Forschung zu Methoden zur Verbesserung der Oberflächenqualität von handverlegten Glasfaserprodukten

Glasfaserverstärkter Kunststoff wird aufgrund seiner einfachen Formgebung, hervorragenden Leistung und reichlich vorhandenen Rohstoffe in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft häufig verwendet.Die handlaminierte Glasfasertechnologie (im Folgenden als handlaminat bezeichnet) bietet die Vorteile einer geringen Investition, eines kurzen Produktionszyklus und eines geringen Energieverbrauchs und kann Produkte mit komplexen Formen herstellen, die einen bestimmten Marktanteil in China einnehmen.Allerdings ist die Oberflächenqualität handverlegter Glasfaserprodukte in China derzeit schlecht, was die Förderung handverlegter Produkte in gewissem Maße einschränkt.Brancheninsider haben viel Arbeit geleistet, um die Oberflächenqualität von Produkten zu verbessern.Im Ausland können handverlegte Produkte mit einer Oberflächenqualität nahe oder auf A-Niveau als Innen- und Außendekorationsteile für High-End-Autos verwendet werden.Wir haben fortschrittliche Technologien und Erfahrungen aus dem Ausland aufgenommen, eine Vielzahl gezielter Experimente und Verbesserungen durchgeführt und diesbezüglich bestimmte Ergebnisse erzielt.

Zunächst wird eine theoretische Analyse der Merkmale des Handlaminierungsprozesses und der Rohstoffe durchgeführt.Der Autor ist der Ansicht, dass die folgenden Hauptfaktoren die Oberflächenqualität des Produkts beeinflussen: ① die Verarbeitbarkeit des Harzes;② Die Verarbeitbarkeit von Gelcoatharz;③ Die Qualität der Formoberfläche.

Harz
Harz macht in handgefertigten Produkten etwa 55–80 Gewichtsprozent aus.Die verschiedenen Eigenschaften des Harzes bestimmen direkt die Leistung des Produkts.Die physikalischen Eigenschaften des Harzes im Produktionsprozess bestimmen die Produktionseffizienz und Produktqualität.Daher sollten bei der Auswahl des Harzes folgende Aspekte berücksichtigt werden:

Harzviskosität
Die Viskosität von handverarbeitetem Harz liegt im Allgemeinen zwischen 170 und 117 cps.Das Harz verfügt über einen breiten Viskositätsbereich, der die Auswahl erleichtert.Da der Viskositätsunterschied zwischen der oberen und unteren Grenze der gleichen Harzmarke jedoch etwa 100 cps bis 300 cps beträgt, kommt es im Winter und Sommer auch zu erheblichen Viskositätsschwankungen.Daher sind Experimente erforderlich, um das für die Viskosität geeignete Harz zu prüfen und zu bestimmen. In diesem Artikel wurden Experimente mit fünf Harzen mit unterschiedlichen Viskositäten durchgeführt.Während des Experiments wurde der Hauptvergleich hinsichtlich der Geschwindigkeit der Harzimprägnierung von Glasfasern, der Schaumleistung des Harzes sowie der Dichte und Dicke der Pastenschicht durchgeführt.Durch Experimente wurde festgestellt, dass je niedriger die Viskosität des Harzes, desto schneller die Imprägnierungsgeschwindigkeit von Glasfasern, desto höher die Produktionseffizienz, desto geringer die Porosität des Produkts und desto besser die Gleichmäßigkeit der Produktdicke.Wenn jedoch die Temperatur hoch ist oder die Harzdosis etwas zu hoch ist, kann es leicht zu einem Leimfluss (oder einer Leimkontrolle) kommen;Im Gegensatz dazu ist die Geschwindigkeit beim Imprägnieren von Glasfaser langsam, die Produktionseffizienz gering, die Produktporosität hoch und die Gleichmäßigkeit der Produktdicke schlecht, aber das Phänomen der Leimkontrolle und des Leimflusses wird verringert.Nach mehreren Experimenten wurde festgestellt, dass die Harzviskosität 200–320 cps bei 25 °C beträgt, was die beste Kombination aus Oberflächenqualität, intrinsischer Qualität und Produktionseffizienz des Produkts darstellt.In der tatsächlichen Produktion kommt es häufig zu dem Phänomen einer hohen Harzviskosität.Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Harzviskosität anzupassen, um sie auf den für den Betrieb geeigneten Viskositätsbereich zu reduzieren.Normalerweise gibt es zwei Methoden, um dies zu erreichen: ① Zugabe von Styrol, um das Harz zu verdünnen und die Viskosität zu verringern;② Erhöhen Sie die Temperatur des Harzes und die Temperatur der Umgebung, um die Viskosität des Harzes zu verringern.Bei niedrigen Temperaturen ist die Erhöhung der Umgebungstemperatur und der Harztemperatur eine sehr wirksame Methode.Im Allgemeinen werden zwei Methoden verwendet, um sicherzustellen, dass das Harz nicht zu schnell aushärtet.

