CN110315768B - 一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺 - Google Patents

一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，包含如下步骤：（1）下薄膜输送；（2）在下薄膜上进行胶衣喷涂；（3）在胶衣凝胶成型之后，在胶衣上平整铺放表面毡，让其与触干状态的胶衣微微相融；（4）在步骤（3）的表面毡上面继续喷涂树脂，使表面毡又与树脂层浸润结合；（5）在步骤（4）喷涂的树脂上，进行玻璃纤维铺放浸润；（6）在步骤（5）的已浸润好玻璃纤维的树脂上方进行上薄膜输送以铺上上薄膜；（7）烘箱加热；（8）冷却裁剪；（9）收卷打包。本发明工艺过程巧妙创新，使得板材胶衣面玻纤纹路几乎彻底消除，得到的成品质量好，性能优异稳定、外观美观。

Description

一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺
技术领域
本发明属于新型高分子纤维及复合材料制备领域，尤其涉及一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺。
背景技术
在现有的节能环保情况下，玻璃钢面板越来越流行，玻璃钢面板的制备工艺依次包括：下薄膜输送、胶衣喷涂、树脂喷涂、玻璃纤维铺放浸润、上薄膜输送、烘箱加热、冷却裁剪、收卷打包的过程，但是，还是普遍存在如下一些缺陷，如成型板材胶衣面玻纤纹路明显，胶衣遮盖玻纤纹路能力不足，收缩率过高、张力控制不够导致有褶皱，工艺细节控制不够好如胶衣、树脂的喷涂量不准确导致板材厚度偏差大等，为了解决上述问题，人们一直在寻找更好的办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种过程易于控制、成型效果好、成品质量稳定的具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，包含如下步骤：(1)下薄膜输送；(2)在下薄膜上进行胶衣喷涂；(3)在胶衣凝胶成型之后，在胶衣上平整铺放表面毡，让其与触干状态的胶衣微微相融；(4)在步骤(3)的表面毡上面继续喷涂树脂，使表面毡又与树脂层浸润结合；(5)在步骤(4)喷涂的树脂上，进行玻璃纤维铺放浸润；(6)在步骤(5)的已浸润好玻璃纤维的树脂上方进行上薄膜输送以铺上上薄膜；(7)烘箱加热；(8)冷却裁剪；(9)收卷打包。
作为优选，所述步骤(1)中的下薄膜输送具体工艺是：下薄膜经过展平辊，调节好两端张紧力度，匀速平整的铺覆在生产平台，成为载体模具。
作为优选，所述下薄膜为PET聚酯薄膜。载体模具选用国内优质PET聚酯薄膜，可使得成品平整光洁耐高温。
作为优选，所述步骤(2)中的胶衣喷涂具体工艺是：胶衣通过喷涂设备，设定好喷涂宽幅，气压压力，往复速度，与一定比例的固化剂一起，经喷嘴雾化后喷洒到下层薄膜载体。经过电加热平台加温，加速凝胶固化成型，凝胶固化度要求达到触干状态为最佳。更优地，所述加热平台为电加热平台。更优地，所述喷涂设备为进口的设备。
作为优选，所述步骤(2)中的胶衣喷涂时，控制所述胶衣层的厚度为0.3-0.35mm。发明人经过反复的试验发现，将胶衣的厚度从原先0.15-0.2mm厚度增加到0.3-0.35mm厚度，可以增强胶衣面对于玻纤纹路的遮盖能力。
