CN105153638B - 一种玻璃钢及其制作雕塑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃钢及其制作雕塑的方法，玻璃钢由WSR6101型环氧树脂、丙酮或环氧丙烷丁基醚、固化剂、固化促进剂、脱模剂、矿物填料及增强纤维制成，玻璃钢制作雕塑的方法包括三步：首先是模具的制作，然后进行成型工艺过程，最后进行修整即可得到成品。本发明的有益效果为：本发明的玻璃钢耐热性能好、强度高、成型方便，采用软膜法制备模具，可以高质量地复制出作品的形状，又可以保证顺利脱模；通过利用添加了固化剂和固化促进剂配制的树脂胶液将增强纤维连接在一起制成玻璃钢雕塑，并按不同需要在不同部位添加增强纤维，使得最终得到的成品不走形、不变形，精度及完整度都有了明显提高。

Description

一种玻璃钢及其制作雕塑的方法

技术领域

本发明属于雕塑制作的技术领域，具体涉及一种玻璃钢及其制作雕塑的方法。

背景技术

玻璃钢也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP，属热固性塑料，是一种品种繁多，性能各异用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维及其他一些添加剂经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。它是一种高分子有机树脂，用玻璃纤维或其他织物使其增强，因为它具有玻璃般的透明性或半透明性，具有钢铁般的高强度而得名。

玻璃钢雕塑模具材料主要有三类：石膏材料做成的模具型腔，也叫碎模法，但石膏材料强度低、放置时间长时容易变形；硅橡胶材料做成的模具型腔，也叫软模法，硅橡胶材料使用前为流体状态，流动性及填充性好，配制后经交联反应形成橡胶弹性体，用其做玻璃钢雕塑模具的表面层材料可以保证顺利脱模；用玻璃钢材料做成的模具型腔，也叫硬模法，也就是在玻璃钢模具上翻制玻璃钢雕塑。

以往玻璃钢制作雕塑要根据形态的结构分单元块分膜，再依据每个单元块分膜制作单元块玻璃钢雕塑，在单元块玻璃钢雕塑间制作连接肋，连接肋处设定位槽，以保证通过连接肋使单元块玻璃钢雕塑组合成一整体再拼合成雕塑成品，费工费时，后期需要打磨处理拼缝，如果处理不当对整体效果影响非常大。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种玻璃钢及其制作雕塑的方法。

本发明所采用的技术方案为：一种玻璃钢，包括以下重量份的原料：

WSR6101型环氧树脂100-110份、丙酮或环氧丙烷丁基醚8-10份、固化剂15-25份、固化促进剂11-16份、脱模剂12-18份、矿物填料20-26份、增强纤维16-36份。

进一步的，所述固化剂为三亚乙基四胺，所述固化促进剂为2-异丙基咪唑。

进一步的，所述脱模剂为柴油和地板蜡两种物质任意比例的混合。

进一步的，所述矿物填料为石英粉和金属粉中的一种或两种任意比例的混合。

进一步的，所述增强纤维为无碱玻璃纤维短切毡和玻璃纤维方格布。

一种由所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)模具的制作：在原模的外表面涂上硅橡胶材料制成硅胶层，所述硅胶层的厚度大于1mm，在硅胶层的外表面铺设玻璃钢层，铺好后将玻璃钢层剥离并切分成单元块模具，通过连接肋及定位槽将单元块模具固定连接，再将硅胶层剥离后对应放到玻璃钢层内部形成模具型腔；

(2)成型工艺过程：包括

A：涂刷脱模剂，先将所述单元块模具的内表面擦拭干净，在所述模具型腔内均匀的涂上脱模剂，形成脱模剂层，以便成品的脱模顺利；

B：涂胶衣层，待所述脱模剂层干燥后，将胶衣均匀涂刷或喷涂在所述脱模剂层的内表面，形成胶衣层；

C：玻璃纤维层的糊制，除脱模剂及增强纤维外的所有所述玻璃钢的原料按比例进行混合调配制成树脂胶液，待所述胶衣层手感软而不粘时，将所述树脂胶液涂到所述胶衣层的内表面，再将增强纤维铺在所述胶衣层的内表面形成玻璃纤维层；

