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(shù)脂的片材層疊，送入層壓機(jī)，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(jì)30年代，目前在航空、航天、汽車(chē)、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(diǎn)及應(yīng)用生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)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(diǎn)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(qiáng)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(shù)脂：酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)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(wú)堿玻璃布，表面均勻、經(jīng)緯整齊、無(wú)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(duì)玻璃布要求：浸透性機(jī)械性介電性耐熱性單絲直徑細(xì)些，相同重量玻璃布表面積增大，與樹(shù)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(shù)脂填充增多。玻璃纖維越細(xì)、含堿量越低、拉絲時(shí)玻璃液溫度越高、拉絲收卷速度越快，強(qiáng)度越高。

第六章層壓成型工藝6層壓制品對(duì)玻璃布要求：浸透性機(jī)械性介電性耐熱性玻璃布經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理，可提高其耐熱性，但當(dāng)溫度超過(guò)200℃時(shí)，因潤(rùn)滑劑受熱分解，而使其強(qiáng)度下降，600℃時(shí)，強(qiáng)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(guò)程工藝流程樹(shù)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(pán)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(shù)脂膠液，并控制膠含量。在一定溫度、時(shí)間條件下烘干，除去大部分溶劑等揮發(fā)物并使樹(shù)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(shí)間、烘干溫度與時(shí)間、牽引張力（1）膠液粘度一般通過(guò)膠液濃度及環(huán)境溫度來(lái)控制。濃度的控制往往采用測(cè)試密度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。粘度太大，浸漬不良，樹(shù)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(fèi)。

第六章層壓成型工藝9（2）浸膠時(shí)間浸膠時(shí)間長(zhǎng)，玻璃布的浸透性好，但浸膠時(shí)間過(guò)長(zhǎng)必然影響膠布的產(chǎn)量。浸膠時(shí)間過(guò)短，玻璃布不能被樹(shù)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(shí)間不同玻璃布在膠槽內(nèi)通過(guò)膠液的時(shí)間

第六章層壓成型工藝10（3）張力控制玻璃布在浸膠過(guò)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(jìn)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(shí)間烘干過(guò)程任務(wù)：除去膠布中揮發(fā)分；使樹(shù)脂由A階轉(zhuǎn)向B階。

膠布的干燥：開(kāi)始時(shí)，揮發(fā)分均勻地分布在樹(shù)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(kuò)散作用向其表面移動(dòng)，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(dá)到干燥的目的。

第六章層壓成型工藝12膠布的干燥有兩個(gè)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?chē)橘|(zhì)濃度增加而減??；

內(nèi)部擴(kuò)散階段，內(nèi)部擴(kuò)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(duì)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(jī)：

進(jìn)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(guò)高的溫度條件下收卷，余熱將包覆在膠布里面，導(dǎo)致樹(shù)脂繼續(xù)發(fā)生縮聚反應(yīng)，使膠布中不溶性樹(shù)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(guò)程原因：保證使樹(shù)脂不過(guò)早的由A階轉(zhuǎn)變?yōu)锽階，使干燥過(guò)程能很好地按表面氣化來(lái)控制，充分地將物料內(nèi)的揮發(fā)物排除，同時(shí)使部分樹(shù)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(jī)：進(jìn)出口段30～60℃，中部60～80℃，頂部第三段85～130℃。玻璃布上下來(lái)回一次，由較低溫度區(qū)進(jìn)口，經(jīng)過(guò)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(shí)間的控制t＝L/vt——干燥時(shí)間，minL——烘箱有效長(zhǎng)度，mv——膠布運(yùn)行速度，m/min干燥時(shí)間取決于若干因素，

t＝f（T,w,A,B····）T—溫度;w—風(fēng)速;A—樹(shù)脂狀況;B—布狀況通過(guò)調(diào)節(jié)布的運(yùn)行速度來(lái)調(diào)節(jié)

第六章層壓成型工藝16c、氣流控制干燥過(guò)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(shù)脂，在常溫下?lián)]發(fā)較慢、沸點(diǎn)低，達(dá)到沸點(diǎn)后揮發(fā)快、無(wú)毒或低毒。有時(shí)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(biāo)及控制方法膠布的質(zhì)量指標(biāo)含膠量可溶性樹(shù)脂含量揮發(fā)分含量流動(dòng)度膠布中所含樹(shù)脂質(zhì)量占膠布總質(zhì)量的百分比膠布中可溶解的樹(shù)脂質(zhì)量占整體膠布中所含樹(shù)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(shù)脂含量，揮發(fā)分含量三項(xiàng)指標(biāo)的綜合反映，表示樹(shù)脂固化時(shí)的流動(dòng)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(shù)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(shí)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(shí)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(shù)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(shù)脂含量

