層壓工藝試驗
實驗10 層壓工藝試驗
目前,國內外絕緣材料平板基本上是采用層壓成型工藝生產的。用此工藝方法生產的復合材料制品還有印刷電路覆銅板,紡織器材、管材、魚竿、木材三合板、五合板等。
一、實驗目的
1、進行層壓板生產工藝操作訓練,掌握層壓板制作過程的技術要點;
2、了解纖維織物鋪層方式對層壓板性能的影響。
二、實驗內容
1、預浸布制作
2、預浸布鋪層和層壓板成型。
三、實驗原理
層壓方式可以生產多種不同用途的板材和大型結構的平行試樣,所采用的樹脂包括環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂,其基本工藝如下;
玻璃布-高溫脫蠟-偶聯劑處理-烘干-浸膠-烘至B階段-收卷-剪裁-鋪層-層壓-脫模修邊。
層與層之間完全靠樹脂在壓力幫助下加溫固化而粘牢在一起形成一定厚度的板。生產中除溫度、壓力因素外、于浸布樹脂含量是一重要因素。
四 實驗設備及器材
浸膠機、層壓機(油壓機)、不銹鋼薄板、樹脂、玻璃布等。
浸膠及如圖10-1所示,包括布架、脫蠟爐、偶聯劑浸槽、烘干爐、浸膠槽、烘至B階樹脂的加熱爐、收卷等七部分。

層壓機也是液壓機的一種,只是工作平臺是多層的,工作原理和操作與油壓機類似,如圖10-2所示。

層壓機的工作臺面積大,公稱壓力大,一般都在1000t以上,有的達3000t甚至更大。常用2000t層壓機有18-20層,工作臺面尺寸1050mm×1850mm,通常主工作油缸在下面,平臺由下向上運行加壓,與一般油壓機相反。油壓機和層壓機的加熱方式有電熱和蒸汽加熱兩種。本次實驗實際上不用這么大的層壓機,只能用平臺平整光滑的油壓機和平整的不銹鋼板成型層合板。
本次實驗若沒有浸膠機,亦可采用手工法浸膠。其方法是將玻璃布剪成1.5m長,布寬視烘爐和層壓板寬度而定,將其高溫脫蠟后浸偶聯劑,晾干或烘干,在一膠槽中浸透樹脂,然后用圓管夾住玻璃布,再將玻璃布提抽而過,后烘至B階段,待用。這樣做的缺點是預浸布含膠量不均勻。
五、實驗步驟
1、浸膠布制作
(1)選擇玻璃布,國內的玻璃布分有堿和無堿,制層壓板的多是無堿玻璃布。玻璃布規格分號,號越大,厚度和單位面積質量也大,例如13號布為160g/m2,18號布為240g/m2。注意經緯密度各是多少,布寬有900mm和1200mm等多種。
(2)配制偶聯劑水溶液,一般濃度為1 ‰-3‰ , ,如樹脂選用酚醛樹脂,則偶聯劑用KH-550;如是環氧輸注則用KH-550或KH-560,如果不飽和聚酯樹脂,偶聯劑好用KH-570,一定不用KH-550。
(3)配制樹脂,對樹脂要求是要有明顯的B階段,并且浸膠布在常溫下有5-7天以上的存放期。這里提供三個配方供學生選用;
1、氨酚醛樹脂的乙醇溶液,60%的膠含量;
2、環氧樹脂(E-44)100質量份與膠含量為60%-65%的氨酚醛樹脂100質量份混在一起,經80℃攪拌反應脫水60min-90min,加少量丙酮調至含膠量60%可用于浸膠。
3、不飽和聚酯樹脂184#或199#在聚合完畢時不加苯乙烯稀釋就直接出料,冷卻后為固體,取其100質量份用40份丙酮溶解,然后配入鄰苯二甲酸二丙烯酯15-20份,過氧化二異丙苯2份,過氧化苯甲酰0.3份,攪勻即可用于浸漬玻璃鋼布制備不飽和聚酯樹脂浸膠布。
(4)制備浸膠布的具體操作:按圖10-1所示進行。脫蠟爐溫度調至400-430℃,偶聯劑烘爐為110-120℃,膠槽后的烘爐調至70-90℃,即可開機預浸。在收卷處取樣分析如下指示:揮發分高低,膠含量和不容性樹脂含量三項。如布發粘,收卷后不易退卷,應提高后爐溫度;揮發過分高,不容性樹脂含量低于3%。也應提高后爐溫度;反之要降低溫度;含膠量由控膠輥的壓力控制,一般在33%-37%。
注意浸膠布牽引速度快慢對上述三項亦有影響,一般控制在10m/min-3.0m/min的速度為宜,但不能一概而論,因為牽引速度受很多因素影響,如脫蠟爐的長度,浸膠槽的形式與浸漬時間,后爐溫度,樹脂種類等。
(5)浸膠布的質量指標也往往隨層壓制品的要求而有差別,千萬不要對某些指標(如含膠量30%左右)看成是不變的,產品千變萬化,浸膠布的質量指標數值終還是要由產品質量來確定。
(6)收卷密封裝袋,待用。
2、浸膠布鋪層和層壓成型
(1)取浸膠布置于潔凈平臺上鋪平,按規定尺寸剪裁,注意經緯密度不同的方向性;
(2)按公式(10-1)計算浸膠布用量;

對10mm、10mm、4mm厚度的板各壓制一塊,以備實驗15制備試樣用
(3)將單片預浸布按預定次序號逐層對齊疊合,上下面各放一張聚酯膜,并置于兩不銹鋼薄板之間,然后一起放入層壓機中。不銹鋼板應對齊,以免壓力偏斜,使試樣厚度不勻。
(4)加熱、加壓分三個階段進行;
預熱階段:溫度100℃,壓力5.0MPa,保溫30min;
保溫保壓階段:將溫度升到165℃-170℃,壓力6MPa-10MPa,時間60min-80min;
保溫階段,保壓降溫,隨層壓機冷卻,待溫度低于60℃后可卸壓脫模取板,后修邊,目測層壓板內部分層等缺陷。










