D：脱模，待所述玻璃纤维层固化定型后进行脱模，先将玻璃钢模具拆分成单元块模具再进行剥离，然后将硅胶层剥离，即制成成品；

(3)修整：先用电动切割机切去费料，再用电动砂轮进行打磨修正，采用树脂胶液和增强纤维进行修补，即得成品。

进一步的，步骤(2)中所述树脂胶液的配制方法为：先将WSR6101型环氧树脂与丙酮或环氧丙烷丁基醚混合均匀，再加入固化剂、固化促进剂和矿物填料继续混合均匀后，进行真空脱泡1-3min，以除去树脂胶液中的气泡，即制成树脂胶液。

进一步的，步骤(2)中所述增强纤维的铺置方法为：先在所述胶衣层的内表面铺上第一层无碱玻璃纤维短切毡，将所述第一层无碱玻璃纤维短切毡压实，使之含胶量均匀并排出气泡，再在第一层无碱玻璃纤维短切毡的内表面铺第二层无碱玻璃纤维短切毡，使之含胶量均匀并排出气泡，接下来采用一层玻璃纤维方格布与一层无碱玻璃纤维短切毡交替铺置的形式进行逐层糊制，直到所需厚度，即形成玻璃纤维层。

更进一步的，所述增强纤维的铺置方法为在所述模具转角的位置多铺一层或两层纤维毡；在需要防止变形、增强强度的地方，多铺一层玻璃纤维方格布。

进一步的，步骤(2)中所述胶衣层的厚度为0.5-0.8mm；所述脱模剂层干燥后的含水量≤10wt％；所述玻璃纤维层干燥后的含水量≤10wt％。

本发明的有益效果为：本发明的玻璃钢耐热性能好、强度高、成型方便，采用软膜法制备模具，可以高质量地复制出作品的形状，又可以保证顺利脱模；通过利用添加了固化剂和固化促进剂配制的树脂胶液将增强纤维连接在一起制成玻璃钢雕塑，并按不同需要在不同部位添加增强纤维，使得最终得到的成品不走形、不变形，精度及完整度都有了明显提高。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种玻璃钢，包括以下重量份的原料：

WSR6101型环氧树脂105份、环氧丙烷丁基醚9份、固化剂20份、固化促进剂14份、脱模剂15份、矿物填料23份、增强纤维26份；其中，固化剂为三亚乙基四胺，固化促进剂为2-异丙基咪唑，增强纤维为无碱玻璃纤维短切毡和玻璃纤维方格布，矿物填料为石英粉，脱模剂为20％的煤油与80％的地板蜡混合而成。

一种由所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)模具的制作：在原模的外表面涂上硅橡胶材料制成硅胶层，所述硅胶层模具型腔的厚度为2mm，在硅橡胶的外表面铺设玻璃钢层，铺好后将玻璃钢层剥离并切分成单元块模具，通过连接肋及定位槽将单元块模具固定连接，再将硅胶层剥离后再放到玻璃钢层内部形成模具型腔；选择这种软膜法是为一体成型制作成品雕塑做准备，硅橡胶材料使用前为流体状态，流动性及填充性好；配制后经交联反应形成橡胶弹性体，可具有较大的弹性变形。交联后的硅橡胶密封性好，与原模及玻璃钢皆不粘接。用其做玻璃钢雕塑模具的表面层材料，既可以高质量地复制出作品的形状，又可以保证顺利脱模。但是，硅橡胶交联体容易变形，在用作模具时，需有支撑载体，利用玻璃钢易成型的特点，用作模具的载体材料。

(2)涂刷脱模剂：在玻璃钢雕塑手糊成型前，先把阴模模具型腔表面清洁干净；同时把玻璃纤维毡裁成与型腔形状大小相似的形状，若型腔形状复杂，可以裁成若干块简单形状的然后在手糊时再拼起来。20％的煤油与80％的地板蜡混合制成脱模剂，在模具型腔内表面涂上脱模剂，以便成型后产品的脱模顺利。在原型和分型面上涂刷脱模剂时，一定要涂均匀、周到，须涂刷2-3遍，待前一遍涂刷的脱模剂干燥后，方可进行下一遍涂刷。脱模剂成分有很多种，一种是煤油(汽油等)加地板蜡；还有一种凡士林加机油；再有用油漆也行。

