橡胶工艺：4-2 橡胶制品的模型硫化

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1、4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化一一.橡胶制品生产工艺：橡胶制品生产工艺：1.基本工艺过程：基本工艺过程：配合，生胶塑炼，胶料混炼，成型，硫化配合，生胶塑炼，胶料混炼，成型，硫化2.按生产过程分类：按生产过程分类：模型制品模型制品在模型中定型并硫化在模型中定型并硫化 非模型制品非模型制品在模型中定型成未经硫化的半成品在模型中定型成未经硫化的半成品3、橡胶制品品种、橡胶制品品种 轮胎：生胶的轮胎：生胶的5060 胶带：运输胶带、传动胶带胶带：运输胶带、传动胶带 胶管：软管、纤维增强胶管：软管、纤维增强 胶鞋：贴合鞋、模压鞋、注压鞋胶鞋：贴合鞋、模压鞋、注压鞋 其他橡胶工业制品：油封、

2、胶布、胶板、胶辊其他橡胶工业制品：油封、胶布、胶板、胶辊 4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化二、橡胶制品的硫化二、橡胶制品的硫化1 1、橡胶在硫化前后结构和性能的变化、橡胶在硫化前后结构和性能的变化硫化前硫化前 硫化时硫化时 硫化后硫化后 4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化硫化后橡胶的性能变化：硫化后橡胶的性能变化：以天然橡胶为例，随硫化程度的提高：以天然橡胶为例，随硫化程度的提高：1 1）力学性能的变化）力学性能的变化 弹性弹性 扯断强度扯断强度 撕裂强度撕裂强度 提高提高 定伸强度定伸强度 硬度硬度 伸长率伸长率 疲劳生热疲劳生热 降低降低 压缩永久变形压缩永久变形4.

3、2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化2 2）物理性能的变化）物理性能的变化 透气率、透水率降低；不能溶解，只能溶胀；耐热性提高。透气率、透水率降低；不能溶解，只能溶胀；耐热性提高。3 3）化学稳定性的变化）化学稳定性的变化 化学稳定性提高。化学稳定性提高。原因：原因：a.a.交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存 在，使老化反应难以进行。在，使老化反应难以进行。b.b.网状结构阻碍了低分子的扩散，导致橡胶老化网状结构阻碍了低分子的扩散，导致橡胶老化 的自由基难以扩散。的自由基难以扩散。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化2.硫化历程：硫化历

4、程：焦烧阶段焦烧阶段p a 操作焦烧时间操作焦烧时间p b 剩余焦烧时间剩余焦烧时间 预硫阶段预硫阶段 正硫化阶段正硫化阶段 过硫阶段过硫阶段4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化（1 1）焦烧期硫化起步阶段，硫化诱导期）焦烧期硫化起步阶段，硫化诱导期 硫化开始前的延迟作用时间，胶料尚未开始交联，具有硫化开始前的延迟作用时间，胶料尚未开始交联，具有良好流动性。良好流动性。模型硫化制品，胶料流动，充模必须在此阶段完成，否模型硫化制品，胶料流动，充模必须在此阶段完成，否则发生焦烧。花纹不清，缺胶。则发生焦烧。花纹不清，缺胶。焦烧期的长短：决定了胶料的焦烧期的长短：决定了胶料的焦烧性及操作安全

5、性焦烧性及操作安全性。取。取决于配方，特别是促进剂。决于配方，特别是促进剂。超促进剂焦烧期短，适用非模型硫化制品，尽早硫化，超促进剂焦烧期短，适用非模型硫化制品，尽早硫化，防止制品受热软化变形。形状复杂花纹较多，则相反。防止制品受热软化变形。形状复杂花纹较多，则相反。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化 操作焦烧时间操作焦烧时间混炼，停放，成型混炼，停放，成型焦烧时间焦烧时间 残余焦烧时间残余焦烧时间进入模具后加热开始后到进入模具后加热开始后到 开始硫化这段时间开始硫化这段时间（保持流动性保持流动性）若：若：操作焦烧时间操作焦烧时间 焦烧时间，就发生焦烧焦烧时间，就发生焦烧防止焦烧：防

6、止焦烧：具有较长的焦烧时间：配方具有较长的焦烧时间：配方混炼、停放要低温，成型时要迅速，即减少操作焦烧时混炼、停放要低温，成型时要迅速，即减少操作焦烧时间。间。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化（2）欠硫期预硫阶段欠硫期预硫阶段诱导期后，开始交联，形成网状，性能上升，至诱导期后，开始交联，形成网状，性能上升，至正硫化。正硫化。在此阶段，交联度低，即使在此阶段的后期，性在此阶段，交联度低，即使在此阶段的后期，性能（主要是拉伸强度、弹性等）尚未达到预期的能（主要是拉伸强度、弹性等）尚未达到预期的要求。要求。但其抗撕性、耐磨性、则优于正硫化胶料，若要但其抗撕性、耐磨性、则优于正硫化胶料，若

7、要求这些性能时制品可以轻微欠硫。求这些性能时制品可以轻微欠硫。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化（3 3）正硫期正硫化阶段）正硫期正硫化阶段 制品达到适当的交联度的阶段，此时各项力学性能均达制品达到适当的交联度的阶段，此时各项力学性能均达到或接近最佳值，其综合性能最好。到或接近最佳值，其综合性能最好。正硫化是一个阶段正硫化是一个阶段各项性能基本上保持恒定或变化各项性能基本上保持恒定或变化很少，也称硫化平坦期。很少，也称硫化平坦期。正硫化温度和正硫化时间。正硫化温度和正硫化时间。硫化平坦期的宽窄取决于：配方、温度等。硫化平坦期的宽窄取决于：配方、温度等。正硫化时间的选取：拉伸强度达到最

