橡胶制品的模型硫化-精课件

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1、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、胶布、胶

2、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 线形结构，分子间以范德华力相互作用线形结构，分子间以范德华力相互作用线形结构，分子间以范德华力相互作用线形结构，分子间以范德华力相互作用硫化时硫化时 分子被引发，发生化学交联反应分子被引发，发生化学交联反应分子被引发，发生化学交联反应分子被引发，发生化学交联反应硫化后硫化后 网状结构，分子间主要已以化学键结合网状结构，分子间主要已以化学键结合网状结构，分子间主要已以化学键结合网状结构

3、，分子间主要已以化学键结合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4.2 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

4、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：硫化历程：焦烧阶段焦烧阶段pa 操作焦烧时间操作焦烧时间pb 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

5、硫化起步阶段，硫化诱导期硫硫化化开开始始前前的的延延迟迟作作用用时时间间，胶胶料料尚尚未未开开始始交交联联，具具有有良好流动性。良好流动性。模模型型硫硫化化制制品品，胶胶料料流流动动，充充模模必必须须在在此此阶阶段段完完成成，否否则发生焦烧。花纹不清，缺胶。则发生焦烧。花纹不清，缺胶。焦焦烧烧期期的的长长短短：决决定定了了胶胶料料的的焦焦烧烧性性及及操操作作安安全全性性。取取决于配方，特别是促进剂。决于配方，特别是促进剂。超超促促进进剂剂焦焦烧烧期期短短，适适用用非非模模型型硫硫化化制制品品，尽尽早早硫硫化化，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

6、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：配方混混炼炼、停停放放要要低低温温，成成型型时时要要迅迅速速，即即减减少少操操作作焦焦烧烧时时间。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诱导导期期后后，开开始

7、始交交联联，形形成成网网状状，性性能能上上升升，至至正正硫化。硫化。在在此此阶阶段段，交交联联度度低低，即即使使在在此此阶阶段段的的后后期期，性性能能（主要是拉伸强度、弹性等）尚未达到预期的要求。（主要是拉伸强度、弹性等）尚未达到预期的要求。但但其其抗抗撕撕性性、耐耐磨磨性性、则则优优于于正正硫硫化化胶胶料料，若若要要求求这些性能时制品可以轻微欠硫。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制品品达达到到适适当当的的交交联联度度的的阶阶段段，此此时时各各项项力力学学性性能能均均达达到或接近最佳值，其综合性能最好。到或接

8、近最佳值，其综合性能最好。正正硫硫化化是是一一个个阶阶段段各各项项性性能能基基本本上上保保持持恒恒定定或或变变化化很少，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。正正硫硫化化时时间间的的选选取取：拉拉伸伸强强度度达达到到最最高高值值略略前前的的时时间间。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 交交联联和和氧氧化化断断链链两两种种反反应应贯贯穿穿于于橡橡胶胶硫硫化化过过程程的的始终。只是在硫化过程的不同阶段两种反应

9、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）进进入入过过硫硫的的早早晚晚，即即硫硫化化平平坦坦期期的的宽宽窄窄，主主要要取取决决于于两两个个方面：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

10、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：

11、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法 鼓鼓式式硫硫化化机机；蒸蒸汽汽管管道道；热热空空气气连连续续；液液体体介介质质；红红外外线线；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混炼炼胶胶和和橡橡胶胶半半成成品品 计计量量 加

12、加料料 闭闭模模排气排气 保压（硫化）保压（硫化）脱模脱模 制品制品 这这一一过过程程基基本本上上与与热热固固性性塑塑料料的的模模压压成成型型相相同同，硫化工艺条件是硫化压力、硫化温度和硫化时间。硫化工艺条件是硫化压力、硫化温度和硫化时间。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;胶胶料料流流动动性性差差，制制品品形形状状复复杂杂，制制品品表表面面花花纹纹细细致致，结结构构复复杂杂，厚厚制制品品，硫硫化化温温度度高高，则则硫硫

13、化化压压力力高一些高一些;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。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 在在一一定定的的硫硫化化温温度度和和压压力力下下，橡橡胶胶有有一一最最适适宜宜的的硫硫化化时时间间。硫硫化化时时间间的的长长短短须须服服从从于于达达到到正正硫硫化化时时