Gelierungszeit
Die Gelzeit von ungesättigtem Polyesterharz beträgt meist 6 bis 21 Minuten (25 °C, 1 % MEKP, 0,5 % Kobaltnaphthalat).Das Gel ist zu schnell, die Betriebszeit ist unzureichend, das Produkt schrumpft stark, die Wärmeabgabe ist konzentriert und die Form und das Produkt können leicht beschädigt werden.Das Gel ist zu langsam, fließt leicht, härtet nur langsam aus und das Harz kann die Gelcoatschicht leicht beschädigen, was die Produktionseffizienz verringert.

Die Gelierungszeit hängt von der Temperatur und der Menge des zugesetzten Initiators und Promotors ab.Bei hoher Temperatur verkürzt sich die Gelierungszeit, wodurch die Menge der zugesetzten Initiatoren und Beschleuniger reduziert werden kann.Wenn dem Harz zu viele Initiatoren und Beschleuniger zugesetzt werden, wird die Farbe des Harzes nach dem Aushärten dunkler oder das Harz gibt aufgrund der schnellen Reaktion schnell Wärme ab und ist zu konzentriert (insbesondere bei dickwandigen Produkten), was zu Verbrennungen führt Produkt und Form.Daher wird der Handauflegevorgang im Allgemeinen in einer Umgebung über 15 °C durchgeführt.Zu diesem Zeitpunkt ist die Menge an Initiator und Beschleuniger nicht groß und die Harzreaktion (Gel, Aushärtung) ist relativ stabil, was für den Handauflegevorgang geeignet ist.

Die Gelierungszeit des Harzes ist für die eigentliche Produktion von großer Bedeutung.Der Test ergab, dass die Gelierzeit des Harzes bei 25 °C, 1 % MEKP und 0,0 % beträgt. Unter der Bedingung von 5 % Kobaltnaphthalat sind 10–18 Minuten am idealsten.Auch wenn sich die Betriebsumgebungsbedingungen geringfügig ändern, können die Produktionsanforderungen durch Anpassung der Dosierung von Initiatoren und Beschleunigern sichergestellt werden.

Weitere Eigenschaften von Harz
(1) Entschäumende Eigenschaften des Harzes
Die Entschäumungsfähigkeit von Harz hängt von seiner Viskosität und dem Gehalt an Entschäumungsmittel ab.Bei konstanter Viskosität des Harzes bestimmt die Menge des verwendeten Entschäumers maßgeblich die Porosität des Produkts.Bei der tatsächlichen Produktion wird beim Hinzufügen von Beschleuniger und Initiator zum Harz mehr Luft vermischt.Wenn das Harz eine schlechte Entschäumungseigenschaft aufweist, kann die Luft im Harz vor dem Gelieren nicht rechtzeitig entweichen, es müssen mehr Blasen im Produkt vorhanden sein und der Hohlraumanteil ist hoch.Daher muss ein Harz mit guten Entschäumungseigenschaften verwendet werden, das die Blasen im Produkt wirksam reduzieren und den Hohlraumanteil verringern kann.

(2) Farbe des Harzes
Wenn Glasfaserprodukte derzeit als hochwertige Außendekorationen verwendet werden, müssen sie in der Regel auf der Oberfläche mit hochwertiger Farbe beschichtet werden, um der Produktoberfläche Farbe zu verleihen.Um die Konsistenz der Lackfarbe auf der Oberfläche von Glasfaserprodukten sicherzustellen, ist es erforderlich, dass die Oberfläche von Glasfaserprodukten weiß oder hell ist.Um diese Anforderung zu erfüllen, muss bei der Harzauswahl helles Harz gewählt werden.Durch Screening-Experimente an einer großen Anzahl von Harzen wurde gezeigt, dass der Harzfarbwert (APHA) Φ 84 das Farbproblem von Produkten nach dem Aushärten wirksam lösen kann.Gleichzeitig erleichtert die Verwendung von hellem Harz die rechtzeitige Erkennung und Beseitigung von Blasen in der Pastenschicht während des Pastierungsprozesses.Und reduzieren Sie das Auftreten ungleichmäßiger Produktdicken, die durch Bedienungsfehler während des Klebevorgangs verursacht werden und zu ungleichmäßigen Farben auf der Innenfläche des Produkts führen.