8、高值略前的时间。正硫化时间的选取：拉伸强度达到最高值略前的时间。主要是考虑主要是考虑“后硫化后硫化”。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化（4）过硫期）过硫期 交联和氧化断链两种反应贯穿于橡胶硫化过程的交联和氧化断链两种反应贯穿于橡胶硫化过程的始终。只是在硫化过程的不同阶段两种反应优势不同。始终。只是在硫化过程的不同阶段两种反应优势不同。进入过硫化后：进入过硫化后：性能下降性能下降硫化返原（断链多于交联，硫化返原（断链多于交联，NR、IIR）性能恒定甚至上升性能恒定甚至上升非返原（交联占优、环化）非返原（交联占优、环化）进入过硫的早晚，即硫化平坦期的宽窄，主要取决于两个进入过硫的早晚，

9、即硫化平坦期的宽窄，主要取决于两个方面：方面：1）配方；）配方；2）温度。）温度。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化3.正硫化及正硫化点的确定：正硫化及正硫化点的确定：3.1 正硫化及正硫化时间正硫化及正硫化时间达到正硫化所需的最短时间为正硫化时间，正硫化点。达到正硫化所需的最短时间为正硫化时间，正硫化点。正硫化：阶段？正硫化：阶段？如何确定正硫化点如何确定正硫化点3.2 正硫化点的测定方法正硫化点的测定方法 物理机械性能法物理机械性能法 化学法（流离硫含量，网状结构变化）化学法（流离硫含量，网状结构变化）专用仪器法专用仪器法4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化硫化时间硫化时

10、间/mintHt90t10tLML(MH-ML)*90%MH-ML转矩转矩/N硫化曲线：硫化曲线：焦烧时间焦烧时间t10=(MH-ML)*10%+ML正硫化时间正硫化时间t90=(MH-ML)*90%+ML4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化4.硫化方法和硫化介质：硫化方法和硫化介质：4.1 室温硫化法室温硫化法 4.2冷硫化法（薄层浸渍制品）冷硫化法（薄层浸渍制品）4.3高温辐射硫化法（高能射线高能质点）高温辐射硫化法（高能射线高能质点）4.4热硫化法热硫化法 直接硫化；直接蒸汽硫化；热空气硫化；模型加压硫化。直接硫化；直接蒸汽硫化；热空气硫化；模型加压硫化。4.5连续硫化法连续硫化

11、法 鼓式硫化机；蒸汽管道；热空气连续；液体介质；红外线；鼓式硫化机；蒸汽管道；热空气连续；液体介质；红外线；高频和微波；沸腾床高频和微波；沸腾床4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化三三.模型硫化工艺及硫化条件模型硫化工艺及硫化条件工艺过程工艺过程混炼胶和橡胶半成品混炼胶和橡胶半成品 计量计量 加料加料 闭模闭模排气排气 保压（硫化）保压（硫化）脱模脱模 制品制品 这一过程基本上与热固性塑料的模压成型相这一过程基本上与热固性塑料的模压成型相同，硫化工艺条件是硫化压力、硫化温度和硫化同，硫化工艺条件是硫化压力、硫化温度和硫化时间。时间。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化1.硫化压

12、力硫化压力大多数的橡胶制品的硫化是在一定压力下进行的大多数的橡胶制品的硫化是在一定压力下进行的;一般模压制品的硫化压力为一般模压制品的硫化压力为24 MPa;胶料流动性差，制品形状复杂，制品表面花纹细胶料流动性差，制品形状复杂，制品表面花纹细致，结构复杂，厚制品，硫化温度高，则硫化压力致，结构复杂，厚制品，硫化温度高，则硫化压力高一些高一些;太高的硫化压力会加速橡胶分子链的热降解太高的硫化压力会加速橡胶分子链的热降解。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化2.硫化温度硫化温度 硫化速度硫化速度 随随 温温 度度 的的 升升 高高 而而 加加 快，所以升高温度能快，所以升高温度能提高生产率

13、。硫化时间与温度是相互制约的，有下式提高生产率。硫化时间与温度是相互制约的，有下式：4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化3.硫化时间硫化时间 在一定的硫化温度和压力下，橡胶有一最适宜的在一定的硫化温度和压力下，橡胶有一最适宜的硫化时间。硫化时间的长短须服从于达到正硫化时的硫化时间。硫化时间的长短须服从于达到正硫化时的硫化效应为准则。硫化效应为准则。硫化效应：硫化效应：EIt I：硫化强度；硫化强度；t：硫化时间：硫化时间生产中通过测定硫化特性曲线来确定硫化工艺条件。生产中通过测定硫化特性曲线来确定硫化工艺条件。4.2 橡胶制品的模型硫化橡胶制品的模型硫化4.3 复合材料压制成型复合材料

14、压制成型高分子复合材料高分子复合材料玻璃钢玻璃钢方法方法 高压：层压成型、模压成型高压：层压成型、模压成型 低压：手糊成型低压：手糊成型一一.层压成型：层压成型：概念：概念：增强热固性塑料的层压以片状连续材料（玻璃增强热固性塑料的层压以片状连续材料（玻璃布、布、纸、布）为填料（骨架材料）浸渍树脂溶液，经纸、布）为填料（骨架材料）浸渍树脂溶液，经干燥后而成为附胶材料，通过剪裁、叠合成层或卷制，干燥后而成为附胶材料，通过剪裁、叠合成层或卷制，在加热、加压的条件下，使树脂交联固化成型为片状、在加热、加压的条件下，使树脂交联固化成型为片状、棒状或管状的层压制品。棒状或管状的层压制品。工艺：工艺：浸渍压

