[公告] 每日更新20241114《玻璃钢衬里防腐》（实战全集之第陆卷第14章）

许多监理人员，在抗紫外彩胶使用前，要求检查设备。因为彩胶会覆盖掉FRP内部制作的一些缺陷，因此一般不要上色或涂装其他颜色涂料或胶衣，除非刻意说明需要。如果设备是在检查前数天或数周就制造完的，在涂覆外胶衣层前，研磨外表层，用一种脱脂剂溶液或干净的抹布擦洗去除污垢、灰尘、油、油脂和蜡。耐候涂料经过搅拌均匀，依据制造商的说明书指示去使用，确保整个施工期间和固化期间，空气和表面温度高于10℃。当天气过于潮湿或预计有雨时，不应该施工了。对于外部无需颜色的FRP设备，直接采用聚酯纤维表面毡就能很好地防止纤维毛刺翘起，如100-10型号的Nexus8表面毡。

8.4.13 空干剂

空气中的氧气会对自由基固化产生阻聚作用，因此FRP固化时，表面会因为氧气阻聚而固化不完全，表面发黏。固化不足会大大影响乙烯基酯树脂固化物的耐腐蚀性能。预防或减少空气氧阻聚，通常在乙烯基酯树脂中加入石蜡，在表层树脂和空气间形成一层液蜡层，该层（厚0.05mm～0.075mm）中含有约0.4%的固体石蜡（熔点规格49℃，但实际目前行业内采用52℃～54℃规格的较多），在树脂凝胶固化过程中，添加到面漆树脂中的蜡会慢慢浮到表面上来，形成一层薄薄的蜡面层起到隔绝空气的作用。

液蜡经常被用于二次手糊或修补时候的最外层树脂层。在温度特别高的太阳光的直射下作业，液蜡起到的表面隔绝氧气的效果会大打折扣（浮上来的蜡马上被融掉了）。液蜡仅仅在面漆或表面富树脂层中使用，严禁加到层间树脂中，否则会大大降低层间树脂的粘结性。

石蜡（49℃～60℃规格的用得较多，乙烯基酯树脂优选52℃～54℃规格，不饱和聚酯树脂优选54℃～58℃规格）常温下是固态的，加到树脂中较难分散，误差也大，因此常用苯乙烯（95份）先将蜡块（5份）溶解成5%的蜡块的苯乙烯溶液，溶解时稍许加温（约60℃），也可选择其他浓度的配比比例。5%的苯乙烯液蜡溶液，在面漆或表面富树脂层中添加树脂量的2%～4%即可有很好的效果。5%浓度的液蜡在冬季会因气温低结晶析出来一部分，此时要稍许加热融化。也有人配制成2%～3%浓度的液蜡，这样无论是冬季还是夏季都不会出现结晶析出的情况，但液蜡的添加量一般就要达到树脂量的3%～5%。在作业现场，一般不允许用明火，因此溶解蜡块不方便，所以大部分客户都是买现成的蜡液。

OYCHEM^®8007系列酚醛型乙烯基酯树脂固化过程放热会更高，会提高表面层树脂的固化程度，因此有些时候，可以不加液蜡。可以通过“丙酮擦拭试验”来判断表面固化度是否足够，是否表面层树脂固化时需要添加液蜡，如果通过“丙酮擦拭试验”（详见“8.6.4.2.3 丙酮敏感性试验”介绍），那就无需加液蜡。

8.4.14 光引发剂

光引发剂是专门针对光固化乙烯基酯树脂而采用的引发剂。

目前使用较多的为Ciba的651、1173、184、TPO等。国内做得较好的有常州华钛，详情请参见各自公司的相关介绍。

光引发剂添加量据最终应用要求不同而不同。玻璃钢行业添加量一般在0.1%～0.5%，而光固化涂料行业则需添加到1%～5%。

光固化乙烯基酯树脂是通过在树脂中添加光引发剂来得到的。有时根据需要，还需要在乙烯基酯树脂中添加增敏剂、光稳定剂。市面上采用较多的光引发剂是UV光固化引发剂，以Ciba的651、1173、184、TPO为典型代表。不同的光引发剂的吸收波长不同，不同的光引发剂的添加量、不同的光引发剂的组合使用可以达到不同光固化速度、不同表干的要求效果。