作为优选，所述步骤(3)中，所述表面毡为30-50g/㎡的表面毡。表面毡本身细腻轻薄，表面玻纤均匀平整。当板材最终成型固化之后，由于表面毡有阻隔玻纤纹的作用，胶衣表面的玻纤纹路就几乎消失不见了。
作为优选，所述步骤(4)中的树脂喷涂具体工艺为：将树脂投放到电加热釜中，与包含促进剂、颜料的辅料充分搅拌混合，通过进口喷涂设备，设定好喷涂宽幅，气压压力，往复速度，与一定比例的固化剂一起，经喷嘴雾化后喷洒到已成型的胶衣载体。
作为优选，所述步骤(4)中的树脂喷涂工艺中，喷涂的树脂中添加有固化剂和抑制剂，其中，固化剂的添加比例为占喷涂总质量的1.5％，抑制剂的添加比例为占喷涂总质量的15％。发明人经过研究发现，通过减少固化剂，添加抑制剂，可有效降低放热温度，降低树脂层的收缩率，固化剂的添加比例由原来的2％减少至1.5％，放热峰从177.4℃降低至171.4℃，减少约6℃；将抑制剂作为辅助添加剂加入到树脂中，添加比例15％，在固化剂使用比例1.5％的基础上，可将放热峰从171.4℃降低至153.5℃，减少约17.9℃，能够大幅度有效降低树脂固化反应收缩率，从而降低板材胶衣表面玻纤纹。
树脂的放热峰温度由树脂本身性能决定，而放热量与固化剂量有关，所以减少固化剂的量可以减少放热量，在板材生产过程中可以减少放热温度的累积，从而降低生产中最终的放热峰温度。发明人经过长期的观察和研究发现，抑制剂的加入会使得板材的固化过程延长，起到缓聚的效果，使放热过程变得平缓不那么剧烈，从而能够降低板材的收缩。
更优地，所述固化剂为过氧化甲乙酮，所述抑制剂为磷酸酯化合物。
作为优选，所述步骤(5)中的玻璃纤维铺放浸润具体工艺为：将玻璃纤维短切毡，通过展平辊，匀速平整的铺放到树脂中，由浸润辊浸压，使玻璃纤维与树脂能够充分浸润，初步排除结构层内部的气泡。
作为优选，所述步骤(5)中使用的玻璃纤维为16分束的250g/㎡的玻璃纤维短切毡。将其铺放在紧靠胶衣层，利用其本身轻薄，且玻纤丝细腻分布分散的优点，达到树脂收缩后表面相对更平整的目的。从前的短切毡克重都在300克以上，最关键的是此250g/㎡的短切毡为16分束，从前的都是8分束，即同样直径的一股纱中玻纤单丝量增加了一倍，单丝的直径减少了一倍，变得更细，从而在制成同样克重的短切毡时，毡的表面更加细腻缜密，孔隙率大大降低，提升了毡本身的平整度。
作为优选，所述步骤(5)中使用的玻璃纤维的含量为成品板材总质量的7-15％。不同厚度规格的成品板材，严格控制基层玻纤含量在24-28％，较之以前的基层玻纤含量30-34％、成品板材玻纤含量28-32％的情况，保证玻纤单丝充分浸润于树脂之中，减少玻纤纹路暴露凸起的现象，从而来减少板材表面玻纤纹。
作为优选，所述步骤(6)中的上薄膜输送具体工艺为：上薄膜经过展平辊、精密辊，调节好两端张紧力度，匀速平整的铺覆在浸润好的树脂玻纤基层表面，密封排泡。更优地，上薄膜为PET聚酯薄膜。
作为优选，所述步骤(7)中的烘箱加热具体工艺为：根据工艺要求，前段烘箱设定的温度比后段烘箱高，前段烘箱采用循环立体式热风加热，使板材受热均匀同步，达到凝胶成型的目的；后段烘箱也采用循环立体式热风加热，使板材受热均匀同步，达到固化放热，释放内应力的目的。更优地，所述烘箱采用数控式烘箱操作系统，根据设定自动调节温度，温差≤5℃。
作为优选，所述步骤(8)中的冷却裁剪具体工艺为：在敞开式的冷却散热区，同时配备四台排风扇，后段烘箱盖能够自由打开关闭，按需要进行合理的散热工作。剪板机宽幅大于机身，配合计米器，能够根据板材长度按需要进行定尺裁剪。