15、制后加工处理浸渍压制后加工处理4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型热固性树脂热固性树脂树脂溶液的配置树脂溶液的配置片状连续增强材料片状连续增强材料表面处理及干燥表面处理及干燥浸渍浸渍干燥干燥裁剪、叠合裁剪、叠合卷制卷制裁剪、叠合、制坯裁剪、叠合、制坯层压层压脱模脱模修整及热处理修整及热处理层压制品层压制品层压成型工艺流程如下：层压成型工艺流程如下：4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1 1、浸渍上胶、浸渍上胶 浸渍上胶是制造层压制品的关键工艺。主要包浸渍上胶是制造层压制品的关键工艺。主要包括括树脂溶液的配置、浸渍和干燥树脂溶液的配置、浸渍和干燥等工序。等工序。（1 1）树脂溶液配置：）

16、树脂溶液配置：浸渍前首先将树脂按需要配置浸渍前首先将树脂按需要配置成一定浓度的胶液。成一定浓度的胶液。一般层压制品常用碱催化的一般层压制品常用碱催化的A A阶热固性酚醛树脂作阶热固性酚醛树脂作为浸渍液树脂。为浸渍液树脂。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型溶剂常用乙醇，为了增加树脂与增强材料的粘结溶剂常用乙醇，为了增加树脂与增强材料的粘结力，浸渍液中往往加入一些聚乙烯醇缩丁醛树脂。力，浸渍液中往往加入一些聚乙烯醇缩丁醛树脂。胶液的胶液的浓度浓度或或黏度黏度是影响浸渍质量的主要因素，是影响浸渍质量的主要因素，浓度或黏度过大不易渗入增强材料内部，过小则浸浓度或黏度过大不易渗入增强材料内部，过小

17、则浸渍量不够，一般配置浓度在渍量不够，一般配置浓度在30%30%左右。左右。（1 1）树脂溶液配置：）树脂溶液配置：4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型（2 2）浸渍）浸渍 使树脂溶液均匀涂布在增强材料上，并尽可能使树脂使树脂溶液均匀涂布在增强材料上，并尽可能使树脂渗透到增强材料的内部，以便树脂充满纤维的间隙。渗透到增强材料的内部，以便树脂充满纤维的间隙。浸渍前对增强材料也要进行适当的浸渍前对增强材料也要进行适当的表面处理表面处理和和干燥干燥，以，以改善胶液对其表面的改善胶液对其表面的浸润性浸润性。浸渍过程一般要求树脂含量即含胶量为浸渍过程一般要求树脂含量即含胶量为30%55%。影响上胶量

18、的因素是胶液的影响上胶量的因素是胶液的浓度和黏度、增强材料与胶浓度和黏度、增强材料与胶液的接触时间以及挤压辊的间隙。液的接触时间以及挤压辊的间隙。挤压辊具有把胶液渗透挤压辊具有把胶液渗透到纤维布缝隙中，使上胶均匀平整和排除气泡的作用。到纤维布缝隙中，使上胶均匀平整和排除气泡的作用。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型（3 3）干燥）干燥 浸渍上胶后即进入干燥室，以除去溶剂、水分及其浸渍上胶后即进入干燥室，以除去溶剂、水分及其他挥发物，同时使树脂进一步化学反应。他挥发物，同时使树脂进一步化学反应。干燥过程中主要控制干燥室各段的干燥过程中主要控制干燥室各段的温度温度和附胶材料通过和附胶材料通过

19、干燥室的干燥室的速度速度。干燥后所得附胶材料是制造层压制品的半成品，其主要干燥后所得附胶材料是制造层压制品的半成品，其主要质量指标是质量指标是挥发物含量、不溶性树脂含量和干燥度挥发物含量、不溶性树脂含量和干燥度等，等，这些指标影响层压成型操作和制品质量。这些指标影响层压成型操作和制品质量。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型2.2.压制压制 层压制品主要有板材、管材或棒材及模型制品，层压制品主要有板材、管材或棒材及模型制品，不同制品其压制工艺是不同的。不同制品其压制工艺是不同的。（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 其成型过程包括剪裁、叠合、进模、热压和脱模其成型过程包括剪裁、叠合、进

20、模、热压和脱模等。根据层压制品的形状、大小和厚度，首先剪裁干等。根据层压制品的形状、大小和厚度，首先剪裁干燥后的附胶材料，然后叠合成板坯。层压成型是在多燥后的附胶材料，然后叠合成板坯。层压成型是在多层压机上完成的。层压机上完成的。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 叠合好的板坯置于两块打磨抛光的不锈钢板之间，叠合好的板坯置于两块打磨抛光的不锈钢板之间，并逐层放入多层压机的各层热压板上。然后闭合压机并逐层放入多层压机的各层热压板上。然后闭合压机开始升温加压。开始升温加压。压制板材的多层压机为充分利用两加热板之间的压制板材的多层压机为充分利用两加热板之

