纤维增强树脂基复合材料(玻璃钢,亦称FRP)可以用很多种不同的加工或成型工艺方法进一步制成各种结构、类型的最终产品,以满足不同的应用要求。这些方法大体有手糊成型法(Hand Layup)、喷射成型法(Spray up)、灌注成型法(RTM)、模压成型法(Compression Molding,即SMC/BMC)、拉挤成型法(Pultusion)、缠绕成型法(Fw)、连续板成型法(含波瓦、平板等的连续成型)、热塑性片材成型法(含GMT和LFT)等等。由于手糊成型和喷射成型所需的初次投资非常小,而且特别适合多品种、小批量及大型制品的生产,因此,这两种工艺在复合材料工业中始终占据着重要地位。尤其在经济不发达的发展中国家,由于其具有便宜的劳动力,这两种工艺又可节省投资,因而更为广泛地被用于复合材料制品的生产。 而像模压成型工艺(现在人们基本上用SMC/BMC工艺的概念所取代) 是20世纪60年代在西德发展起来的一种机械化、自动化程度高,生产效率高,环境污染小的工艺,特别适用于生产批量比较大的玻璃钢制品,如浴缸、汽车零部件、水箱板等。在日本及欧美国家,用SMC/BMC工艺制造的FRP制品约占FRP总产量的30%;在美国,仅在汽车工业中每年消耗的SMC/BMC就达20万t以上,我国FRP工业的发展水平虽然与世界先进国家尚有一定的距离,但近年来SMC/BMC工艺也取得了一定程度的进展,用SMC/BMC工艺制造的玻璃钢制品的数量越来越多,用途也越来越广泛。 在欧洲SMC/BMC所占份额在40%左右,而在日本这种比例高达50%以上。SMC/BMC模压工艺之所以发展如此迅速,地位如此重要,其主要原因在于它特别适用于高精度、结构复杂、外观要求高、可满足不同应用要求的零件或制品的大规模生产,而且过程可实现机械化、自动化,产品质量的稳定性也就是可再现性非常高。 SMC/BMC模塑料由树脂糊(基体材料)和玻璃纤维(增强材料)两大部分组成。其中树脂糊由不饱和聚酯树脂及辅助剂(引发剂、交联剂及阻聚剂)、增稠剂、低收缩添加剂、填料、颜料、内脱模剂等组分构成。不饱和聚酯树脂、玻璃纤维和填料在SMC/BMC中占90%以上,是SMC/BMC的“三大员”。组成中的其他组分如化学增稠剂、内脱模剂、固化剂、低收缩(波纹)添加剂、着色剂、各种助剂等,虽然其用量在总组成中所占比例不大(个别除外),但在系统中的作用却极为特殊,不可忽视。也就是说,可统称为添加剂的各种组分,对SMC/BMC的制备过程、制品成型及其最终性能都会产生重要的影响。尤其是在SMC/BMC发展到了非常成熟的今天,在SMC/BMC配方中,加入不同品种及用量的添加剂,对赋予SMC/BMC某些特殊的性能,改善制品的品质,扩大SMC/BMC的应用范围都起到十分重要的、有时是举足轻重的作用。 SMC/BMC模压成型工艺是将一定量的模塑料放人金属对模中,在一定的温度和压力作用下,使模塑料在模具内受热塑化、受压流动并充满模腔成型固化而获得制品的一种方法。模压成型工艺在成型过程中需要加热和加压,使得模塑料塑化产生流动充满模腔,并使树脂发生固化反应。在复合材料模塑料流动充满模腔的过程中,不仅树脂流动,增强材料也随之流动,使树脂和纤维同时填满模腔的各个部位。 |