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工艺品用不饱和聚酯树脂品质鉴别及应用中常见问题解析  

2013-08-02 10:08:28|  分类: 工艺品技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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不饱和聚酯树脂(UPR)因其原料易得,可采用多种成型工艺,制品具有优良的机械性能、电性能及耐腐蚀性能,其生产和加工工业发展极为迅速。UPR在我国的生产和应用日趋成熟、已成为不可或缺的复合材料基体,有力地辅助了国民经济持续稳定高速发展。
    目前,不饱和聚酯树脂应用从总体上可分为增强型(辅以玻璃纤维)和非增强型两方面。在后一种应用中,用于浇铸工艺品的UPR消费量已占非增强树脂总用量的30%以上,仅次于纽扣,尤其在东南沿海工艺品出口较密集的省市,工艺品用UPR的生产如火如茶。根据实际需要,工艺品用UPR和一般通用型UPR及玻璃钢用UPR相比具有如下明显区别:
  (1)放热,不至于造成生产浪费和损坏模具;
  (2)低粘度,一般仅为常用玻璃钢用UPR的1/4至1/6,可以更容易浸渍填充料,以便高填充降低成本;
  (3)低收缩,为防止产品开裂,应尽量降低纯树脂的固化收缩率;
  (4)胶凝快,从而使生产效率大大提高;
  (5)预促进,从而使生产更安全方便。
    我国是工艺品出口第一大国,但是出口的工艺品多属中低档次,这与我国树脂生产工艺与设备相对落后造成工艺品树脂质量参差不齐有直接关系。那么,从发展的角度,作为工艺品生产厂家要想提升产品档次,有必要懂得如何去鉴别和选用较优质和适用的工艺品树脂,下面介绍一种简便直接的五步鉴别法,以供工艺品厂家参考。
    第一步,观察树脂外观:
    一般来说,高质纯净的树脂应该清亮透明,色泽是极浅的淡黄色,由于工艺品树脂一般为预促进型,即在树脂中已加入定量的紫色促进剂,所以,工艺品树脂的外观是淡兰色透明液体,且色泽愈浅愈好,用这样的树脂做出的坯体才会有浅的色泽和良好的通透感。工艺品用不饱和聚酯树脂品质鉴别及应用中常见问题解析 - 泰昌树脂 - .
 
    第二步,试调浆:
    将填料按合适比例加入树脂,应该很容易分散均匀,如果不易分散,则说明树脂对填料的浸润性不强、不仅无法较高填充,甚至难以搅浆均匀。调成的浆料静置2-5小时,浆料应无分层、沉淀、增稠(触变型填料除州等现象,如果浆料静置易分层,沉淀,证明树脂浆料稳定性差,对填料包容性不好,用此树脂生产时将会较难操作使用,产品容易出现气孔、厚薄不均匀等弊病。
    第三步,试放热:
    即试验定量的不同树脂在同样固化时间内放热量高低和均匀程度。放热过低当然不行,容易造成坯体发软,表面粘手、水纹等弊病;放热不平缓或过高也不好,不仅容易灼烧模具,而且会使坯体收缩严重、变黄、变脆甚至开裂,造成浪费。
    第四步,看色泽:
    好的树脂做出的坯体应有较好的表面光泽,尤其在坯体表面光滑时体现明显,如果坯体表面粗糙无光,说明树脂本身存在分子量不均匀、固含量太低等质次特征。
    第五步,测指标:
    有条件的厂家可以简单地测试一下所用树脂的一些最常规指标,如凝胶时间、粘度、贮存稳定性等。一般来说较好且适用的工艺品树脂凝胶时间应该在2-8分之间(25℃,MEKPl .5%,N-Co0.5%),粘度在0.1-0.3Pa·s(25℃)之间,固含量应该在55%-70%范围之间,且保质期内无明显色泽变化和严重的指标偏移。
    当然,一件工艺品质量的高低不仅取决于树脂本身,还与所用树脂辅料、填料种类和质量、生产操作方式、工作场所环境温湿度以及后期加工等诸多因素有关,表1对工艺品生产中一些最常见的问题进行了初步的解析。