21、间的空间，可将叠合好的板坯组合成叠合本放入两热板间。空间，可将叠合好的板坯组合成叠合本放入两热板间。叠合本厚度不得超过两热板间的距离。叠合本厚度不得超过两热板间的距离。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型 热压过程使树脂熔融流动进一步渗入到增强材料中热压过程使树脂熔融流动进一步渗入到增强材料中去，并使树脂交联硬化。去，并使树脂交联硬化。温度、压力和时间温度、压力和时间是层压成型是层压成型的三个重要的工艺条件。但在压制过程中，温度和压力的三个重要的工艺条件。但在压制过程中，温度和压力的控制分为五个阶段：的控制分为五个阶段：u预热阶段：板坯的温度从室温升至树脂开始交联反应预热阶段：板坯的温度从

22、室温升至树脂开始交联反应的温度，这时树脂开始融化并进一步渗入增强材料中，的温度，这时树脂开始融化并进一步渗入增强材料中，同时使部分挥发物排出。此时施加最高压力同时使部分挥发物排出。此时施加最高压力的的1/3-1/2，一般为一般为4-5MPa之间，若压力过高，胶液将大量流出。之间，若压力过高，胶液将大量流出。（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型u中间保温阶段：树脂在较低的反应速度下进行交中间保温阶段：树脂在较低的反应速度下进行交联固化反应，直至溢料不能拉成丝为止，然后开始联固化反应，直至溢料不能拉成丝为止，然后开始升温升压。升温升压。u升温阶段：将温

23、度和压力升至最高，此时树脂的升温阶段：将温度和压力升至最高，此时树脂的流动性已下降，高温高压不会造成胶液流失，却能流动性已下降，高温高压不会造成胶液流失，却能加快交联反应。升温速度不宜过快，以免制品出现加快交联反应。升温速度不宜过快，以免制品出现裂纹和分层，但应加足压力。裂纹和分层，但应加足压力。（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型u热压保温阶段：在规定的压力和温度下（热压保温阶段：在规定的压力和温度下（9-10MPa，160-170），保持一段时间，使树脂充），保持一段时间，使树脂充分交联固化。分交联固化。u冷却阶段：树脂充分交联固化后即可逐渐降

24、温冷冷却阶段：树脂充分交联固化后即可逐渐降温冷却。冷却时应该保持一定的压力，否则制品表面起却。冷却时应该保持一定的压力，否则制品表面起泡和翘曲变形。泡和翘曲变形。（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型 压力压力在层压过程中起到在层压过程中起到压紧附胶材料，促进树压紧附胶材料，促进树脂流动和排除挥发物脂流动和排除挥发物的作用。压力的大小取决于树的作用。压力的大小取决于树脂的固化特性，在压制的各个阶段压力各不相同。脂的固化特性，在压制的各个阶段压力各不相同。压制时间压制时间决定于树脂的类型、固化特性和制品决定于树脂的类型、固化特性和制品的厚度，的厚度，总

25、的压制时间总的压制时间=预热时间预热时间+叠合厚度叠合厚度*固化速固化速度度+冷压时间。冷压时间。当板材冷却到当板材冷却到50以下即可卸压脱模。以下即可卸压脱模。（1 1）层压板材的压制）层压板材的压制 4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型（2 2）管材、棒材的压制）管材、棒材的压制 层压管材和棒材也是以干燥的附胶材料为原料，层压管材和棒材也是以干燥的附胶材料为原料，用专门的卷管机卷绕成管坯或棒坯。将管坯先送入用专门的卷管机卷绕成管坯或棒坯。将管坯先送入80-100烘房内预固化，然后在烘房内预固化，然后在170进一步固化。对于进一步固化。对于层压棒，也可将棒坯放入专门的压制模具内，然后加层

26、压棒，也可将棒坯放入专门的压制模具内，然后加压加热固化成型。压加热固化成型。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型（3 3）模型制品的压制）模型制品的压制 层压材料的模型制品也是以附胶材料为原料经层压材料的模型制品也是以附胶材料为原料经剪裁、叠合、制成型坯，放入模腔中进行热压，模剪裁、叠合、制成型坯，放入模腔中进行热压，模压工艺同前述的热固性塑料的压缩模塑。压工艺同前述的热固性塑料的压缩模塑。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型3.3.后加工和热处理后加工和热处理 后加工是修整去除压制制品的毛边及进行机械后加工是修整去除压制制品的毛边及进行机械加工制得各种形状的层压制品。热处理是将制品在

27、加工制得各种形状的层压制品。热处理是将制品在120-130120-130温度下处理温度下处理48-72h,48-72h,使树脂固化完全，以使树脂固化完全，以提高热性能和电性能。提高热性能和电性能。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型二二.模压成型：模压成型：复合材料的模压成型工艺与热固性塑料的模压成复合材料的模压成型工艺与热固性塑料的模压成型相类似，是将模压料放在金属对模中，在一定的温度型相类似，是将模压料放在金属对模中，在一定的温度和压力作用下，制成异形制品的工艺过程。复合材料模和压力作用下，制成异形制品的工艺过程。复合材料模压料多数是以热固性树脂作为粘合剂浸渍增强材料后制压料多数是以热

28、固性树脂作为粘合剂浸渍增强材料后制的中间产物，常用的树脂有酚醛、环氧、环氧的中间产物，常用的树脂有酚醛、环氧、环氧-酚醛和酚醛和聚酯树脂等，增强材料多数是玻璃纤维。聚酯树脂等，增强材料多数是玻璃纤维。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型二二.模压成型：模压成型：根据模压料中玻璃纤维的根据模压料中玻璃纤维的物理形态物理形态可将模压成型可将模压成型工艺分为工艺分为短纤维料模压、毡料模压、碎布料模压、缠短纤维料模压、毡料模压、碎布料模压、缠绕模压、织物模压、定向辅设模压和片状模塑料模压绕模压、织物模压、定向辅设模压和片状模塑料模压。模压料一般可用模压料一般可用预混法预混法和和浸渍法浸渍法两种形式

