何 濤，劉 成，王 剛

(天津東汽風電葉片工程有限公司 天津300480)

大型玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)研究

何 濤，劉 成，王 剛

(天津東汽風電葉片工程有限公司 天津300480)

從玻璃鋼制品模具表面層的作用、表面層材料的選用原則、表面層結(jié)構(gòu)、制作成本及特點等方面，對玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)進行了分析和研究。

表面層結(jié)構(gòu) 膠衣 碳氈 玻璃鋼制品模具

為了改善和美化玻璃鋼制品的表面狀態(tài)，提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量和價值，并保證內(nèi)層玻璃鋼不受侵蝕，延長制品使用壽命，我們一般在模具的工作表面做一層表面結(jié)構(gòu)層。該結(jié)構(gòu)層質(zhì)量的好壞，直接影響模具的外在質(zhì)量以及耐候性、耐水性和耐化學介質(zhì)侵蝕性等，所以玻璃鋼制品模具表面層有著很重要的作用。

1 玻璃鋼制品模具表面層的作用

玻璃鋼制品模具表面層是玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)中比較重要的結(jié)構(gòu)層，其作用主要有：①硬度較高、表面光滑，可以遮蓋纖維布痕跡；②提高模具表面的耐候性；③制作模具表面后，由于沒有纖維裸露在表面，避免了纖維與水及其他液體介質(zhì)相接觸，提高模具的耐水性和耐化學性能；④在受到輕微劃傷時不會損傷玻璃纖維增強層，可以很好地保護玻璃鋼模具的結(jié)構(gòu)層。

2 玻璃鋼制品模具表面層材料選用原則

為了充分體現(xiàn)玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)的上述作用，滿足工藝性能和模具性能要求，模具表面層材料應(yīng)滿足下述要求：①表面層成型后硬度高，避免劃傷模具；②收縮率小，防止表面破裂；③工藝性能好，方便操作實施；④具有一定韌性，滿足一定沖擊要求；⑤色澤均勻，無雜質(zhì)。

3 玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)

3.1 玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)材料

模具表面結(jié)構(gòu)層一般有兩種選擇：膠衣層或者碳氈層。其中加有顏料糊(色漿)的、樹脂含量很高的膠層可以是純樹脂，亦可用表面氈增強，這層膠層稱為膠衣層(也稱表面層或裝飾層)；而碳氈層是由一層碳氈(厚度 1～2,mm)與玻璃鋼制品模具結(jié)構(gòu)層一起灌注而成的。

3.2 膠衣、碳氈制作工藝及相應(yīng)制作要求

3.2.1 膠衣制作工藝及相應(yīng)制作要求

膠衣制作一般使用毛刷或者專用噴槍來噴涂，在凝膠后，需要手糊表面氈及短切氈等背襯層。在膠衣層制作過程中，應(yīng)該注意下述問題：

① 膠衣層的總厚度盡量控制在 0.8～1.2,mm之間，厚度要適宜。如果太薄，可能會固化不完全，使膠衣背面的玻璃纖維容易顯露出來，影響外觀質(zhì)量，起不到美化和保護玻璃鋼制品的作用；若膠衣過厚，則容易產(chǎn)生龜裂，不耐沖擊力，特別是經(jīng)受不住從制品反方向來的沖擊。

② 配置膠衣樹脂時，要充分混合。特別是使用顏料糊時，若混合不均勻，會使模具表面出現(xiàn)斑點和條紋，不僅影響外觀，還會降低其物理性能。為此應(yīng)盡可能采用機械攪拌進行混合，且最好用不產(chǎn)生漩渦的混合機，以避免混進空氣。

③ 膠衣可以用毛刷或者專用噴槍噴涂，在噴涂時應(yīng)適時補加適量的苯乙烯以調(diào)節(jié)樹脂的黏度及補充噴涂過程中揮發(fā)損失的苯乙烯。

④ 膠衣要涂刷均勻，盡量避免膠衣局部積聚。若膠衣涂刷不均勻，在脫模過程中容易引起裂紋，這是因為表面固化速度不一，而使膠衣內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力的緣故。

⑤ 膠衣層的固化程度一定要掌握好，檢查膠衣層是否固化的最好辦法是采用觸摸法，即用干凈的手指觸及膠衣層表面，感到稍微發(fā)粘但不粘手，說明膠衣層已經(jīng)基本固化，這時可以進行下一步的糊制操作，以確保膠衣層與背襯層的整體性。

3.2.2 碳氈制作工藝及相應(yīng)制作要求

碳氈一般與玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層一起灌注完成，為了滿足真空灌注及達到模具表面層結(jié)構(gòu)的要求，碳氈應(yīng)滿足下述要求：

① 碳氈面密度為 100～300,g/m2。面密度太小，達不到模具表面層的強度與厚度要求；面密度太大，浸潤性較差，難以灌透。

② 碳氈厚度為1～2,mm。

③ 含水率≤12%。含水率較高時，碳氈與樹脂的浸潤性較差，難以灌透。

④ 碳氈灌注后，其厚度要求 0.8～1.2,mm。太薄則表面強度達不到要求，太厚容易與模具結(jié)構(gòu)層分離。

3.3 膠衣、碳氈制作成本

膠衣每平方米用量約 0.8,kg，需要手糊或者噴涂。以手糊為例，費用約為108.24元/m2，碳氈制作工藝較為簡便，真空灌注，費用約為143.5元/m2。

3.4 膠衣、碳氈特點對比

①膠衣制作工藝復(fù)雜、工序較多，碳氈制作工藝簡單；②膠衣制作成本較低，碳氈制作成本相應(yīng)較高；③膠衣制作一般需要涂刷或者噴涂，對環(huán)境污染較大、對操作人員身體有害，而碳氈一般采用灌注完成，與環(huán)境、人員接觸較少；④膠衣容易分層、龜裂、空洞、隆起等，與玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層整體性較差，而碳氈由于與模具結(jié)構(gòu)層一起灌注，與玻璃鋼模具結(jié)構(gòu)層整體性較好；⑤膠衣所形成的模具表面層結(jié)構(gòu)硬度較低，容易破損，碳氈所形成的模具表面層結(jié)構(gòu)硬度較高，不易破損；⑥碳氈所形成的模具表面層結(jié)構(gòu)色澤均勻，外觀統(tǒng)一，而膠衣在配置時，要充分混合，若混合不均勻，會使模具表面出現(xiàn)斑點和條紋，這不僅影響外觀，而且還會降低它的物理性能。

4 結(jié) 語

工藝的改進，使玻璃鋼制品模具表面層結(jié)構(gòu)由膠衣層轉(zhuǎn)變成碳氈層。隨著行業(yè)競爭越來越激烈，玻璃鋼制品模具成本壓力越來越大，這就需要性能更好、成本更低的材料來滿足市場的需求。

Study on Surface Layer Structure of the Large FRP Product Mould

HE Tao，LIU Cheng，WANG Gang
(Tianjin DongQi Wind Turbine Blade Engineering CO.，LTD.，Tianjin 300480，China)

From the perspectives of the role of FRP product mould’s surface layer，the selection principle of surface layer materials，surface structure，production cost and features，the surface layer structure was analyzed and discussed.

surface layer structure；gel coat；carbon felt；FRP product mould

TQ320.1

A

1006-8945(2014)06-0046-02

2014-05-09