大型玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)研究

何 濤，劉 成，王 剛

(天津東汽風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

大型玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)研究

何 濤，劉 成，王 剛

(天津東汽風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

從玻璃鋼制品模具表面層的作用、表面層材料的選用原則、表面層結(jié)構(gòu)、制作成本及特點(diǎn)等方面，對(duì)玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和研究。

表面層結(jié)構(gòu) 膠衣 碳?xì)?玻璃鋼制品模具

為了改善和美化玻璃鋼制品的表面狀態(tài)，提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量和價(jià)值，并保證內(nèi)層玻璃鋼不受侵蝕，延長(zhǎng)制品使用壽命，我們一般在模具的工作表面做一層表面結(jié)構(gòu)層。該結(jié)構(gòu)層質(zhì)量的好壞，直接影響模具的外在質(zhì)量以及耐候性、耐水性和耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕性等，所以玻璃鋼制品模具表面層有著很重要的作用。

1 玻璃鋼制品模具表面層的作用

玻璃鋼制品模具表面層是玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)中比較重要的結(jié)構(gòu)層，其作用主要有：①硬度較高、表面光滑，可以遮蓋纖維布痕跡；②提高模具表面的耐候性；③制作模具表面后，由于沒(méi)有纖維裸露在表面，避免了纖維與水及其他液體介質(zhì)相接觸，提高模具的耐水性和耐化學(xué)性能；④在受到輕微劃傷時(shí)不會(huì)損傷玻璃纖維增強(qiáng)層，可以很好地保護(hù)玻璃鋼模具的結(jié)構(gòu)層。

2 玻璃鋼制品模具表面層材料選用原則

為了充分體現(xiàn)玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)的上述作用，滿(mǎn)足工藝性能和模具性能要求，模具表面層材料應(yīng)滿(mǎn)足下述要求：①表面層成型后硬度高，避免劃傷模具；②收縮率小，防止表面破裂；③工藝性能好，方便操作實(shí)施；④具有一定韌性，滿(mǎn)足一定沖擊要求；⑤色澤均勻，無(wú)雜質(zhì)。

3 玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)

3.1 玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)材料

模具表面結(jié)構(gòu)層一般有兩種選擇：膠衣層或者碳?xì)謱?。其中加有顏料?色漿)的、樹(shù)脂含量很高的膠層可以是純樹(shù)脂，亦可用表面氈增強(qiáng)，這層膠層稱(chēng)為膠衣層(也稱(chēng)表面層或裝飾層)；而碳?xì)謱邮怯梢粚犹細(xì)?厚度 1～2,mm)與玻璃鋼制品模具結(jié)構(gòu)層一起灌注而成的。

3.2 膠衣、碳?xì)种谱鞴に嚰跋鄳?yīng)制作要求

3.2.1 膠衣制作工藝及相應(yīng)制作要求

膠衣制作一般使用毛刷或者專(zhuān)用噴槍來(lái)噴涂，在凝膠后，需要手糊表面氈及短切氈等背襯層。在膠衣層制作過(guò)程中，應(yīng)該注意下述問(wèn)題：

① 膠衣層的總厚度盡量控制在 0.8～1.2,mm之間，厚度要適宜。如果太薄，可能會(huì)固化不完全，使膠衣背面的玻璃纖維容易顯露出來(lái)，影響外觀質(zhì)量，起不到美化和保護(hù)玻璃鋼制品的作用；若膠衣過(guò)厚，則容易產(chǎn)生龜裂，不耐沖擊力，特別是經(jīng)受不住從制品反方向來(lái)的沖擊。

② 配置膠衣樹(shù)脂時(shí)，要充分混合。特別是使用顏料糊時(shí)，若混合不均勻，會(huì)使模具表面出現(xiàn)斑點(diǎn)和條紋，不僅影響外觀，還會(huì)降低其物理性能。為此應(yīng)盡可能采用機(jī)械攪拌進(jìn)行混合，且最好用不產(chǎn)生漩渦的混合機(jī)，以避免混進(jìn)空氣。

③ 膠衣可以用毛刷或者專(zhuān)用噴槍噴涂，在噴涂時(shí)應(yīng)適時(shí)補(bǔ)加適量的苯乙烯以調(diào)節(jié)樹(shù)脂的黏度及補(bǔ)充噴涂過(guò)程中揮發(fā)損失的苯乙烯。