29、制备。两种形式制备。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型二二.模压成型：模压成型：聚酯模压料由聚酯模压料由树脂糊树脂糊以及以及增强材料增强材料组成，树脂组成，树脂糊包含不饱和聚酯树脂、交联剂、引发剂、增稠剂糊包含不饱和聚酯树脂、交联剂、引发剂、增稠剂等物料，增强材料主要有短切玻璃纤维及短切玻璃等物料，增强材料主要有短切玻璃纤维及短切玻璃纤维毡。纤维毡。重点：聚酯模压料的生产及其压制工艺。最典重点：聚酯模压料的生产及其压制工艺。最典型的是块状模压料和片状模压料。型的是块状模压料和片状模压料。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型二二.模压成型：模压成型：1.块状模塑料模压成型工艺（块状模塑

30、料模压成型工艺（BMC）与热固性塑料的模压成型工艺相似，配比如下：与热固性塑料的模压成型工艺相似，配比如下：材料材料 质量分数质量分数聚酯树脂聚酯树脂 20%-35%无机矿物填料无机矿物填料 45%-55%短切玻璃纤维短切玻璃纤维 10-25%引发剂、颜料引发剂、颜料 2%-3%润滑剂润滑剂 0.5%-2%4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型树脂树脂填料填料引发剂、塑料、润引发剂、塑料、润滑剂等滑剂等预混预混树脂糊计量树脂糊计量混合混合存放存放BMC纤维纤维热处理热处理切割切割BMC生产工艺流程图生产工艺流程图4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1.1.块状模塑料是用块状模塑料是用预混

31、法预混法制成的聚酯树脂模塑料，制成的聚酯树脂模塑料，模塑料成块团状，故也称料团。模塑料成块团状，故也称料团。2.玻璃纤维的长度是影响模压料的加工性能和制品玻璃纤维的长度是影响模压料的加工性能和制品最终性能，一般玻璃纤维长度为最终性能，一般玻璃纤维长度为1.3-1.6cm，最长，最长为为3.0cm。太短制品强度低，而太长不利于分散均。太短制品强度低，而太长不利于分散均匀，也会影响加工流动性。匀，也会影响加工流动性。工艺要求及特点：工艺要求及特点：4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型3.3.短切玻璃纤维与树脂糊的混合一般由捏合机来完短切玻璃纤维与树脂糊的混合一般由捏合机来完成，在捏合过程中主要

32、控制成，在捏合过程中主要控制捏合时间捏合时间和树脂系统和树脂系统的的黏度黏度。混合时间过长，纤维强度损失过大，混合时间过长，纤维强度损失过大，还会导致热效应产生，影响浸润；时间过短，混还会导致热效应产生，影响浸润；时间过短，混合不均匀。合不均匀。4.混合后所得到的混合后所得到的BMC必须用必须用聚乙烯薄膜袋聚乙烯薄膜袋封存，封存，一般可在室温下存放一般可在室温下存放3-4周。周。5.BMC适于生产形状复杂的制品，而且成型速度快，适于生产形状复杂的制品，而且成型速度快，成本低，产品主要为电器制品。成本低，产品主要为电器制品。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型2.片状模塑料模压成型（片状模塑

33、料模压成型（SMC）2.1 配比：配比：不饱和聚酯不饱和聚酯 约约2030 增稠剂增稠剂 约约 5 无机填料无机填料 4050%引发剂引发剂 23 脱模剂脱模剂 0.51 短切玻璃纤维或毡片短切玻璃纤维或毡片 适量适量4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型树脂树脂填料填料引发剂、增稠剂、其引发剂、增稠剂、其他添加剂他添加剂预混树脂糊预混树脂糊上薄膜上薄膜下薄膜下薄膜浸渍浸渍收卷收卷稠化稠化包装包装沉降沉降切割切割无捻粗纱无捻粗纱SMC生产工艺流程图生产工艺流程图4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1.片状模塑料是用片状模塑料是用预浸法预浸法制成的片状聚酯树脂模压制成的片状聚酯树脂模压料。

34、料。2.SMC生产为连续过程，可用不同的成片机组生产，生产为连续过程，可用不同的成片机组生产，目前较多的是目前较多的是玻璃纤维无捻粗纱玻璃纤维无捻粗纱。3.SMC生产工艺简单方便，生产效率高，易自动化，生产工艺简单方便，生产效率高，易自动化，制品尺寸稳定性好，表面平整光滑。产品广泛用制品尺寸稳定性好，表面平整光滑。产品广泛用在汽车行业、电机和日用领域。在汽车行业、电机和日用领域。工艺要求及特点：工艺要求及特点：4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型三三.手糊成型：手糊成型：特点：特点：不加压力，或仅加少许压力，不必加热；设备不加压力，或仅加少许压力，不必加热；设备工艺简单，生产成本低；对模具

35、的要求低；制品性能工艺简单，生产成本低；对模具的要求低；制品性能优良；结构密实性欠佳，尺寸控制难以一致。优良；结构密实性欠佳，尺寸控制难以一致。工艺：工艺：用手工在预先涂好脱模剂的模具上，刷上一层用手工在预先涂好脱模剂的模具上，刷上一层树脂液，铺上一层玻璃布，排除气泡，如此重复，直树脂液，铺上一层玻璃布，排除气泡，如此重复，直至达到所需厚度，固化、脱模、修整。至达到所需厚度，固化、脱模、修整。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型树脂树脂固化剂固化剂其他辅助剂其他辅助剂树脂胶液配置树脂胶液配置糊制成型糊制成型模具模具涂脱模剂涂脱模剂干燥干燥玻璃纤维布玻璃纤维布化学处理和热处理化学处理和热处理