14、的的硫化效应为准则。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：概概念念：增增强强热热固固性性塑塑料料的的层层压压以以片片状状连连续续材材料料（玻玻璃璃布布、纸纸、布布）为为填填料料（骨骨架架材材料料）浸浸渍渍树树脂脂溶溶液

15、液，经经干干燥燥后后而而成成为为附附胶胶材材料料，通通过过剪剪裁裁、叠叠合合成成层层或或卷卷制制，在在加加热热、加加压压的的条条件件下下，使使树树脂脂交交联联固固化化成成型型为为片片状状、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

16、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 浸浸渍渍上上胶胶是是制制造造层层压压制制品品的的关关键键工工艺艺。主主要要包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）树树脂脂溶溶液液配配置置：浸浸渍渍前前首首先先将将树树脂脂按按需需要要配配置置成一定浓度的胶液。成一定浓度的胶液。一一般般层层压压制制品品常常用用碱碱催催化化的的A A阶阶热热固固性性酚酚醛醛树树脂脂作作为浸渍液树脂。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溶剂剂常常用用乙乙醇醇，为为了了增增加加树树脂脂与与增增强强材材料料的的粘粘结结力，浸渍液中往

17、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。胶胶液液的的浓浓度度或或黏黏度度是是影影响响浸浸渍渍质质量量的的主主要要因因素素，浓浓度度或或黏黏度度过过大大不不易易渗渗入入增增强强材材料料内内部部，过过小小则则浸浸渍量不够，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 使使树树脂脂溶溶液液均均匀匀涂涂布布在在增增强强材材料料上上，并并尽尽可可能能使使树树脂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

18、浸渍渍前前对对增增强强材材料料也也要要进进行行适适当当的的表表面面处处理理和和干干燥燥，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%。影影响响上上胶胶量量的的因因素素是是胶胶液液的的浓浓度度和和黏黏度度、增增强强材材料料与与胶胶液液的的接接触触时时间间以以及及挤挤压压辊辊的的间间隙隙。挤挤压压辊辊具具有有把把胶胶液液渗渗透透到纤维布缝隙中，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 浸浸渍渍上上胶胶后后即即进

19、进入入干干燥燥室室，以以除除去去溶溶剂剂、水水分分及及其其他挥发物，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。干干燥燥过过程程中中主主要要控控制制干干燥燥室室各各段段的的温温度度和和附附胶胶材材料料通通过过干燥室的干燥室的速度速度。干干燥燥后后所所得得附附胶胶材材料料是是制制造造层层压压制制品品的的半半成成品品，其其主主要要质质量量指指标标是是挥挥发发物物含含量量、不不溶溶性性树树脂脂含含量量和和干干燥燥度度等等，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 层层压压制制品品主主要要有有板板

20、材材、管管材材或或棒棒材材及及模模型型制制品品，不不同制品其压制工艺是不同的。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 其其成成型型过过程程包包括括剪剪裁裁、叠叠合合、进进模模、热热压压和和脱脱模模等等。根根据据层层压压制制品品的的形形状状、大大小小和和厚厚度度，首首先先剪剪裁裁干干燥燥后后的的附附胶胶材材料料，然然后后叠叠合合成成板板坯坯。层层压压成成型型是是在在多多层层压压机机上上完成的。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 叠叠合合好好的的板板坯坯置置于于两两块块打打磨磨抛抛光光的的不不锈锈钢钢板板之之间间，并

21、并逐逐层层放放入入多多层层压压机机的的各各层层热热压压板板上上。然然后后闭闭合合压压机机开开始升温加压。始升温加压。压压制制板板材材的的多多层层压压机机为为充充分分利利用用两两加加热热板板之之间间的的空空间间，可可将将叠叠合合好好的的板板坯坯组组合合成成叠叠合合本本放放入入两两热热板板间间。叠叠合本厚度不得超过两热板间的距离。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 热热压压过过程程使使树树脂脂熔熔融融流流动动进进一一步步渗渗入入到到增增强强材材料料中中去去，并并使使树树脂脂交交联联硬硬化化。温温度度、压压力力和和时时间间是是层层压压成成型型的的三三个个重重要要