④ 膠衣要涂刷均勻，盡量避免膠衣局部積聚。若膠衣涂刷不均勻，在脫模過(guò)程中容易引起裂紋，這是因?yàn)楸砻婀袒俣炔灰?，而使膠衣內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力的緣故。

⑤ 膠衣層的固化程度一定要掌握好，檢查膠衣層是否固化的最好辦法是采用觸摸法，即用干凈的手指觸及膠衣層表面，感到稍微發(fā)粘但不粘手，說(shuō)明膠衣層已經(jīng)基本固化，這時(shí)可以進(jìn)行下一步的糊制操作，以確保膠衣層與背襯層的整體性。

3.2.2 碳?xì)种谱鞴に嚰跋鄳?yīng)制作要求

碳?xì)忠话闩c玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層一起灌注完成，為了滿(mǎn)足真空灌注及達(dá)到模具表面層結(jié)構(gòu)的要求，碳?xì)謶?yīng)滿(mǎn)足下述要求：

① 碳?xì)置婷芏葹?100～300,g/m2。面密度太小，達(dá)不到模具表面層的強(qiáng)度與厚度要求；面密度太大，浸潤(rùn)性較差，難以灌透。

② 碳?xì)趾穸葹?～2,mm。

③ 含水率≤12%。含水率較高時(shí)，碳?xì)峙c樹(shù)脂的浸潤(rùn)性較差，難以灌透。

④ 碳?xì)止嘧⒑?，其厚度要?0.8～1.2,mm。太薄則表面強(qiáng)度達(dá)不到要求，太厚容易與模具結(jié)構(gòu)層分離。

3.3 膠衣、碳?xì)种谱鞒杀?/p>

膠衣每平方米用量約 0.8,kg，需要手糊或者噴涂。以手糊為例，費(fèi)用約為108.24元/m2，碳?xì)种谱鞴に囕^為簡(jiǎn)便，真空灌注，費(fèi)用約為143.5元/m2。

3.4 膠衣、碳?xì)痔攸c(diǎn)對(duì)比

①膠衣制作工藝復(fù)雜、工序較多，碳?xì)种谱鞴に嚭?jiǎn)單；②膠衣制作成本較低，碳?xì)种谱鞒杀鞠鄳?yīng)較高；③膠衣制作一般需要涂刷或者噴涂，對(duì)環(huán)境污染較大、對(duì)操作人員身體有害，而碳?xì)忠话悴捎霉嘧⑼瓿?，與環(huán)境、人員接觸較少；④膠衣容易分層、龜裂、空洞、隆起等，與玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層整體性較差，而碳?xì)钟捎谂c模具結(jié)構(gòu)層一起灌注，與玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層整體性較好；⑤膠衣所形成的模具表面層結(jié)構(gòu)硬度較低，容易破損，碳?xì)炙纬傻哪＞弑砻鎸咏Y(jié)構(gòu)硬度較高，不易破損；⑥碳?xì)炙纬傻哪＞弑砻鎸咏Y(jié)構(gòu)色澤均勻，外觀統(tǒng)一，而膠衣在配置時(shí)，要充分混合，若混合不均勻，會(huì)使模具表面出現(xiàn)斑點(diǎn)和條紋，這不僅影響外觀，而且還會(huì)降低它的物理性能。

4 結(jié) 語(yǔ)

工藝的改進(jìn)，使玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)由膠衣層轉(zhuǎn)變成碳?xì)謱?。隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，玻璃鋼制品模具成本壓力越來(lái)越大，這就需要性能更好、成本更低的材料來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。

Study on Surface Layer Structure of the Large FRP Product Mould

HE Tao，LIU Cheng，WANG Gang
(Tianjin DongQi Wind Turbine Blade Engineering CO.，LTD.，Tianjin 300480，China)

From the perspectives of the role of FRP product mould’s surface layer，the selection principle of surface layer materials，surface structure，production cost and features，the surface layer structure was analyzed and discussed.

surface layer structure；gel coat；carbon felt；FRP product mould

TQ320.1

A

1006-8945(2014)06-0046-02

2014-05-09