36、裁剪裁剪固化固化脱模脱模修整修整装配装配制品制品手糊成型工艺流程图手糊成型工艺流程图4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1.1.树脂胶液的配置树脂胶液的配置 作为玻璃纤维及其织物粘合剂的树脂主要为能在作为玻璃纤维及其织物粘合剂的树脂主要为能在室温或较低温度下固化的不饱和聚酯树脂和环氧树脂，室温或较低温度下固化的不饱和聚酯树脂和环氧树脂，为了便于糊制，要求配制成黏度为为了便于糊制，要求配制成黏度为0.4-0.9Pa.s的树脂的树脂胶液。树脂胶液组分除了固化剂、引发剂、促进剂外，胶液。树脂胶液组分除了固化剂、引发剂、促进剂外，还加有填料、稀释剂、颜料、触变剂等。还加有填料、稀释剂、颜料、触变剂

37、等。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1.1.树脂胶液的配置树脂胶液的配置 对于对于聚酯树脂胶液配方聚酯树脂胶液配方，配置时按配方先将引发，配置时按配方先将引发剂和树脂混合均匀，成型操作前再加入促进剂搅匀使剂和树脂混合均匀，成型操作前再加入促进剂搅匀使用，也可以预先在树脂液中加入促进剂，在成型操作用，也可以预先在树脂液中加入促进剂，在成型操作前加入引发剂搅匀使用。前加入引发剂搅匀使用。对于对于环氧树脂配方环氧树脂配方，配制时先将稀释剂或其他辅，配制时先将稀释剂或其他辅助剂加入树脂中搅拌均匀备用，使用前加入固化剂搅助剂加入树脂中搅拌均匀备用，使用前加入固化剂搅匀。匀。4.3 复合材料压制成

38、型复合材料压制成型2.2.玻璃纤维制品的准备玻璃纤维制品的准备 适于手糊成型的玻璃纤维及其织物主要有适于手糊成型的玻璃纤维及其织物主要有无捻无捻粗纱及其布、加捻布、无碱玻璃布及玻璃毡。粗纱及其布、加捻布、无碱玻璃布及玻璃毡。玻璃玻璃纤维布要通过加热烘焙、烧毛及化学的方法除去玻纤维布要通过加热烘焙、烧毛及化学的方法除去玻璃布表面的水分和浆料。按模型的大小和形状进行璃布表面的水分和浆料。按模型的大小和形状进行裁剪，玻璃布的经纬向强度不同，对要求正交各向裁剪，玻璃布的经纬向强度不同，对要求正交各向同性的制品，则应将玻璃布纵横交替铺放。同性的制品，则应将玻璃布纵横交替铺放。4.3 复合材料压制成型复合

39、材料压制成型3.3.模具准备及脱模剂涂刷模具准备及脱模剂涂刷 为了防止成型时粘膜，保证制品的质量，模具的为了防止成型时粘膜，保证制品的质量，模具的工作面上一般都要涂刷脱模剂。常用的脱模剂分为三工作面上一般都要涂刷脱模剂。常用的脱模剂分为三大类：大类：（1 1）薄膜型：聚酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄）薄膜型：聚酯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚乙烯醇薄膜、醋酸纤维素薄膜等；膜、聚乙烯醇薄膜、醋酸纤维素薄膜等；4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型3.3.模具准备及脱模剂涂刷模具准备及脱模剂涂刷 （2 2）溶液型：过氯乙烯溶液、聚乙烯醇溶液。聚苯）溶液型：过氯乙烯溶液、聚乙烯醇溶液。聚苯乙烯

40、溶液、硅橡胶和硅油等；乙烯溶液、硅橡胶和硅油等；（3 3）油蜡型：硅脂、黄干油、凡士林及石蜡等。）油蜡型：硅脂、黄干油、凡士林及石蜡等。使用脱模剂的方法是在干燥磨具上进行使用脱模剂的方法是在干燥磨具上进行刷涂、刷涂、喷涂或擦涂。喷涂或擦涂。涂刷脱模剂后模具要进行干燥。涂刷脱模剂后模具要进行干燥。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型4.4.胶衣层的制备胶衣层的制备 聚酯树脂固化后，由于收缩会使玻璃布纹凸出来。聚酯树脂固化后，由于收缩会使玻璃布纹凸出来。为了改善玻璃钢制品的表面质量，延长使用寿命，在为了改善玻璃钢制品的表面质量，延长使用寿命，在制品表面往往做一层树脂含量较高的面层，称为胶衣制品

41、表面往往做一层树脂含量较高的面层，称为胶衣层。它可以是纯树脂层，也可以是含无机填料的树脂层。它可以是纯树脂层，也可以是含无机填料的树脂胶液。胶衣树脂可以用喷涂和涂刷的方法，均匀地涂胶液。胶衣树脂可以用喷涂和涂刷的方法，均匀地涂在磨具上，涂层一般控制在在磨具上，涂层一般控制在0.25-0.5mm之间，胶衣层之间，胶衣层凝胶后方可糊制。凝胶后方可糊制。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型5 5.糊制成型糊制成型 糊制操作即在磨具上重复地刷一层树脂，贴一糊制操作即在磨具上重复地刷一层树脂，贴一层玻璃布，直到达到要求厚度。厚德玻璃钢制品应层玻璃布，直到达到要求厚度。厚德玻璃钢制品应分层糊制，每次不