22、的的工工艺艺条条件件。但但在在压压制制过过程程中中，温温度度和和压压力力的控制分为五个阶段：的控制分为五个阶段：u预预热热阶阶段段：板板坯坯的的温温度度从从室室温温升升至至树树脂脂开开始始交交联联反反应应的的温温度度，这这时时树树脂脂开开始始融融化化并并进进一一步步渗渗入入增增强强材材料料中中，同同时时使使部部分分挥挥发发物物排排出出。此此时时施施加加最最高高压压力力的的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中中间间保保温温阶阶段段：树树脂脂

23、在在较较低低的的反反应应速速度度下下进进行行交交联联固固化化反反应应，直直至至溢溢料料不不能能拉拉成成丝丝为为止止，然然后后开开始始升温升压。升温升压。u升升温温阶阶段段：将将温温度度和和压压力力升升至至最最高高，此此时时树树脂脂的的流流动动性性已已下下降降，高高温温高高压压不不会会造造成成胶胶液液流流失失，却却能能加加快快交交联联反反应应。升升温温速速度度不不宜宜过过快快，以以免免制制品品出出现现裂纹和分层，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热热压压保保温温阶阶段段：在在规规定定的的压压力力和和温温度度

24、下下（9-10MPa，160-170），保保持持一一段段时时间间，使使树树脂脂充充分交联固化。分交联固化。u冷冷却却阶阶段段：树树脂脂充充分分交交联联固固化化后后即即可可逐逐渐渐降降温温冷冷却却。冷冷却却时时应应该该保保持持一一定定的的压压力力，否否则则制制品品表表面面起起泡和翘曲变形。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，促进树脂压紧附胶材料，促进树脂流动和排除挥发物流动和排除挥发物的作用。压力的大小取决于树脂的的作用。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

25、。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、固化特性和制品的决定于树脂的类型、固化特性和制品的厚度，厚度，总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*固化速度固化速度+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 层层压压管管材材和和棒棒材材也也是是以以干干燥燥的的附附胶胶材材料料为为原原料料，用用专专门门的的卷卷管管机机卷卷绕绕成成管管坯坯或或棒棒坯坯。将将管管坯坯先先送送入入8

26、0-100烘烘房房内内预预固固化化，然然后后在在170进进一一步步固固化化。对对于于层层压压棒棒，也也可可将将棒棒坯坯放放入入专专门门的的压压制制模模具具内内，然然后后加加压加热固化成型。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 层层压压材材料料的的模模型型制制品品也也是是以以附附胶胶材材料料为为原原料料经经剪剪裁裁、叠叠合合、制制成成型型坯坯，放放入入模模腔腔中中进进行行热热压压，模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

27、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：复复合合材材料料的的模模压压成成型型工工艺艺与与热热固固性性塑塑料料的的模模压压成成型型相相类类似似，是是将将模模压压料料放放在在金金属属对对模模中中，在在一一定定的的温温度度和和压压力力作作用用下下，制制成成异异形形

28、制制品品的的工工艺艺过过程程。复复合合材材料料模模压压料料多多数数是是以以热热固固性性树树脂脂作作为为粘粘合合剂剂浸浸渍渍增增强强材材料料后后制制的的中中间间产产物物，常常用用的的树树脂脂有有酚酚醛醛、环环氧氧、环环氧氧-酚酚醛醛和和聚聚酯树脂等，增强材料多数是玻璃纤维。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：根根据据模模压压料料中中玻玻璃璃纤纤维维的的物物理理形形态态可可将将模模压压成成型型工工艺艺分分为为短短纤纤维维料料模模压压、毡毡料料模模压压、碎碎布布料料模模压压、缠缠绕绕模模压压、织织物物模模压压、定定向向辅辅设设模模压压和

29、和片片状状模模塑塑料料模模压压。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：聚聚酯酯模模压压料料由由树树脂脂糊糊以以及及增增强强材材料料组组成成，树树脂脂糊糊包包含含不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂、交交联联剂剂、引引发发剂剂、增增稠稠剂剂等等物物料料，增增强强材材料料主主要要有有短短切切玻玻璃璃纤纤维维及及短短切切玻玻璃璃纤纤维维毡。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

