(jīng)化學(xué)處理或熱處理后，浸漬樹脂膠液，并控制膠含量。在一定溫度、時間條件下烘干，除去大部分溶劑等揮發(fā)物并使樹脂有一定程度的固化，即得需要的玻璃纖維膠布。

第六章層壓成型工藝86.2.1.3膠布制備工藝參數(shù)膠液粘度、浸膠時間、烘干溫度與時間、牽引張力（1）膠液粘度一般通過膠液濃度及環(huán)境溫度來控制。濃度的控制往往采用測試密度的方法來實現(xiàn)。粘度太大，浸漬不良，樹脂不易滲透玻璃布內(nèi)部，粘度太小，表面掛不住膠，使其表面膠層太薄，溶劑消耗量增大造成浪費。

第六章層壓成型工藝9（2）浸膠時間浸膠時間長，玻璃布的浸透性好，但浸膠時間過長必然影響膠布的產(chǎn)量。浸膠時間過短，玻璃布不能被樹脂膠液充分浸透，上膠量不夠，或膠液大部分在玻璃布的表面，影響膠布質(zhì)量，從而影響層壓制品的質(zhì)量。一般控制在15～45s，不同的布浸透時間不同玻璃布在膠槽內(nèi)通過膠液的時間

第六章層壓成型工藝10（3）張力控制玻璃布在浸膠過程中施加的牽引力而產(chǎn)生張力要均衡（不能一邊松、一邊緊），大小要適中，張力太大，布橫向收縮變形，張力太小拉不緊。合適的張力可以使布平整地進入膠槽。張力大小取決于：布自重、及布與各導(dǎo)向輥之間的摩擦力

第六章層壓成型工藝11（4）浸膠布的烘干溫度與時間烘干過程任務(wù)：除去膠布中揮發(fā)分；使樹脂由A階轉(zhuǎn)向B階。

膠布的干燥：開始時，揮發(fā)分均勻地分布在樹脂膠液中，由于表面與干燥介質(zhì)接觸，表面的揮發(fā)分氣化而造成材料內(nèi)部和表面的濃度差，物料內(nèi)部的揮發(fā)分借擴散作用向其表面移動，不斷在表面氣化，由于干燥介質(zhì)連續(xù)不斷地將氣化的揮發(fā)物帶走，從而使物料達到干燥的目的。

第六章層壓成型工藝12膠布的干燥有兩個階段第一階段第二階段

表面氣化階段，表面氣化速度決定干燥速度，隨周圍介質(zhì)濃度增加而減??；

內(nèi)部擴散階段，內(nèi)部擴散速度大小決定了膠布干燥速度的快慢。物料層厚度、結(jié)構(gòu)對干燥速度有很大影響。

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a、烘箱溫度的控制臥式上膠機：

進口段90～110℃，中部烘干段120～150℃，出口段100℃以下。第三階段溫度較低，目的是使聚合反應(yīng)停止，若在過高的溫度條件下收卷，余熱將包覆在膠布里面，導(dǎo)致樹脂繼續(xù)發(fā)生縮聚反應(yīng)，使膠布中不溶性樹脂含量增加，甚至使膠布失去使用效果。采用較低溫度到較高溫度的干燥過程原因：保證使樹脂不過早的由A階轉(zhuǎn)變?yōu)锽階，使干燥過程能很好地按表面氣化來控制，充分地將物料內(nèi)的揮發(fā)物排除，同時使部分樹脂緩慢均勻地由A階段轉(zhuǎn)變?yōu)锽階段。

第六章層壓成型工藝14立式上膠機：進出口段30～60℃，中部60～80℃，頂部第三段85～130℃。玻璃布上下來回一次，由較低溫度區(qū)進口，經(jīng)過最高溫度區(qū)，由較低溫度區(qū)出口。

第六章層壓成型工藝15b、干燥時間的控制t＝L/vt——干燥時間，minL——烘箱有效長度，mv——膠布運行速度，m/min干燥時間取決于若干因素，

t＝f（T,w,A,B····）T—溫度;w—風(fēng)速;A—樹脂狀況;B—布狀況通過調(diào)節(jié)布的運行速度來調(diào)節(jié)