(3)涂刷胶衣层：待脱模剂完全干燥后，将专用胶衣用毛刷分两次涂刷，涂剧要均匀，待第一层初凝后再涂刷第二层。在这里要注意胶衣不能涂太厚，以防止表面裂纹和起皱。胶衣层的厚度一般是0.5-0.8mm。胶衣本身是一种树脂，这类树脂在手工制作玻璃钢制品时十分重要，它不但可以起到玻璃钢表面的保护层作用，而且可以起到表面的装饰效果，只要在胶衣里加进色浆，产品表面就会有相应的颜色。由于玻璃钢制品的使用环境及要求各不相同，因此必须根据实际情况，选用不同品种的胶衣树脂，目前的牌号为：TM-33、TM-35、S-739、胶衣33等。胶衣可以用刷子来涂到模具型腔上，也可以用气动喷枪喷射到上面，用喷枪比刷子涂的要均匀，效果好，目前一般都是用喷枪涂胶衣的。胶衣的自然固化一般需要半个小时左右，可以用烘房来加快固化的时间，等到所喷的胶衣干了后，就可以开始糊树脂和玻璃纤维。

(4)树脂胶液配制树脂：首先要和固化剂以一定的比例搅均匀，以便加快产品的固化时间，使用环氧树脂前需根据常温树脂的粘度，先对其进行适当的预热，再将WSR6101型环氧树脂与丙酮或环氧丙烷丁基醚混合均匀，再加入固化剂、固化促进剂和矿物填料继续混合均匀后，进行真空脱泡1-3min，以除去树脂胶液中的气泡，即制成树脂胶液。也可以使用不饱和树脂，牌号一般以191、196#树脂用得最广。

(5)玻璃纤维逐层糊制：待胶衣初凝，手感软而不粘时，将调配好的树脂胶液涂剧到胶凝的胶衣上，随即铺一层无碱玻璃纤维短切毡，用毛刷将布层压实，使含胶量均匀，排出气泡。有些情况下，需要用尖状物，将气泡挑开，第二层无碱玻璃纤维短切毡的铺设必须在第一层树脂胶液凝结后进行，其后可采用一层玻璃纤维布一无碱玻璃纤维短切毡的形式进行逐层糊制，每次糊制2～3层后，要待树脂固化放热高峰过了之后(即树脂胶液较粘稠时，在20℃一般60min左右)，方可进行下一层的糊制，直到所需厚度。糊制时玻璃纤维布必须铺覆平整，玻璃布之间的接缝应互相错开，尽量不要在棱角处搭接，要严格控制每层树脂胶液的用量，要既能充分浸润纤维，又不能过多，含胶量高，气泡不易排除，而且固化放热大，收缩率大；含胶量低，容易分层。再在玻璃纤维毡或玻璃纤维布上刷树脂胶液，让树脂胶液浸进无碱玻璃纤维短切毡或玻璃纤维布中。等整层无碱玻璃纤维短切毡或玻璃纤维布浸满树脂胶液后，还需要用刷子在无碱玻璃纤维短切毡或玻璃纤维布表面上刷动，把树脂胶液和无碱玻璃纤维短切毡或玻璃纤维布之间的气体全部赶去来，否则会影响玻璃钢产品的质量和外观。接着就是重复上述步骤，铺一层无碱玻璃纤维短切毡或玻璃纤维布，涂一层树脂胶液。在转角位置因为强度需要，可以多加一层或两层无碱玻璃纤维短切毡；在一些需要防止变形、增强强度的地方，可以增加一层高强度材料的玻璃纤维布。模具上糊好树脂胶液、玻璃纤维布和无碱玻璃纤维短切毡后就等产品的固化。固化时间与树脂中加入的固化剂比例以及所处的温度有关，为了有较高的生产率，一般的固化时间控制在1～2个小时内较合适，这需要加入较多的固化剂，但会影响到产品的质量，解决办法就是放到约60℃的烘房内，这就可以减少固化剂的比例，提高固化时间。产品在模具内固化以后就可以脱模，脱模以后产品还需要自然固化约一个小时左右，这对产品修边后尺寸的收缩量减少很有帮助。玻璃钢产品的修边需先按要求的尺寸画线，然后用电动切割机沿线切去费料同时留2～3mm的余量，再用电动砂轮来打磨修正，采用树脂胶液和增强纤维进行修补，即得成品。在常温(20℃左右)下糊制好的雕塑，一般48小时基本固化定型，即能脱模。对于一件完整的玻璃钢雕塑产品，成型后的后续工序还是非常有必要的。有些雕塑产品脱模后，表面有点刮伤或对接不到位，这就需要用同一牌号的树脂胶液和增强纤维来粘补，固化后打磨修正。如果是光洁度要求高的雕塑，一般用400#～1200#水砂纸依次打磨雕塑表面，使用抛光机对雕塑进行表面抛光。有些雕塑边缘是与其他部件配合，需要保证厚度，就要在产品背面把过厚地方打磨一下以达到要求的厚度。很多玻璃钢雕塑产品是需要通过预埋钣金件来与其他产品安装在一起的，要预埋这些钣金件，首先把产品和钣金件放到靠模上，然后通过树脂和增强纤维像糊产品那样把钣金件预埋到产品上。