30、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

31、流程图4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型1.1.块块状状模模塑塑料料是是用用预预混混法法制制成成的的聚聚酯酯树树脂脂模模塑塑料料，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.玻玻璃璃纤纤维维的的长长度度是是影影响响模模压压料料的的加加工工性性能能和和制制品品最最终终性性能能，一一般般玻玻璃璃纤纤维维长长度度为为1.3-1.6cm，最最长长为为3.0cm。太太短短制制品品强强度度低低，而而太太长长不不利利于于分分散散均均匀，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.短短切切玻玻璃璃纤纤维维与与

32、树树脂脂糊糊的的混混合合一一般般由由捏捏合合机机来来完完成成，在在捏捏合合过过程程中中主主要要控控制制捏捏合合时时间间和和树树脂脂系系统统的的黏黏度度。混混合合时时间间过过长长，纤纤维维强强度度损损失失过过大大，还还会会导导致致热热效效应应产产生生，影影响响浸浸润润；时时间间过过短短，混混合不均匀。合不均匀。4.混混合合后后所所得得到到的的BMC必必须须用用聚聚乙乙烯烯薄薄膜膜袋袋封封存存，一般可在室温下存放一般可在室温下存放3-4周。周。5.BMC适适于于生生产产形形状状复复杂杂的的制制品品，而而且且成成型型速速度度快快，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

33、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.片片状状模模塑塑料料是是用用预

34、预浸浸法法制制成成的的片片状状聚聚酯酯树树脂脂模模压压料。料。2.SMC生生产产为为连连续续过过程程，可可用用不不同同的的成成片片机机组组生生产产，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生生产产工工艺艺简简单单方方便便，生生产产效效率率高高，易易自自动动化化，制制品品尺尺寸寸稳稳定定性性好好，表表面面平平整整光光滑滑。产产品品广广泛泛用用在汽车行业、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：特特点点：不不加加压压力力，或或仅仅加加少少许许压压力力，不不必必加加热热；

35、设设备备工工艺艺简简单单，生生产产成成本本低低；对对模模具具的的要要求求低低；制制品品性性能能优良；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。工工艺艺：用用手手工工在在预预先先涂涂好好脱脱模模剂剂的的模模具具上上，刷刷上上一一层层树树脂脂液液，铺铺上上一一层层玻玻璃璃布布，排排除除气气泡泡，如如此此重重复复，直直至达到所需厚度，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

36、理化学处理和热处理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 作作为为玻玻璃璃纤纤维维及及其其织织物物粘粘合合剂剂的的树树脂脂主主要要为为能能在在室室温温或或较较低低温温度度下下固固化化的的不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂和和环环氧氧树树脂脂，为为了了便便于于糊糊制制，要要求求配配制制成成黏黏度度为为0.4-0.9Pa.s的的树树脂脂胶胶液液。树树脂脂胶胶液液组组分分除除了了固固化化剂剂、引引发发剂剂、促促进进剂剂外外，还加有填料、稀释剂、颜料、触变剂等。还加有填料、稀释剂、颜料、

37、触变剂等。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 对对于于聚聚酯酯树树脂脂胶胶液液配配方方，配配置置时时按按配配方方先先将将引引发发剂剂和和树树脂脂混混合合均均匀匀，成成型型操操作作前前再再加加入入促促进进剂剂搅搅匀匀使使用用，也也可可以以预预先先在在树树脂脂液液中中加加入入促促进进剂剂，在在成成型型操操作作前前加加入入引发剂搅匀使用。引发剂搅匀使用。对对于于环环氧氧树树脂脂配配方方，配配制制时时先先将将稀稀释释剂剂或或其其他他辅辅助助剂加入树脂中搅拌均匀备用，使用前加入固化剂搅匀。剂加入树脂中搅拌均匀备用，使用前加入固化剂搅匀。4.3 复合材料压制成型复