光引发剂按光解机理分为自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂两大类，又以自由基型光引发剂使用最为广泛。自由基型光引发剂按产生自由基的作用机理可分为裂解型光引发剂和夺氢型光引发剂。按结构特点，自由基光引发剂可分为以下几类：①苯偶姻及衍生物（安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚）；②苯偶酰类（二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮）；③烷基苯酮类（α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮）；④酰基磷氧化物(芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦)；⑤二苯甲酮类（二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮）；⑥硫杂蒽酮类（硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮）。阳离子型光引发剂也是重要的光引发剂，包括二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐等。

表8.4.14是常用的光引发剂的CAS号信息，更详细的内容请咨询Ciba、华钛化学等光引发剂供应商。

影响光固化效果的因素有：乙烯基酯树脂中不饱和双键的相对密度、树脂颜色、光源功率、光源波长、照射距离、照射时间、制品成型厚度。

光固化改性乙烯基酯树脂应用不仅限于玻璃钢领域，在印刷油墨和其他需要快速成型的涂层领域也有较好的应用。此外，使用近红外线改性的话，还可以达到增稠的作用，可以将乙烯基酯树脂制成A阶段固化的光固化预浸渍片材料，可达到聚合物（如PMMA）增稠、异氰酸酯增稠、氧化镁增稠等方法制作的预浸片材料相同效果。

8.4.15 阻燃剂

阻燃剂用于乙烯基酯树脂的物理共混阻燃变性，多为磷酸酯、氧化锑、氢氧化铝等具有阻燃功能的助剂或填料。物理共混型阻燃乙烯基酯树脂的阻燃效果可以通过氧指数来表示。

乙烯基酯树脂的阻燃改性分化学法和物理法。

化学法即引入溴、氯、磷、硼等原子到乙烯基酯树脂分子链中去，如采用四氯邻苯二甲酸酐、四溴苯酐、氯桥酸酐、环氧氯丙烷、四氯双酚A、四溴双酚A、二氯新戊二醇等原料来合成乙烯基酯树脂。

物理法是在乙烯基酯树脂中添加适当量的磷酸酯、氧化锑、氢氧化铝等具有阻燃功能的助剂或填料，以达到阻燃的效果。具体做法有添加树脂量3%～5%的三氧化二锑，并配合使用少量的磷酸酯；成型工艺可以采用粉料时则更多采用氢氧化铝代替其他无机粉料。最终制品的阻燃效果和添加的阻燃助剂和填料的种类和数量都有关。

磷系阻燃剂，主要有磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三（甲基苯基）酯、磷酸三氯乙基酯、磷酸三（2-氯丙基）酯、磷酸三（2，3-二溴丙基）酯等。在乙烯基酯树脂中添加6%的磷酸三乙酯或5%磷酸三（2，3-二溴丙基）酯或11%的磷酸三苯酯，阻燃能力相当于含氯25%的聚酯树脂。

水合氧化铝（Al₂O₃·3H₂O）含有34.6%的结合水，在聚合物燃烧过程中，热分解释放出水蒸汽，阻蔽了火焰，减少了氧气的供给，达到阻燃作用。一般单独使用水合氧化铝，需要添加到树脂量的40%～60%，才会具有阻燃性。

磷系阻燃剂、卤素阻燃剂、三氧化二锑之间是有很大的协同效应的。磷系阻燃剂可作为固相覆盖层，氯或氯化氢是气相覆盖层，而且可破坏自由基的链反应；磷和溴协同效应是在高温下生成PBr₃等密度很大的气体，覆盖表层，隔绝氧气，起到阻燃作用；三氧化二锑常与有机氯化物（如氯化石蜡）配合使用，遇热后分解生成氯化氢和三氯化锑，覆盖在表层，隔绝氧气达到阻燃作用；其他含卤素的阻燃剂和三氧化二锑配合使用，也可起到协同增大阻燃效果的作用。

更多阻燃剂的介绍，请参见本书“5.3.9 阻燃剂”。

8.5 乙烯基酯树脂成型指导

8.5.1 常见UPR&VER的FRP成型方法

UPR&VER属自由基固化热固性树脂，和热塑性材料及TPE弹性体成型方法不一样（注塑、挤出、吹塑、反应性挤塑、发泡、纺丝、混炼），UPR&VER的成型工艺多而杂，主要有以下几大类成型方法。