第六章層壓成型工藝16c、氣流控制干燥過程中，沿浸膠布面通風(fēng)，隨著風(fēng)速的增加，一方面使氣流內(nèi)揮發(fā)物濃度降低，另一方面使布面的氣壓降低，有利于揮發(fā)物的排除。通常布面風(fēng)速控制在3～4m/s。

第六章層壓成型工藝17（5）稀釋劑的選擇稀釋劑要能充分溶解樹脂，在常溫下?lián)]發(fā)較慢、沸點低，達到沸點后揮發(fā)快、無毒或低毒。有時可采用混合溶劑。

第六章層壓成型工藝186.2.1.4膠布質(zhì)量指標及控制方法膠布的質(zhì)量指標含膠量可溶性樹脂含量揮發(fā)分含量流動度膠布中所含樹脂質(zhì)量占膠布總質(zhì)量的百分比膠布中可溶解的樹脂質(zhì)量占整體膠布中所含樹脂質(zhì)量的百分比膠布中可揮發(fā)的物質(zhì)占膠布總量的百分比膠布中含膠量，可溶性樹脂含量，揮發(fā)分含量三項指標的綜合反映，表示樹脂固化時的流動性能。

第六章層壓成型工藝19（1）含膠量的控制W1—膠布質(zhì)量，gW2—坯布質(zhì)量，gX1—膠布含膠量，％膠布中所含樹脂質(zhì)量占膠布總質(zhì)量的百分比一般情況下，卷管用膠布含膠量控制在40～45％；層壓板用膠布含膠量控制在30～40％；而面層膠布含膠量應(yīng)比內(nèi)層膠布含膠量稍高。比較同樣大小的玻璃布試樣和膠布試樣的重量

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實際生產(chǎn)中含膠量控制方法：1）調(diào)整膠液粘度；2）調(diào)整浸膠時間；3）調(diào)節(jié)膠輥間距間距越大，膠布含膠量越高；反之，含膠量越低

第六章層壓成型工藝21（2）可溶性樹脂含量控制

W1——膠布的質(zhì)量；W2——坯布的質(zhì)量；W3——溶解后膠布質(zhì)量；X2——可溶性樹脂含量

可溶性樹脂含量通過對干燥溫度、時間調(diào)整來控制。烘干溫度高、時間長，可溶性樹脂含量降低，反之可溶性樹脂含量高。膠布中可溶解的樹脂質(zhì)量占整體膠布中所含樹脂質(zhì)量的百分比

第六章層壓成型工藝22（3）揮發(fā)份含量控制

W1——膠布的質(zhì)量；W4——烘干后膠布質(zhì)量揮發(fā)分含量過高，高溫成型時容易產(chǎn)生氣泡，且揮發(fā)分過多易殘留在制品中，對制品的電性能不利。揮發(fā)分含量太低，增加干燥時間，使浸膠機生產(chǎn)效率降低，同時也易使膠布流動量過小，影響壓制工藝。膠布中可揮發(fā)的物質(zhì)占膠布總量的百分比

第六章層壓成型工藝23揮發(fā)份含量一般通過調(diào)整干燥速度(溫度、時間)來實現(xiàn)。干燥溫度提高過快，揮發(fā)分來不及跑掉，會影響膠布質(zhì)量。卷管用膠布揮發(fā)分含量的控制范圍為：1.5～3%。

第六章層壓成型工藝24（4）流動度控制流動度是評價膠布性能的專用技術(shù)指標。流動度一般控制在20～30mm之間。膠布中含膠量，可溶性樹脂含量，揮發(fā)分含量三項指標的綜合反映。表示樹脂固化時的流動性能。（5）貯存條件膠布在室溫下存放時，揮發(fā)分含量、可溶性樹脂含量、流動度三項指標易隨著室內(nèi)條件的不同與存放時間的長短而發(fā)生變化。膠布應(yīng)存放在干燥室內(nèi)作業(yè)：層壓膠布的質(zhì)量指標有哪些？隨時間延長，出現(xiàn)膠布干燥、發(fā)脆環(huán)境溫度、濕度的升高，膠布易出現(xiàn)發(fā)粘、流膠、甚至導(dǎo)致無法使用。

第六章層壓成型工藝256.3層壓工藝6.3.1層壓工藝將浸有或涂有樹脂的片材按照產(chǎn)品形狀和尺寸進行剪裁、疊加后，放入兩個拋光的金屬模具之間，在加熱加壓條件下，固化成型制品的一種成型工藝。工藝過程預(yù)浸膠布制備、膠布裁剪、疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工、后處理等工序