 出现问题 产生原因解决方法 
 分层:树脂与稀释剂分离,在浆料表面浮游一层像水一样的物质。 树脂中稀释剂加入量太大;酯与稀释剂混溶不良;消泡剂加入而浮至表层。 调整稀释剂合理用量,不可过分追求低粘度;调整树脂生产配方,使树脂液均一稳定;严格控制消泡剂加入量。
喷浆:生产过程中,抽空消泡时,浆料喷出模具之外的现象。 树脂溶液中轻质稀释剂加入量太多造成浆料整体不耐指定真空度;生产操作方法欠妥当;消泡剂用量太少;模具制作不合理。 调整树脂配方,尽可能减少轻质稀释剂加量;改进生产操作方法,如采用两步抽空法;加入适量消泡剂,根据制品构型,制作合理模具。如制品呈细长,则模具口尽可能留有消泡空间。
水纹:坯体脱模后,其表面有指纹状凸起的弊病。 浆料中低分子挥发物过多,固化过程中难以全部蒸出而聚集于坯体表层;坯体收缩过大,空气中水分在坯体自动脱模过程中侵入;模具本身潮湿。 提高树脂放热峰,以使固化过程中足以蒸出全部挥发物分子;调整树脂液配方,控制树脂液中亲水类物质用量;保证填料干燥度,使用优质引发剂和促进剂;调整树脂收缩率,把握好最佳脱模时间;保持模具本身干燥;石膏模外套应充分干燥后使用。
 粘手:制品脱模后,表面有粘连感的现象。 树脂固化不完全;浆料中含水及其它不参与固化且难以挥发的物质(液体);生产环境湿度过大,模具潮湿。 适当多加固化剂用量,提高树脂放热峰,促进一次性固化程度;采用烘烤等方法对制品进行后固化处理;使用优质树脂辅料,如干燥的填充料,如干燥的填充料,质量好的固化剂和促进剂等;保持模具本身干燥度,尽可能避免在低温高温环境中生产。
 烧模:生产中,坯体放热过多而将模具表面烧坏,使之失去弹性而变脆的现象。 树脂放热峰太高;坯体体积过大且树脂凝胶过快;脱模太迟。 控制引发剂和促进剂用量,尤其前者,不可因盲目追求快速胶凝而多加;换用反应性较低的树脂液或添加少量可降低树脂放热峰的交联稀释剂;根据产品尺寸大小适当控制胶凝度,体积过大时,尽可能延长固化时间,使放热峰平缓;合理把握脱模时间,尽可能在坯体放热高峰到来之前脱模。
 气孔:制品脱模后,在坯体表面或极薄层下,可见大小不一的孔洞,一般发生在制品远离烧注口部位或拐角处。 操作方法欠当,抽真空时间太短或真空度不够;树脂胶凝太快,浆料中空气或低分子挥发物来不及排出;树脂液中含低分子挥发物过多(如水,低级醇和非活性稀释剂等);模具设计不合理,压模严重,型面分割不好。 尽可能将真空抽到位,必要时保证真空度能达到-0.1Mpa左右;适量延长树脂凝胶时间;选用品质优良的树脂;制作模具时,尽可能从坯体最大或结构最复杂处分型,减少压模面,必要时设计引线。
 针孔:制品表面或层面下有细长孔洞,其中常有液体物质。 生产用固化剂或促进剂质量不好,较重质液体杂质过多;消泡剂加入量太多;树脂放热峰太低。 使用优质固化剂和促进剂,不可贪图便宜而使用劣质辅料;控制消泡剂加入量,不可过多使用,一般控制在树脂用量的0.3%以内;缩短树脂胶凝时间,提高固化放热峰。
 沉淀:指树脂搅浆后静置,石粉等填料沉降到容器底部导致浆料上下不均的现象。 填料中所用重质填料比重过大,如钡盐类填料。树脂粘度太低,轻质稀释剂用量太多;树脂与填料混溶不良。

 1.选用合适的轻质填料。如:轻钙;

2.选用合适粘度的树脂液,不可盲目追求低粘度;

3.浆料务必搅匀使用,静置时间不宜太久。

 坯体发软:又称后固化慢,指制品脱模后一段时间局部或整体硬度不够,容易脆裂损毁的弊病。 坯体固化不完全或树脂本身韧性太强,刚度不够;固化剂或促进剂中含水及低级醇等杂质较多;生产环境温度低或湿度过大;固化剂与浆料未混合均匀。 选用刚性强的优质树脂,或采用一定后固化措施,如将坯体烘烤或日晒等;选用优质高效的固化剂和促进剂;尽量避免在低温高温环境中生产或采用适量多加固化剂等方法缩短树脂凝胶时间,提高放热峰;浆料中加入固化剂后必须充分搅匀。
 黄变:指坯体放置后较短时间内即明显变黄的现象。 树脂与本身质量不好,耐热耐光性差;生产中使用了不合适的或劣质的固化剂和促进剂;固化剂和促进剂用量太多;生产环境湿度太高。 有针对性地选用优质耐黄变树脂,或在浆料中添加光稳定剂;选用优质辅料,尽量避免使用胺类促进剂或

II号固化剂;避免在高温环境中生产,并尽可能保证各种原材料和模具的干燥;

 发绿:指坯体脱模后局部或整体呈黄绿色的现象,一般发生在空心产品生产或实心产品的相对薄小部位。 浆料中促进剂用量太多;制品固化严重不完全;固化剂与浆料未混合均匀。 严格研制促进剂加入量,不可过多,如对凝胶速度有苛求,可适量多用些固化剂;提高树脂放热峰采用一定后固化措施;浆料加入固化剂后应充分搅拌均匀。
 质感差:坯体脱模后其表面光泽度、白度、玉质感不好的总称。 树脂本身透明度不好、颜色差;使用了劣质填料;浆料中树脂基体太少或填料比例过高。 选用品质稳定优良的工艺品树脂;避免使用劣质填料,在高中档产品生产中尤其应注意;有针对性的避免使用低粘度高填充树脂液。

结 论
  从以上的分析中,我们可看出工艺品生产中这些常见问题的发生除与所用各种原材料因素有关外,还与生产操作技术人员的技术素质与操作方法有直接关系。因此,从稳定生产,保证质量和避免浪费的角度出发,不仅要求树脂及相关辅料生产厂家本着负责的态度提供高质适用的原材料,而且应向其用户提供必要的技术服务。同时工艺品厂家自身也应该了解一些关于所用树脂基本性能方面的知识,懂得有针对性地鉴别和选用合适的树脂,另外,对一线操作人员的技术和操作方面的培训也是必要的。

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