第一类，接触成型。包括手糊成型、树脂传递成型（RTM、VRTM）、浇铸成型、喷射成型、真空袋成型、低温固化预浸料成型、离心成型等。

第二类，压力成型。包括模压成型（SMC、BMC）、金属对模模塑法（MMD法，如FRP头盔）、反应注射成型、层压成型、压力袋法成型、预浸料（高压釜）成型、液压釜法等。

第三类，纤维连续成型。包括缠绕成型、拉挤成型、纤维铺设成型、树脂渗透成型等。

其他VER常用的方法还有刷涂、滚涂、碾涂等方法，下文不详细介绍。

UPR&VER的成型方法在业内能找到很多资料，所以本文的重点，不会就每一种成型方法展开作详细介绍。

纤维增强复合材料成型方法有很多，作业者应根据最终制品的外形等要求不同去选择不同的成型工艺，选择成型工艺取决于尺寸、形状、设备的复杂程度、制品机械性能、制品外形要求、体积、成本等因素。

8.5.1.1 接触成型

（1）手糊成型

在诸多FRP成型工艺中，手糊成型（HLU）在国内最早使用，也是目前应用最广泛的工艺，国内70%以上的玻璃钢制品还是手糊成型的。手糊工艺投入少，是最古老也最简单的，也是劳动密集型的制造方法。手糊成型适合小批量生产的设备，可用于耐腐蚀阻挡层和结构增强层的成型。手糊成型使用的是树脂的室温固化体系，树脂胶料在模具表面对纤维（表面毡、短切毡、方格布）进行积层，纤维完全被树脂胶料浸渍，用脱泡辊进行压赶气泡。气泡压赶是否干净，对玻璃钢积层板的性能有明显的影响。树脂和纤维组成耐腐蚀阻挡层和结构增强层。

手糊成型工艺，虽然是一种较为简单的成型方法，但它具有许多其他成型方法无可比拟也无法替代的独特优点。

手糊工艺的优点：①模具成本低，容易维护、设备投资少、上马快；②生产准备时间短，操作简便、易懂易学；③不受产品尺寸和形状的限制，适用于数量少、品种多、形状简单的产品或大型产品；④可根据产品的设计要求，在不同部位任意补强，灵活性大；⑤树脂基体与增强材料可实行优化组合；也可以与其他材料（如泡沫、轻木、蜂窝、金属等）复合成制品；⑥室温固化、常压成型；⑦可加彩色胶衣层，以获得丰富多彩的光洁表面效果。

手糊工艺的缺点：①生产效率低，劳动强度大，生产环境条件差；②产品质量稳定性差，受人的因素影响大；③车间占地面积大，需要良好的通风设备。

手糊工艺是玻璃钢行业的基础工艺，在生产中有着举足轻重的地位，随着玻璃钢产业的发展，新工艺不断出现如RTM，真空辅助、喷射等都与手糊工艺有着不可分割的关系。

手糊成型工艺中，原料中除UPR&VER树脂外，还有纤维、促进剂、固化剂（根据实际需要还可能有无机填料、浸润剂、脱泡剂、白炭黑、颜料糊、色浆、液蜡、助促进剂等）。手糊成型FRP工艺前、中、后期除劳防设备外，可能需要使用的工具主要有称量工具、钻孔工具、切锯工具、打磨工具、混合容器、搅拌器械、刷抹滚压工具、刮刀剪刀（根据实际需要可能还需要真空泵、空压机、灯水浴等加热设备、冷藏设备、电风扇等）。

手糊玻璃钢时，模具需具备足够的强度，且能耐受制品的放热温度；模具表面需光滑；需选用与模具相应的脱模剂；金属模具应上蜡并抛光。

手糊积层简易顺序：①模具、纤维裁剪、树脂胶料等准备；②涂刷树脂胶料，层铺一到两层耐蚀表面毡（如规格为30g/m²），赶气泡；③再刷树脂胶料，层铺一层450g/m²聚酯型浸润剂处理的无碱玻璃纤维短切毡，赶净气泡使纤维浸透；④再刷树脂胶料，层铺第二层短切毡，赶气泡使其浸透；⑤重复③和④直至所需厚度或强度；⑥外表面采用一到两层表面毡增强刷树脂胶料面涂。

