樹脂含量對裱糊玻璃鋼的影響

1  前言
    玻璃鋼手工裱糊成型工藝是玻璃鋼工業中使用較早、較普通的一種成型工藝。盡管在整個玻璃鋼工業的發展過程中,新的工藝方法不斷涌現,但由于手工裱糊成型工藝操作簡便,無需復雜的專用設備,不受制品形狀尺寸的限制,同時可以根據設計要求進行局部加強,因此,一些結構復雜的大型化工設備及制品仍采用手工裱糊成型工藝方法。但是手工裱糊成型制品的質量往往取決于操作者的熟練和認真程度,特別是制作大型較厚的制件往往會出現起層發白的現象,從而降低了成型玻璃鋼強度質量。我們針對這一現象選擇環氧樹脂E-51做了不同的樹脂含量的實驗,發現樹脂含量的多少是造成裱糊玻璃鋼起層發白現象的關鍵因素。
2  實驗部分
2.1  實驗材料及條件
2.1.1  實驗材料
    增強材料:0.2mm厚無堿無捻紋玻璃布  陜西興平玻璃布廠生產
    樹脂:E-51環氧樹脂  蘭興新材料無錫樹脂廠制造
    固化劑:四乙烯五胺  天津試劑三廠生產
    固化添加劑:鄰苯二甲酸二丁脂  660稀釋劑  白碳黑
2.1.2  實驗條件
    室溫固化
2.2  實驗方法及步驟
2.2.1  實驗方法
    實驗采用玻璃布浸潤于環氧E-51樹脂和固化劑混合液中,在室溫條件下固化,根據不同樹脂含量試件外觀及簡單強度對比,尋找發白原因和佳樹脂含量。
    劃線法剪裁玻璃布,將玻璃布裁成200*200mm方料5塊為一組作試件。
    反推法測樹脂含量:將玻璃布稱量后得到玻璃布重量,根據重量比計算出所需樹脂含量,按此用量來裱糊試件成型,試件總厚度保持1.0mm,室溫固化。
    為證明這種反推法所得到的制品樹脂含量誤差很小,再根據標準GB2577-89,做樹脂含量為36%的實驗,測定試件樹脂含量為35.5%,說明反推法所得到的樹脂含量結果在誤差范圍內,符合實驗要求。
2.2.2  實驗步驟
    用以上方法裱糊試片,樹脂含量分別為36%、40%、45%、50%、55%。室溫固化后進行對比實驗,結果參見表1和圖1。
   
   
3  實驗結果及討論
    從表1和圖1可以看出,樹脂含量36%的試件表面大面積發白,用手彎曲時板子明顯無剛性且有多處分層現象;而樹脂含量40%及以上的板子無發白現象,層間較密實,彎曲時較硬有韌性無分層現象;樹脂含量在40%、45%、50%的試件表面平整無多余膠液,而樹脂含量55%的試件表面明顯有不均勻樹脂堆積,同時,手工裱糊玻璃鋼試件,樹脂用量保持在40%~50%之間有較好的效果,此時的玻璃鋼試件從表面看,無明顯的樹脂過量情況,具有較強的強度和韌性。如表1和圖1所示。
4  結論
    玻璃鋼制品中的樹脂基體浸透性能取決于樹脂的化學結構、增強材料的孔隙率及大吸膠極限等。玻璃鋼是由樹脂基料將增強纖維粘結成為一個整體,共同來承受外載荷,所以必須用足夠樹脂來浸潤玻璃布,并粘結固化成一體。玻璃鋼中樹脂含量的多少影響著制品的外觀和力學性能,如果在手糊過程中造成局部樹脂含量低,使纖維無法補樹脂充分浸潤,同時在固化過程中又由于樹脂收縮,使得層間剪切強度降低,就會出現發白現象,其強度也會大大降低;當樹脂含量過多(超過50%)時,就會造成試件表面樹脂堆積現象,降低強度,既浪費了樹脂、影響試件表面光潔度,又影響其后續表面涂復工作。
    因此,手工裱糊玻璃鋼工藝中使用反推法計算出佳樹脂用量,使樹脂含量控制在40%~50%之間,既可以保證裱糊玻璃鋼制品的質量,避免發白現象的出現,又可以節省原料,還可以使制品減重。