可溶性樹(shù)脂含量通過(guò)對(duì)干燥溫度、時(shí)間調(diào)整來(lái)控制。烘干溫度高、時(shí)間長(zhǎng)，可溶性樹(shù)脂含量降低，反之可溶性樹(shù)脂含量高。膠布中可溶解的樹(shù)脂質(zhì)量占整體膠布中所含樹(shù)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(guò)高，高溫成型時(shí)容易產(chǎn)生氣泡，且揮發(fā)分過(guò)多易殘留在制品中，對(duì)制品的電性能不利。揮發(fā)分含量太低，增加干燥時(shí)間，使浸膠機(jī)生產(chǎn)效率降低，同時(shí)也易使膠布流動(dòng)量過(guò)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(guò)調(diào)整干燥速度(溫度、時(shí)間)來(lái)實(shí)現(xiàn)。干燥溫度提高過(guò)快，揮發(fā)分來(lái)不及跑掉，會(huì)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(dòng)度控制流動(dòng)度是評(píng)價(jià)膠布性能的專(zhuān)用技術(shù)指標(biāo)。流動(dòng)度一般控制在20～30mm之間。膠布中含膠量，可溶性樹(shù)脂含量，揮發(fā)分含量三項(xiàng)指標(biāo)的綜合反映。表示樹(shù)脂固化時(shí)的流動(dòng)性能。（5）貯存條件膠布在室溫下存放時(shí)，揮發(fā)分含量、可溶性樹(shù)脂含量、流動(dòng)度三項(xiàng)指標(biāo)易隨著室內(nèi)條件的不同與存放時(shí)間的長(zhǎng)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(biāo)有哪些？隨時(shí)間延長(zhǎng)，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(wú)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(shù)脂的片材按照產(chǎn)品形狀和尺寸進(jìn)行剪裁、疊加后，放入兩個(gè)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(guò)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(jī)壓制。確定壓機(jī)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(yàn)的基礎(chǔ)上，再次檢查膠布，將其含膠量嚴(yán)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(jī)生產(chǎn)能力，合理預(yù)算搭配每一壓機(jī)的制品數(shù)量、規(guī)格。

第六章層壓成型工藝271）對(duì)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(dòng)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(guò)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(huì)產(chǎn)生層壓板開(kāi)裂、表面色澤不均、翹曲、粘鋼板等注意問(wèn)題揮發(fā)分含量過(guò)高，高溫成型時(shí)容易產(chǎn)生氣泡，且揮發(fā)分過(guò)多易殘留在制品中，對(duì)制品的電性能不利。揮發(fā)分含量太低，增加干燥時(shí)間，使浸膠機(jī)生產(chǎn)效率降低，同時(shí)也易使膠布流動(dòng)量過(guò)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(wú)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(guò)10％;4）下料量薄板按張數(shù)下料法——實(shí)驗(yàn)法確定;厚板按重量下料法——計(jì)算法確定。按張數(shù)下料時(shí)，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(jì)算下料量公式：層數(shù)計(jì)算法：壓制層壓板前可先取幾張膠布，稱(chēng)取質(zhì)量，確定1mm所需張數(shù)，然后視要求厚度計(jì)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(shí)，應(yīng)將薄板排放在兩側(cè)，厚板排放在中間，這樣對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有利。對(duì)于厚20mm以上的板材應(yīng)單獨(dú)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(guò)熱或過(guò)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(jìn)模

將搭配好的疊合體逐格(或整體)推入多層壓機(jī)的加熱板間，并校對(duì)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(gè)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(shù)脂熔化，除去揮發(fā)分，使熔融樹(shù)脂進(jìn)一步浸漬玻璃布，并使樹(shù)脂進(jìn)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(guò)快。膠布流動(dòng)性差，揮發(fā)分低，流膠不嚴(yán)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(shí)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(guò)高時(shí)，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?jī)?nèi)進(jìn)行的處理程序，目的是使樹(shù)脂進(jìn)一步固化。對(duì)不同的樹(shù)脂后固化處理的溫度、時(shí)間不同。特別對(duì)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(jī)械強(qiáng)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(shí)間取決于樹(shù)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(shù)脂特性、板厚、樹(shù)脂含量、流動(dòng)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(shù)脂具有一定流動(dòng)性，進(jìn)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(qiáng)度；在冷壓過(guò)程中，保持壓力，可防止玻璃鋼變形。揮發(fā)物如果沒(méi)有較大的成型壓力約束，會(huì)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(gè)階段的升溫曲線示意圖時(shí)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(kāi)始顯著反應(yīng)時(shí)的溫度。目的是使膠布中的樹(shù)脂熔化，使揮發(fā)物跑掉，熔融樹(shù)脂進(jìn)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(jìn)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(shù)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(qiáng)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(shí)間的控制壓制時(shí)間的長(zhǎng)短以板料能否被充分固化為根據(jù)，與樹(shù)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(gè)時(shí)間之和預(yù)壓時(shí)間熱壓時(shí)間冷卻時(shí)間預(yù)壓時(shí)間長(zhǎng)短取決于坯料的性能：膠布較老，預(yù)壓時(shí)間相對(duì)縮短；膠布較嫩，預(yù)壓時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)熱壓時(shí)間長(zhǎng)短是保證樹(shù)脂充分固化的條件，熱壓時(shí)間不足，樹(shù)脂固化不完全。熱壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、溫度過(guò)高，性能下降。冷卻時(shí)間過(guò)短，因產(chǎn)品溫度高，容易發(fā)生翹曲、起泡。冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(wú)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(jī)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(guò)程需要控制溫度、壓力、時(shí)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(guò)張力輥、導(dǎo)向輥進(jìn)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(shí)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(chē)輪翼形螺母作業(yè)：簡(jiǎn)述卷管成型工藝原理