38、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 适适于于手手糊糊成成型型的的玻玻璃璃纤纤维维及及其其织织物物主主要要有有无无捻捻粗粗纱纱及及其其布布、加加捻捻布布、无无碱碱玻玻璃璃布布及及玻玻璃璃毡毡。玻玻璃璃纤纤维维布布要要通通过过加加热热烘烘焙焙、烧烧毛毛及及化化学学的的方方法法除除去去玻玻璃璃布布表表面面的的水水分分和和浆浆料料。按按模模型型的的大大小小和和形形状状进进行行裁裁剪剪，玻玻璃璃布布的的经经纬纬向向强强度度不不同同，对对要要求求正正交交各各向向同同性性的的制制品品，则应将玻璃布纵横交替铺放。则应将玻璃布纵横交替铺放。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型3.3.

39、模具准备及脱模剂涂刷模具准备及脱模剂涂刷 为为了了防防止止成成型型时时粘粘膜膜，保保证证制制品品的的质质量量，模模具具的的工工作作面面上上一一般般都都要要涂涂刷刷脱脱模模剂剂。常常用用的的脱脱模模剂剂分分为为三三大类：大类：（1 1）薄薄膜膜型型：聚聚酯酯薄薄膜膜、聚聚氯氯乙乙烯烯薄薄膜膜、聚聚乙乙烯烯薄薄膜膜、聚乙烯醇薄膜、醋酸纤维素薄膜等；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）溶溶液液型型：过过氯氯乙乙烯烯溶溶液液、聚聚乙乙烯烯醇醇溶溶液液。聚聚苯苯乙烯溶液、硅橡胶和硅油等；乙烯溶液、硅橡胶和硅油

40、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。使使用用脱脱模模剂剂的的方方法法是是在在干干燥燥磨磨具具上上进进行行刷刷涂涂、喷喷涂或擦涂。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 聚聚酯酯树树脂脂固固化化后后，由由于于收收缩缩会会使使玻玻璃璃布布纹纹凸凸出出来来。为为了了改改善善玻玻璃璃钢钢制制品品的的表表面面质质量量，延延长长使使用用寿寿命命，在在制制品品表表面面往往往往做做一一层层树树脂脂含含量量较较高高的的面面层层，称称为为胶胶衣衣层层。它它可可

41、以以是是纯纯树树脂脂层层，也也可可以以是是含含无无机机填填料料的的树树脂脂胶胶液液。胶胶衣衣树树脂脂可可以以用用喷喷涂涂和和涂涂刷刷的的方方法法，均均匀匀地地涂涂在在磨磨具具上上，涂涂层层一一般般控控制制在在0.25-0.5mm之之间间，胶胶衣衣层层凝胶后方可糊制。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 糊糊制制操操作作即即在在磨磨具具上上重重复复地地刷刷一一层层树树脂脂，贴贴一一层层玻玻璃璃布布，直直到到达达到到要要求求厚厚度度。厚厚德德玻玻璃璃钢钢制制品品应应分分层层糊糊制制，每每次次不不超超过过7mm。糊糊制制操操作作要要求求做做到到快快速速、准

42、准确确、含含胶胶量量均均匀匀、无无气气泡泡及及表表面面平平整整。糊糊制制时时一一般般要要求求环环境境温温度度不不低低于于15，湿湿度度不不高高于于80%。4.3 复合材料压制成型复合材料压制成型6.固化固化 手手糊糊成成型型后后一一般般在在常常温温下下固固化化24h才才能能脱脱模模，脱脱模模后后再再放放置置一一周周左左右右方方可可使使用用。但但要要达达到到更更高高强强度度，则则需需更更长长的的时时间间。为为了了缩缩短短生生产产周周期期，可可采采用用加加热热处处理理来来提提高高固固化化速速度度。环环氧氧树树脂脂制制品品的的热热处处理理温温度度可可高高些些，控控制制在在150 以以内内，聚聚酯酯制

43、制品品的的热热处处理理温温度度不不超超过过120，一一般般控控制制在在50-80之之间间，热热处处理理时时必必须须逐逐步升温和降温。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