第六章層壓成型工藝266.3.1.1下料將膠布剪成一定尺寸，以便送入壓機壓制。確定壓機生產(chǎn)情況選料為保證制品質(zhì)量，在浸膠工序質(zhì)量檢驗的基礎(chǔ)上，再次檢查膠布，將其含膠量嚴重不均、帶有雜質(zhì)、已經(jīng)老化的挑出。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、制品規(guī)格、壓機生產(chǎn)能力，合理預(yù)算搭配每一壓機的制品數(shù)量、規(guī)格。

第六章層壓成型工藝271）對多層層壓板的每塊板料，兩表面各放2～3張面層膠布(面層膠布的含膠量及流動性比里層稍高，能增加制品的防潮性和美觀，并摻有內(nèi)脫模劑);2）膠布的揮發(fā)分含量不宜過大，控制在1～6％，否則應(yīng)干燥處理;6.3.1.2配疊（排版或配布）配疊不當(dāng)會產(chǎn)生層壓板開裂、表面色澤不均、翹曲、粘鋼板等注意問題揮發(fā)分含量過高，高溫成型時容易產(chǎn)生氣泡，且揮發(fā)分過多易殘留在制品中，對制品的電性能不利。揮發(fā)分含量太低，增加干燥時間，使浸膠機生產(chǎn)效率降低，同時也易使膠布流動量過小，影響壓制工藝。膠布中可揮發(fā)的物質(zhì)占膠布總量的百分比

第六章層壓成型工藝283）臨近面層的10～20層膠布，應(yīng)選用平整無破損的膠布，更不能搭接。中間部分使用不合格膠布的量也不得超過10％;4）下料量薄板按張數(shù)下料法——實驗法確定;厚板按重量下料法——計算法確定。按張數(shù)下料時，最后產(chǎn)品的厚度隨半成品膠布的變化尺寸穩(wěn)定性較差。

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G——板材用料量，kg；F——所壓制板材的面積，cm2；H——所壓制板材厚度，cm；d——所壓制板材密度，g/cm3；α——物料損失系數(shù)，5mm以下薄板，α取0.02~0.03；厚板α取0.03~0.08；若在壓制前膠布已經(jīng)預(yù)先切邊整齊的，一般取0.01~0.02膠布的計算下料量公式：層數(shù)計算法：壓制層壓板前可先取幾張膠布，稱取質(zhì)量，確定1mm所需張數(shù)，然后視要求厚度計算張數(shù)。

第六章層壓成型工藝306.3.1.3組合疊合體順序：鐵板(較厚)→襯紙→單面鋼板→板料→雙面鋼板→板料→······→雙面鋼板→板料→單面鋼板→襯紙→鐵板

厚、薄板一起壓制時，應(yīng)將薄板排放在兩側(cè)，厚板排放在中間，這樣對產(chǎn)品質(zhì)量有利。對于厚20mm以上的板材應(yīng)單獨壓制夾放在疊合體兩面，使板材受壓、傳熱均勻；并起到傳熱、冷卻的緩沖作用，防止局部過熱或過冷現(xiàn)象。組合原則若厚板料放在疊合體兩側(cè)，薄板料放在中間。因兩側(cè)板材較厚，而玻璃鋼本身的導(dǎo)熱系數(shù)又低，傳熱冷卻的效果不好，內(nèi)部熱量不易散出，沿板面的垂直方向具有較大的溫差，故最終產(chǎn)品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成厚板的翅曲。

第六章層壓成型工藝316.3.1.4進模

將搭配好的疊合體逐格(或整體)推入多層壓機的加熱板間，并校對疊合體在熱板間的位置，待升溫加壓。

第六章層壓成型工藝326.3.1.5熱壓兩個階段：1)預(yù)熱、預(yù)壓階段2)熱壓階段——從加全壓到熱壓結(jié)束使樹脂熔化，除去揮發(fā)分，使熔融樹脂進一步浸漬玻璃布，并使樹脂進入凝膠狀態(tài)。為了更好地排除揮發(fā)分，使制品內(nèi)外受熱均勻，升溫不能過快。膠布流動性差，揮發(fā)分低，流膠不嚴重，升溫加壓速度可稍快。