实施例2

相对与实施例1的不同点为，原料是WSR6101型环氧树脂100份、丙酮8份、固化剂25份、固化促进剂11份、脱模剂18份、矿物填料是金属粉为20份、增强纤维36份，脱模剂为30％的柴油和70％的地板蜡混合而成。

实施例3

相对与实施例1的不同点为，原料是WSR6101型环氧树脂110份、环氧丙烷丁基醚10份、固化剂15份、固化促进剂11-16份、脱模剂12-18份、增强纤维16-36份、矿物填料共20-26份，矿物填料是由20％金属粉及80％石英粉的混合而成。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)模具的制作：在原模的外表面涂上硅橡胶材料制成硅胶层，所述硅胶层的厚度大于1mm，在硅胶层的外表面铺设玻璃钢层，铺好后将玻璃钢层剥离并切分成单元块模具，通过连接肋及定位槽将单元块模具固定连接，再将硅胶层剥离后对应放到玻璃钢层内部形成模具型腔；

(2)成型工艺过程：包括

A：涂刷脱模剂，先将所述单元块模具的内表面擦拭干净，在所述模具型腔内均匀的涂上脱模剂，形成脱模剂层，以便成品的脱模顺利；

B：涂胶衣层，待所述脱模剂层干燥后，将胶衣均匀涂刷或喷涂在所述脱模剂层的内表面，形成胶衣层；

C：玻璃纤维层的糊制，除脱模剂及增强纤维外的所有所述玻璃钢的原料按比例进行混合调配制成树脂胶液，待所述胶衣层手感软而不粘时，将所述树脂胶液涂到所述胶衣层的内表面，再将增强纤维铺在所述胶衣层的内表面形成玻璃纤维层；

所述玻璃钢，包括以下重量份的原料：

WSR6101型环氧树脂100-110份、丙酮或环氧丙烷丁基醚8-10份、固化剂15-25份、固化促进剂11-16份、脱模剂12-18份、矿物填料20-26份、增强纤维16-36份；所述固化剂为三亚乙基四胺，所述固化促进剂为2-异丙基咪唑；所述脱模剂为柴油和地板蜡两种物质任意比例的混合；

D：脱模，待所述玻璃纤维层固化定型后进行脱模，先将玻璃钢模具拆分成单元块模具再进行剥离，然后将硅胶层剥离，即制成成品；

(3)修整：先用电动切割机切去费料，再用电动砂轮进行打磨修正，采用树脂胶液和增强纤维进行修补，即得成品。

2.根据权利要求1所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述矿物填料为石英粉和金属粉中的一种或两种任意比例的混合。

3.根据权利要求1所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述增强纤维为无碱玻璃纤维短切毡和玻璃纤维方格布。

4.根据权利要求1所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述树脂胶液的配制方法为：先将WSR6101型环氧树脂与丙酮或环氧丙烷丁基醚混合均匀，再加入固化剂、固化促进剂和矿物填料继续混合均匀后，进行真空脱泡1-3min，以除去树脂胶液中的气泡，即制成树脂胶液。

5.根据权利要求1所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述增强纤维的铺置方法为：先在所述胶衣层的内表面铺上第一层无碱玻璃纤维短切毡，将所述第一层无碱玻璃纤维短切毡压实，使之含胶量均匀并排出气泡，再在第一层无碱玻璃纤维短切毡的内表面铺第二层无碱玻璃纤维短切毡，使之含胶量均匀并排出气泡，接下来采用一层玻璃纤维方格布与一层无碱玻璃纤维短切毡交替铺置的形式进行逐层糊制，直到所需厚度，即形成玻璃纤维层。

6.根据权利要求5所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，所述增强纤维的铺置方法为在所述模具转角的位置多铺一层或两层纤维毡；在需要防止变形、增强强度的地方，多铺一层玻璃纤维方格布。

7.根据权利要求1所述的玻璃钢制作雕塑的方法，其特征在于，步骤(2)中所述胶衣层的厚度为0.5-0.8mm；所述脱模剂层干燥后的含水量≤10wt％；所述玻璃纤维层干燥后的含水量≤10wt％。