(3) Lufttrockenheit
Bei hoher Luftfeuchtigkeit oder niedrigen Temperaturen kommt es häufig vor, dass die Innenoberfläche des Produkts nach dem Erstarren klebrig wird.Dies liegt daran, dass das Harz auf der Oberfläche der Pastenschicht mit Sauerstoff, Wasserdampf und anderen Polymerisationsinhibitoren in der Luft in Kontakt kommt, was zu einer unvollständig ausgehärteten Harzschicht auf der Innenoberfläche des Produkts führt.Dies beeinträchtigt einerseits die Nachbearbeitung des Produkts erheblich, andererseits ist die Innenfläche anfällig für anhaftenden Staub, der die Qualität der Innenfläche beeinträchtigt.Daher sollte bei der Auswahl von Harzen darauf geachtet werden, dass Harze mit lufttrocknenden Eigenschaften ausgewählt werden.Bei Harzen ohne Lufttrocknungseigenschaften kann dem Harz im Allgemeinen eine Lösung aus 5 % Paraffin (Schmelzpunkt 46–48 °C) und Styrol bei 18–35 °C zugesetzt werden, um die Lufttrocknungseigenschaften des Harzes zu lösen, mit einer Dosierung von ca 6-8 % des Harzes.

Gelatine-Beschichtungsharz
Um die Oberflächenqualität von Glasfaserprodukten zu verbessern, ist im Allgemeinen eine farbige, harzreiche Schicht auf der Oberfläche des Produkts erforderlich.Gelcoat-Harz ist ein solches Material.Gelatine-Beschichtungsharz verbessert die Alterungsbeständigkeit von Glasfaserprodukten und sorgt für eine homogene Oberfläche, wodurch die Oberflächenqualität der Produkte verbessert wird.Um eine gute Oberflächenqualität des Produktes zu gewährleisten, ist eine Dicke der Klebeschicht in der Regel von 0,4-6 mm erforderlich.Darüber hinaus sollte die Farbe des Gelcoats hauptsächlich weiß oder hell sein und es sollte keinen Farbunterschied zwischen den Chargen geben.Darüber hinaus sollte auf die Betriebsleistung des Gelcoats geachtet werden, einschließlich seiner Viskosität und seines Verlaufs.Die am besten geeignete Viskosität zum Sprühen von Gelbeschichtungen beträgt 6000 cps.Die intuitivste Methode zur Messung der Nivellierung der Gelbeschichtung besteht darin, eine Schicht Gelbeschichtung auf die lokale Oberfläche der entformten Form aufzusprühen.Wenn sich auf der Gelbeschichtung fischaugenartige Schrumpfungsspuren befinden, deutet dies darauf hin, dass die Nivellierung der Gelbeschichtung nicht gut ist.

Die verschiedenen Wartungsmethoden für verschiedene Formen sind wie folgt:
Neue Formen oder Formen, die längere Zeit nicht verwendet wurden:
Der Gelcoat muss vor der Anwendung gründlich aufgerührt werden und nach der Zugabe des Triggersystems muss er schnell und gleichmäßig aufgerührt werden, um den besten Anwendungseffekt zu erzielen.Wenn beim Sprühen eine zu hohe Viskosität festgestellt wird, kann zur Verdünnung eine entsprechende Menge Styrol zugesetzt werden;Wenn es zu klein ist, sprühen Sie es noch einige Male dünn auf.Darüber hinaus erfordert der Spritzvorgang, dass die Spritzpistole etwa 2 cm von der Oberfläche der Form entfernt ist, mit entsprechendem Druckluftdruck, die Spritzpistolen-Lüfteroberfläche senkrecht zur Richtung der Pistole und die Spritzpistolen-Lüfteroberflächen einander überlappen um 1/3.Dies kann nicht nur die Prozessfehler des Gelcoats selbst beheben, sondern auch die gleichbleibende Qualität der Gelcoatschicht des Produkts sicherstellen.