42、超过分层糊制，每次不超过7mm。糊制操作要求做到快。糊制操作要求做到快速、准确、含胶量均匀、无气泡及表面平整。糊制速、准确、含胶量均匀、无气泡及表面平整。糊制时一般要求环境温度不低于时一般要求环境温度不低于15，湿度不高于，湿度不高于80%。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型6.固化固化 手糊成型后一般在常温下固化手糊成型后一般在常温下固化24h才能脱模，脱才能脱模，脱模后再放置一周左右方可使用。但要达到更高强度，模后再放置一周左右方可使用。但要达到更高强度，则需更长的时间。为了缩短生产周期，可采用加热处则需更长的时间。为了缩短生产周期，可采用加热处理来提高固化速度。环氧树脂制品的热处理

43、温度可高理来提高固化速度。环氧树脂制品的热处理温度可高些，控制在些，控制在150 以内，聚酯制品的热处理温度不超以内，聚酯制品的热处理温度不超过过120，一般控制在，一般控制在50-80之间，热处理时必须逐之间，热处理时必须逐步升温和降温。步升温和降温。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型7.7.脱模、修整及装配脱模、修整及装配 制品必须固化到脱模强度时才能脱模，脱模时注制品必须固化到脱模强度时才能脱模，脱模时注意避免划伤制品。脱模后的制品要进行机械加工，除意避免划伤制品。脱模后的制品要进行机械加工，除去毛边、毛刺，修补表面和内部缺陷。大型玻璃钢制去毛边、毛刺，修补表面和内部缺陷。大型玻璃

44、钢制品往往分几部分成型，然后进行拼接组装，组装连接品往往分几部分成型，然后进行拼接组装，组装连接方法有方法有机械连接机械连接和和粘结粘结两种。两种。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型 手糊成型还包括手糊成型还包括压力袋法、真空袋法和喷射成型法压力袋法、真空袋法和喷射成型法等。压力袋法和真空袋法是将经手糊成型后未固化的玻等。压力袋法和真空袋法是将经手糊成型后未固化的玻璃钢，连同模具放上一个橡胶袋，通入压缩空气或抽真璃钢，连同模具放上一个橡胶袋，通入压缩空气或抽真空，使玻璃钢表面承受一定的压力，经固化后得制品。空，使玻璃钢表面承受一定的压力，经固化后得制品。加压袋法的工作压力为加压袋法的工作

45、压力为0.4-0.5MPa，真空袋法的工作压，真空袋法的工作压力为力为0.05-0.06MPa。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型 喷射成型法喷射成型法是利用喷枪将玻璃纤维及树脂同时喷至是利用喷枪将玻璃纤维及树脂同时喷至磨具上而制得玻璃钢的工艺方法，属于半机械化手糊法，磨具上而制得玻璃钢的工艺方法，属于半机械化手糊法，是手糊成型的发展方向。是手糊成型的发展方向。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型4.4 传递模塑传递模塑传递模塑定义：传递模塑定义：传递模塑又称传递成型或注压成型，它是以模压传递模塑又称传递成型或注压成型，它是以模压成型为基础，吸收了热塑性塑料注射成型的经验发展成型为基

46、础，吸收了热塑性塑料注射成型的经验发展起来的一种热固性塑料的成型方法。它是将热固性压起来的一种热固性塑料的成型方法。它是将热固性压塑料或预压料片加入在压膜上的加料室内，使其受热塑料或预压料片加入在压膜上的加料室内，使其受热软化，然后在压力作用下，使融化的塑料通过加料室软化，然后在压力作用下，使融化的塑料通过加料室底部的浇口和模具的流道进入加热的闭合模腔内，经底部的浇口和模具的流道进入加热的闭合模腔内，经过一定时间固化，即可脱模得制品。过一定时间固化，即可脱模得制品。传递模塑特点传递模塑特点与热固性塑料的模压成型工艺相似。与热固性塑料的模压成型工艺相似。与压缩模塑的区别是所用的模具在成型型腔之外

47、另有一与压缩模塑的区别是所用的模具在成型型腔之外另有一加料室，物料的熔融在加料室完成，成型是在模腔内完成。加料室，物料的熔融在加料室完成，成型是在模腔内完成。与注射成型的区别是物料在压模上的加料室内受热熔融，与注射成型的区别是物料在压模上的加料室内受热熔融，而注射成型时物料是在注射机料桶内塑化。而注射成型时物料是在注射机料桶内塑化。克服了模压成型难以制造结构复杂、薄壁或壁厚变化大，克服了模压成型难以制造结构复杂、薄壁或壁厚变化大，带有精细嵌件的制品及制品尺寸精度不高、成型周期长等带有精细嵌件的制品及制品尺寸精度不高、成型周期长等缺点。缺点。4.4 传递模塑传递模塑特性特性压缩模塑压缩模塑传递模

48、塑传递模塑模具加料模具加料1.粉料或料坯粉料或料坯2.在加料时间内磨具打开在加料时间内磨具打开3.物料放置在最适宜流动物料放置在最适宜流动的位置的位置1.在加料时间内磨具闭合在加料时间内磨具闭合2.料坯预热并放入加料室料坯预热并放入加料室模压前物料温度模压前物料温度1.冷的粉料或坯料冷的粉料或坯料2.料坯预热到料坯预热到104-138料坯预热到料坯预热到104-138模压温度模压温度一步达到一步达到177-2322.其他：其他：142-199143-182合模压力合模压力1.为为14.06-70.30MPa（制（制品最佳压力为品最佳压力为21.09MPa）2.制品厚度每增加制品厚度每增加2.5