作为优选，所述步骤(9)中的收卷打包具体工艺为：连续成型板材冷却完毕进行收卷，由最后道收卷装置操作完成。收卷装置由利用可手动调节张紧的自制收卷架和能够自动调节转速的变频电机组成。
作为优选，从步骤(1)至步骤(7)的整个过程中，使用张紧展平轮，具体地，在生产线纵向两侧，间距每1.5米安装张紧展平轮，所述张紧展平轮的单个轮的重量为10kg，单个轮与纵向直线方向保持15度的一致角度，通过上下轮夹紧薄膜，同时产生向外拉伸的摩擦力，对薄膜进行拉伸展平，使板材自胶衣喷射区开始，到在烘箱中断凝胶成型前，胶衣面层都保持绝对的镜面平整度。
为了对树脂和胶衣的喷涂量和喷涂均匀性进行精确化控制，发明人经过理论研究发现，树脂和胶衣喷涂的过程中各参数的设定和结果是有准确规律的，最终自主推导出了相应的关系，该关系经多次试验论证合理，故作为优选，在步骤(2)和(4)中，控制各工艺参数的设定符合如下相关公式：
公式V往＝4L·V线/d推导并论证成功，即喷涂往复速度V往与喷涂宽幅L、生产线速V线及喷涂张角d(小写d为喷枪喷射到薄膜载体上时，落到薄膜上的树脂的宽度)之间的固定关系得到确立，使得树脂和胶衣喷涂均匀性大幅改善，且根据生产实时数据进行精确调整。
公式m＝M/L·V线＝4M/d·V往推导并论证成功，即喷涂要求量m(小写m为板材工艺设计中单位面积板材需要用到的树脂量)与喷涂压力M(大写的M为喷枪设定压力下单位时间1秒内喷射的树脂量)，喷射宽幅L及生产线速V线之间的固定关系得到确立，使得树脂和胶衣喷涂的单位喷射量可以计算得出，且根据生产实时数据进行精确调整。
本发明的有益效果是：
本发明的具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，工艺过程巧妙创新，通过在树脂与胶衣间添加表面毡的做法，使得板材胶衣面玻纤纹路几乎彻底消除；并保证胶衣和树脂之间半相融状态，保证树脂和玻璃纤维之间完全浸润结合的状态，使得成品质量好，尤其还通过各个细节的优化，使得板材放热峰得到降低，收缩率得到降低，能够实际精确设计并控制板材结构，也大大提高板面平整度，使玻璃钢胶衣板材性能优异稳定、外观美观。
具体实施方式
一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，包含如下步骤：(1)下薄膜输送；(2)在下薄膜上进行胶衣喷涂；(3)在胶衣凝胶成型之后，在胶衣上平整铺放表面毡，让其与触干状态的胶衣微微相融；(4)在步骤(3)的表面毡上面继续喷涂树脂，使表面毡又与树脂层浸润结合；(5)在步骤(4)喷涂的树脂上，进行玻璃纤维铺放浸润；(6)在步骤(5)的已浸润好玻璃纤维的树脂上方进行上薄膜输送以铺上上薄膜；(7)烘箱加热；(8)冷却裁剪；(9)收卷打包。
所述步骤(1)中的下薄膜输送具体工艺是：下薄膜经过展平辊，调节好两端张紧力度，匀速平整的铺覆在生产平台，成为载体模具。
所述下薄膜为PET聚酯薄膜。载体模具选用国内优质PET聚酯薄膜，可使得成品平整光洁耐高温。
所述步骤(2)中的胶衣喷涂具体工艺是：胶衣通过喷涂设备，设定好喷涂宽幅，气压压力，往复速度，与一定比例的固化剂一起，经喷嘴雾化后喷洒到下层薄膜载体。经过电加热平台加温，加速凝胶固化成型，凝胶固化度要求达到触干状态为最佳。所述加热平台为电加热平台。所述喷涂设备为进口的设备。
所述步骤(2)中的胶衣喷涂时，控制所述胶衣层的厚度为0.3-0.35mm，保证胶衣面对于玻纤纹路的遮盖能力。