Der Einfluss von Schimmelpilzen auf die Oberflächenqualität von Produkten
Formen sind die Hauptausrüstung für die Herstellung von Glasfaserprodukten. Formen können je nach Material in Typen wie Stahl, Aluminium, Zement, Gummi, Paraffin, Glasfaser usw. unterteilt werden.Glasfaserformen sind aufgrund ihrer einfachen Formbarkeit, der Verfügbarkeit von Rohmaterialien, der geringen Kosten, des kurzen Herstellungszyklus und der einfachen Wartung die am häufigsten verwendete Form für das manuelle Auflegen von Glasfasern geworden.
Die Oberflächenanforderungen für Glasfaserformen und andere Kunststoffformen sind die gleichen, normalerweise ist die Oberfläche der Form eine Ebene höher als die Oberflächenglätte des Produkts.Je besser die Oberfläche der Form, desto kürzer ist die Form- und Nachbearbeitungszeit des Produkts, desto besser ist die Oberflächenqualität des Produkts und desto länger ist die Lebensdauer der Form.Nachdem die Form zur Verwendung geliefert wurde, ist es notwendig, die Oberflächenqualität der Form aufrechtzuerhalten.Die Wartung der Form umfasst das Reinigen der Oberfläche der Form, das Reinigen der Form, das Reparieren beschädigter Stellen und das Polieren der Form.Die rechtzeitige und effektive Wartung von Formen ist der ultimative Ausgangspunkt für die Wartung von Formen, und die richtige Wartungsmethode für Formen ist von entscheidender Bedeutung.Die folgende Tabelle zeigt verschiedene Wartungsmethoden und entsprechende Wartungsergebnisse.
Reinigen und prüfen Sie zunächst die Oberfläche der Form und führen Sie notwendige Reparaturen an Stellen durch, an denen die Form beschädigt oder strukturell unzumutbar ist.Reinigen Sie anschließend die Oberfläche der Form mit einem Lösungsmittel, trocknen Sie sie und polieren Sie dann die Oberfläche der Form ein- oder zweimal mit einer Poliermaschine und Polierpaste.Führen Sie das Wachsen und Polieren dreimal hintereinander durch, tragen Sie dann erneut Wachs auf und polieren Sie vor der Verwendung erneut.

Schimmel im Einsatz
Stellen Sie zunächst sicher, dass die Form alle drei Anwendungen gewachst und poliert wird.Bei Teilen, die anfällig für Beschädigungen sind und sich nur schwer entformen lassen, sollte vor jedem Gebrauch Wachsen und Polieren durchgeführt werden.Zweitens muss eine Schicht aus Fremdkörpern (möglicherweise Styropor oder Wachs), die auf der Oberfläche einer über einen längeren Zeitraum verwendeten Form entstehen kann, rechtzeitig gereinigt werden.Die Reinigungsmethode besteht darin, zum Schrubben ein in Aceton oder einen speziellen Formenreiniger getauchtes Baumwolltuch zu verwenden (der dickere Teil kann vorsichtig mit einem Werkzeug abgekratzt werden), und der gereinigte Teil sollte entsprechend der neuen Form entformt werden.
Bei beschädigten Formen, die nicht rechtzeitig repariert werden können, können Materialien wie Wachsblöcke verwendet werden, die zu Verformungen neigen und die Aushärtung des Gelcoats nicht beeinträchtigen, um den beschädigten Bereich der Form vor der weiteren Verwendung zu füllen und zu schützen.Für diejenigen, die rechtzeitig repariert werden können, muss zuerst die beschädigte Stelle repariert werden.Nach der Reparatur müssen mindestens 4 Personen (bei 25 °C) ausgehärtet werden.Der reparierte Bereich muss poliert und entformt werden, bevor er in Gebrauch genommen werden kann.Die normale und korrekte Wartung der Formoberfläche bestimmt die Lebensdauer der Form, die Stabilität der Produktoberflächenqualität und die Stabilität der Produktion.Daher ist es notwendig, sich bei der Schimmelpflege gute Gewohnheiten anzueignen.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die Verbesserung von Materialien und Prozessen sowie die Verbesserung der Oberflächenqualität von Formen die Oberflächenqualität von handverlegten Produkten deutlich verbessert wird.

 

 


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. Januar 2024