第六章層壓成型工藝336.3.1.6冷卻脫模熱壓結(jié)束，關(guān)閉熱源，通冷卻水，在保壓狀態(tài)下冷卻冷卻時間根據(jù)板材厚度確定，一般冷卻到50℃以下，除去壓力、脫模。板材取出溫度過高時，表面易起泡且易翹曲變形。

第六章層壓成型工藝346.3.1.7后處理在烘房內(nèi)進行的處理程序，目的是使樹脂進一步固化。對不同的樹脂后固化處理的溫度、時間不同。特別對后階段固化慢的環(huán)氧－酚醛板材，壓制定型后，需要在120～130℃，處理48～75h，提高板材的耐熱性、機械強度及電性能。

第六章層壓成型工藝356.3.1.8層壓工藝參數(shù)三大工藝參數(shù)：成型壓力溫度時間取決于樹脂的固化特性，適當(dāng)考慮制品厚度、大小及性能要求和設(shè)備條件等。

第六章層壓成型工藝36（1）成型壓力的選定

成型壓力根據(jù)樹脂特性、板厚、樹脂含量、流動度和升溫速度確定。作用：克服揮發(fā)分產(chǎn)生的蒸汽壓力；使熔融樹脂具有一定流動性，進一步浸漬玻璃纖維織物，使層間粘結(jié)緊密，提高層間粘結(jié)強度；在冷壓過程中，保持壓力，可防止玻璃鋼變形。揮發(fā)物如果沒有較大的成型壓力約束，會在玻璃鋼中形成大量氣泡和微孔，降低玻璃鋼的質(zhì)量。

第六章層壓成型工藝37（2）壓制溫度的選擇熱壓工藝五個階段的升溫曲線示意圖時間溫度/℃第一階段第二階段第三階段第四階段第五階段預(yù)熱階段，從室溫到開始顯著反應(yīng)時的溫度。目的是使膠布中的樹脂熔化，使揮發(fā)物跑掉，熔融樹脂進一步浸漬玻璃布，壓力為全壓的1/3~1/2。中間保溫階段，作用是使膠布在較低的反應(yīng)速度下進行固化。升溫階段，作用在于逐步提高反應(yīng)溫度，加速固化反應(yīng)速度。熱壓保溫階段，作用在于使樹脂獲得充分固化。冷卻階段，在保壓的情況下，采用自然冷卻或強制冷卻到室溫，而后去除壓力取出制品。

第六章層壓成型工藝38（3）壓制時間的控制壓制時間的長短以板料能否被充分固化為根據(jù)，與樹脂的固化速度、層壓板的厚度及壓制溫度有關(guān)。預(yù)壓、熱壓和冷卻三個時間之和預(yù)壓時間熱壓時間冷卻時間預(yù)壓時間長短取決于坯料的性能：膠布較老，預(yù)壓時間相對縮短；膠布較嫩，預(yù)壓時間相對延長熱壓時間長短是保證樹脂充分固化的條件，熱壓時間不足，樹脂固化不完全。熱壓時間過長、溫度過高，性能下降。冷卻時間過短，因產(chǎn)品溫度高，容易發(fā)生翹曲、起泡。冷卻時間過長，生產(chǎn)效率降低。

第六章層壓成型工藝396.4玻璃鋼卷管工藝連續(xù)玻璃纖維纏繞成型玻璃鋼管的成型方法無緯帶或玻璃布帶連續(xù)纏管成型玻璃布手糊卷管成型擠拉成型玻璃膠布卷管成型使用玻璃膠布在卷管機上經(jīng)熱卷成型玻璃鋼管材的一種方法。使用金屬模芯，成型過程需要控制溫度、壓力、時間等工藝參數(shù)，屬壓力成型工藝。層壓成型的一種變形。

第六章層壓成型工藝40膠布通過張力輥、導(dǎo)向輥進入上輥筒，在已加熱的上輥筒上受熱變軟發(fā)粘，然后卷入并粘到包有底布的管芯上去，當(dāng)卷至規(guī)定的厚度時割斷膠布，將卷好的膠布管芯送入加熱爐加熱固化，再脫管、修飾。卷管成型工藝原理膠布上輥筒支撐輥管芯導(dǎo)向輥張力輥膠布卷筒剎車輪翼形螺母作業(yè)：簡述卷管成型工藝原理