短切毡也可与玻璃纤维方格布配合使用，单纯采用短切毡（如300g/m²、450g/m²规格）增强，整体手糊玻璃钢制品的树脂相对含量需达70%～75%，采用玻璃纤维方格布（如500g/m²、800g/m²规格）增强，整体手糊玻璃钢制品的树脂相对含量需达55%～65%；原则上整个手糊过程应一次完成，但不宜超过6mm，如因厚度太厚需分层手糊，则应在前面手糊部分固化放热并冷却下来后进行手糊积层，一般情况下层间粘结无大损失，但必要时需做二次粘结处理再手糊。

根据树脂常温固化发热峰温度以及放热速度不同，可以进行不同层数的积层。一次性的厚度也不同，一般不超过6mm，超过6mm建议分层积层。分层积层时，特别需要注意界面层的固化程度，防止苯乙烯单体的溶胀、固化后由局部积累的应力集中导致层间剥离。赶净气泡是手糊成型的关键，特别注意拐角圆角处的纤维回弹导致的树脂含浸不足。富树脂层、表层的液蜡也是施工质量的关键。有关手糊成型玻璃钢和玻璃钢内衬应用的介绍，将在另外专门章节介绍。

（2）树脂传递成型

树脂传递真空模塑成型（VRTM）是闭模低压成型的一种，树脂注射压力范围为0.4MPa～0.5MPa，当要求纤维含量体积比超过50%时，压力达0.7MPa。纤维含量主要与树脂注射压力有关，或者与VRTM真空度有关。

树脂胶凝过程开始前，必须让树脂充满模腔，压力促使树脂快速传递到模具内，浸渍纤维材料；为了提高树脂浸透纤维能力，可选择真空辅助注射。VRTM成型优点：纤维含量高、制品尺寸稳定、质量稳定、环保、劳动强度低、操作简单、制品表面光滑、周期短、制品可大型化、强度可设计性、可与芯材等嵌件一体成型等。VRTM成型缺点：易制作较小产品，模具较手糊与喷射工艺用模具要重、复杂，价位也高一些，还存在未被浸渍的材料导致边角料浪费等缺陷。有些时候，RTM或VRTM需要与手糊成型工艺相结合使用。

（3）喷射成型

喷射成型：将混有促进剂的树脂和固化剂（多采用双组份）分别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻璃纤维粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后脱模成制品。

喷射成型效率高，比手糊成型更节省劳动力。喷射成型的缺陷多由气泡、厚度控制、树脂纤维比等因素引起。和手糊成型一样，喷射成型也可制作玻璃钢设备的耐腐蚀阻挡层和结构层。喷射成型也是室温固化体系，连续纤维纱被切割之后和加入了固化剂的树脂胶料组合，在模具表面形成一个整体，然后在凝胶之前用金属辊压赶气泡。重复上面步骤，直至喷射层达到预期的厚度要求。在喷射成型工艺中，需要用到两个容器罐，一个盛加好促进剂的树脂胶料，另一个盛放固化剂，两者从容器中被抽出来，经喷射设备混合在一起，由喷枪喷出来。

对单组分喷射成型工艺而言，促进剂和助促进剂直接加入到树脂中，用气动搅拌器混合均匀。压扁折叠式的搅拌桨叶起到的效果会更好，搅拌时间最少25min，对于不同的乙烯基酯树脂，要求不同的凝胶时间，所添加的促进剂和助促进剂的量也不同。在使用前，添加1%～2%的过氧化甲乙酮固化剂（有效氧含量约为9%），添加尽量准确，建议采用注射器或量杯添加，加完固化剂的树脂胶料的可操作时间调节到10min～20min。注意喷射的空气管和其他地方不可混入湿气和污油。在喷射成型前，操作者应取少量树脂使用喷枪去检测其凝胶时间，也可通过其他方法现场检查其凝胶时间。

双组分喷射成型工艺，一组分是预促进型树脂，另一组分是加入了固化剂的树脂。一个罐器里面，双倍促进剂和助促进剂添加到一般的树脂中去，双倍的固化剂加入到另一半树脂中去，喷射前，两个罐器中的树脂按相同比例混合，核实凝胶时间。添加了固化剂的树脂部分有一定的保存期，需要在树脂失效前使用。