49、4cm压力增加压力增加4.92MPa1.柱塞压力柱塞压力42.18-70.3MPa2.柱塞压力为合模压力的柱塞压力为合模压力的75%模腔压力模腔压力等于合模压力等于合模压力很低，最大为很低，最大为7.03MPa压缩模塑与传递模塑的比较压缩模塑与传递模塑的比较4.4 传递模塑传递模塑特性特性压缩模塑压缩模塑传递模塑传递模塑模具排气模具排气通常排出气体，减少固化通常排出气体，减少固化时间时间1.实际不需要实际不需要2.通过适当的排气孔排气通过适当的排气孔排气固化时间（对模具固化时间（对模具的加压时间）的加压时间）30-300s，但随使用的塑料、，但随使用的塑料、制品厚度和预热温度而变制品厚度和预热

50、温度而变化化45-90s，但随制品的形状，但随制品的形状和尺寸而变化和尺寸而变化模压制品的大小模压制品的大小限于压机的能力限于压机的能力最大约最大约0.4536kg嵌件的使用嵌件的使用限于使用，因为闭模时嵌限于使用，因为闭模时嵌件可能被移位或变形件可能被移位或变形不限制，但使用复杂的、不限制，但使用复杂的、多个嵌件要有一个调整过多个嵌件要有一个调整过程程产品的公差产品的公差尚好，取决于磨具结构和尚好，取决于磨具结构和成型方向成型方向好，精密公差比较容易达好，精密公差比较容易达到到收缩收缩最小最小1.比压缩模塑大比压缩模塑大2.横向收缩比流动方向小横向收缩比流动方向小续表续表4.4 传递模塑传递

51、模塑一一.传递模塑形式及设备传递模塑形式及设备1.活板式活板式2.罐式罐式 图图6-374.4 传递模塑传递模塑3.柱塞式传递：柱塞式传递：图图6384.4 传递模塑传递模塑4.螺杆式螺杆式 图图6394.4 传递模塑传递模塑二二.工艺过程：工艺过程：热固性压塑料或预压料片热固性压塑料或预压料片计量计量预热预热加料加料闭模闭模施压压铸施压压铸固化固化开模开模热固性塑料制品热固性塑料制品4.4 传递模塑传递模塑三三.工艺条件：工艺条件：1.成型压力：成型压力：指施加在加料室内物料上的压力。传递模指施加在加料室内物料上的压力。传递模塑的成型压力通常比模压成型压力高。塑的成型压力通常比模压成型压力高

52、。成型压力通常成型压力通常为模压的为模压的1.53.5倍，一般为倍，一般为6080MPa。原因：原因：这样在对熔融料施压时能克服浇口和流道这样在对熔融料施压时能克服浇口和流道的阻力，并且正在进入模腔以后仍具有足够的压力。的阻力，并且正在进入模腔以后仍具有足够的压力。成型压力要视物料的品种和模塑成型不同而有所成型压力要视物料的品种和模塑成型不同而有所不同。固化速率大的模塑料要高压高速，柱塞式传递不同。固化速率大的模塑料要高压高速，柱塞式传递模塑可比罐式传递降低模塑可比罐式传递降低10%到到20%。4.4 传递模塑传递模塑三三.工艺条件：工艺条件：2.模塑温度：模塑温度：指传递模塑成型时的磨具温度

53、，一般比指传递模塑成型时的磨具温度，一般比模压成型温度低模压成型温度低1020。原因：原因：物料从加料室注入模腔过程中，因产生剪物料从加料室注入模腔过程中，因产生剪切摩擦而生热，而且加料室部分的温度应比模腔温度切摩擦而生热，而且加料室部分的温度应比模腔温度更低些，以避免物料在加料室因温度过高而早期固化，更低些，以避免物料在加料室因温度过高而早期固化，使熔融料的流动性下降。使熔融料的流动性下降。注料速度对模塑温度也有影响，如果压注速度注料速度对模塑温度也有影响，如果压注速度很高易产生摩擦热。很高易产生摩擦热。4.4 传递模塑传递模塑三三.工艺条件：工艺条件：3.模塑时间：模塑时间：指对加料室内物

54、料施加压力开始至固化指对加料室内物料施加压力开始至固化完成开启磨具这段时间。通常传递模塑时间比模压时完成开启磨具这段时间。通常传递模塑时间比模压时间短间短20%30%。原因一：原因一：u对加料室内物料施压时温度已升高到固化临界温度，对加料室内物料施压时温度已升高到固化临界温度，物料进入模型后即可迅速进行交联固化反应；物料进入模型后即可迅速进行交联固化反应；4.4 传递模塑传递模塑原因二：原因二：u另一方面在加料室内的物料在注入模腔过程中通过浇另一方面在加料室内的物料在注入模腔过程中通过浇口和流道时因剪切摩擦生热，使模腔内各处的熔融料温口和流道时因剪切摩擦生热，使模腔内各处的熔融料温度均一性比模压成型时要高很多，因此在模腔内物料的度均一性比模压成型时要高很多，因此在模腔内物料的固化反应时间就短。固化反应时间就短。模塑时间主要取决于物料的种类，制品的大小和形模塑时间主要取决于物料的种类，制品的大小和形状、壁厚、预热条件及注压条件等。状、壁厚、预热条件及注压条件等。4.4 传递模塑传递模塑