44、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

45、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：传传递递模模塑塑又又称称传传递递成成型型或或注注压压成成型型，它它是是以以模模压压成成型型为为基基础础，吸吸收收了了热热塑塑性性塑塑料料注注射射成成型型的的经经验验发发展展起起来来的的一一种种热热固固性性塑塑料料的的成成型型方方法法。它它是是将将

46、热热固固性性压压塑塑料料或或预预压压料料片片加加入入在在压压膜膜上上的的加加料料室室内内，使使其其受受热热软软化化，然然后后在在压压力力作作用用下下，使使融融化化的的塑塑料料通通过过加加料料室室底底部部的的浇浇口口和和模模具具的的流流道道进进入入加加热热的的闭闭合合模模腔腔内内，经经过一定时间固化，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。与与压压缩缩模模塑塑的的区区别别是是所所用用的的模模具具在在成成型型型型腔腔之之外外另另有有一一加料室，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

47、融在加料室完成，成型是在模腔内完成。与与注注射射成成型型的的区区别别是是物物料料在在压压模模上上的的加加料料室室内内受受热热熔熔融融，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。克克服服了了模模压压成成型型难难以以制制造造结结构构复复杂杂、薄薄壁壁或或壁壁厚厚变变化化大大，带带有有精精细细嵌嵌件件的的制制品品及及制制品品尺尺寸寸精精度度不不高高、成成型型周周期期长长等等缺点。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

48、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2.54cm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

49、%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，减少固化时通常排出气体，减少固化时间间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化制品厚度和预热温度而变化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

50、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，因为闭模时嵌件限于使用，因为闭模时嵌件可能被移位或变形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，取决于磨具结构和成尚好，取决于磨具结构和成型方向型方向好，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

51、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.成成型型压压力力：指指施施加加在在加加料料室室内内物物料料上上的的压压力力。传传递递模模塑塑的的成成型型压压力力通通常常比比模模压压成成型型压压力力高高。成成型型压压力力通通常常为为模压的模压的1.53.5倍，一般为倍，一般为6080MPa。原原因因：这这样样在在对对熔熔融融料料施施压压

52、时时能能克克服服浇浇口口和和流流道道的的阻力，并且正在进入模腔以后仍具有足够的压力。阻力，并且正在进入模腔以后仍具有足够的压力。成成型型压压力力要要视视物物料料的的品品种种和和模模塑塑成成型型不不同同而而有有所所不不同同。固固化化速速率率大大的的模模塑塑料料要要高高压压高高速速，柱柱塞塞式式传传递递模模塑塑可比罐式传递降低可比罐式传递降低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.模模塑塑温温度度：指指传传递递模模塑塑成成型型时时的的磨磨具具温温度度，一一般般比比模压成型温度低模压成型温度低1020。原原因因：物物料料从从加加料料室室注注入入模模腔腔过过程程中中，因

53、因产产生生剪剪切切摩摩擦擦而而生生热热，而而且且加加料料室室部部分分的的温温度度应应比比模模腔腔温温度度更更低低些些，以以避避免免物物料料在在加加料料室室因因温温度度过过高高而而早早期期固固化化，使熔融料的流动性下降。使熔融料的流动性下降。注注料料速速度度对对模模塑塑温温度度也也有有影影响响，如如果果压压注注速速度度很很高易产生摩擦热。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.模模塑塑时时间间：指指对对加加料料室室内内物物料料施施加加压压力力开开始始至至固固化化完完成成开开启启磨磨具具这这段段时时间间。通通常常传传递递模模塑塑时时间间比比模模压压时时间间短短20%3

54、0%。原因一：原因一：u对对加加料料室室内内物物料料施施压压时时温温度度已已升升高高到到固固化化临临界界温温度度，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另另一一方方面面在在加加料料室室内内的的物物料料在在注注入入模模腔腔过过程程中中通通过过浇浇口口和和流流道道时时因因剪剪切切摩摩擦擦生生热热，使使模模腔腔内内各各处处的的熔熔融融料料温温度度均均一一性性比比模模压压成成型型时时要要高高很很多多，因因此此在在模模腔腔内内物物料料的的固化反应时间就短。固化反应时间就短。模模塑塑时时间间主主要要取取决决于于物物料料的的种种类类，制制品品的的大大小小和和形形状、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