所述步骤(3)中，所述表面毡为30-50g/㎡的表面毡。表面毡本身细腻轻薄，表面玻纤均匀平整。当板材最终成型固化之后，由于表面毡有阻隔玻纤纹的作用，胶衣表面的玻纤纹路就几乎消失不见了。
所述步骤(4)中的树脂喷涂具体工艺为：将树脂投放到电加热釜中，与包含促进剂、颜料的辅料充分搅拌混合，通过进口喷涂设备，设定好喷涂宽幅，气压压力，往复速度，与一定比例的固化剂一起，经喷嘴雾化后喷洒到已成型的胶衣载体。
所述步骤(4)中的树脂喷涂工艺中，喷涂的树脂中添加有固化剂和抑制剂，其中，固化剂的添加比例为占喷涂总质量的1.5％，抑制剂的添加比例为占喷涂总质量的15％。本实施例中，通过减少固化剂，添加抑制剂，有效降低了放热温度，降低了树脂层的收缩率，其他比例相同的情况下，固化剂的添加比例为2％时，放热峰为177.4℃，减少至1.5％，固化剂的添加比例为1.5％时，放热峰为171.4℃，减少约6℃；在如上的固化剂使用比例1.5％的基础上，不添加抑制剂时，放热峰为171.4℃，将抑制剂作为辅助添加剂加入到树脂中，添加比例15％时，放热峰为153.5℃，减少约17.9℃，即大幅度有效地降低了树脂固化反应收缩率，从而降低了板材胶衣表面玻纤纹。
树脂的放热峰温度由树脂本身性能决定，而放热量与固化剂量有关，所以减少固化剂的量可以减少放热量，在板材生产过程中可以减少放热温度的累积，从而降低生产中最终的放热峰温度。发明人经过长期的观察和研究发现，抑制剂的加入会使得板材的固化过程延长，起到缓聚的效果，使放热过程变得平缓不那么剧烈，从而能够降低板材的收缩。
所述固化剂为过氧化甲乙酮，所述抑制剂为磷酸酯化合物。
所述步骤(5)中的玻璃纤维铺放浸润具体工艺为：将玻璃纤维短切毡，通过展平辊，匀速平整的铺放到树脂中，由浸润辊浸压，使玻璃纤维与树脂能够充分浸润，初步排除结构层内部的气泡。
所述步骤(5)中使用的玻璃纤维为16分束的250g/㎡的玻璃纤维短切毡。将其铺放在紧靠胶衣层，利用其本身轻薄，且玻纤丝细腻分布分散的优点，达到树脂收缩后表面相对更平整的目的。从前的短切毡克重都在300克以上，最关键的是此250g/㎡的短切毡为16分束，从前的都是8分束，即同样直径的一股纱中玻纤单丝量增加了一倍，单丝的直径减少了一倍，变得更细，从而在制成同样克重的短切毡时，毡的表面更加细腻缜密，孔隙率大大降低，提升了毡本身的平整度。
所述步骤(5)中使用的玻璃纤维的含量为成品板材总质量的7-15％。不同厚度规格的成品板材，严格控制基层玻纤含量在24-28％，保证玻纤单丝充分浸润于树脂之中，减少玻纤纹路暴露凸起的现象，从而来减少板材表面玻纤纹。
所述步骤(6)中的上薄膜输送具体工艺为：上薄膜经过展平辊、精密辊，调节好两端张紧力度，匀速平整的铺覆在浸润好的树脂玻纤基层表面，密封排泡。更优地，上薄膜为PET聚酯薄膜。
所述步骤(7)中的烘箱加热具体工艺为：根据工艺要求，前段烘箱设定的温度比后段烘箱高，前段烘箱采用循环立体式热风加热，使板材受热均匀同步，达到凝胶成型的目的；后段烘箱也采用循环立体式热风加热，使板材受热均匀同步，达到固化放热，释放内应力的目的。所述烘箱采用数控式烘箱操作系统，根据设定自动调节温度，温差≤5℃。
所述步骤(8)中的冷却裁剪具体工艺为：在敞开式的冷却散热区，同时配备四台排风扇，后段烘箱盖能够自由打开关闭，按需要进行合理的散热工作。剪板机宽幅大于机身，配合计米器，能够根据板材长度按需要进行定尺裁剪。
所述步骤(9)中的收卷打包具体工艺为：连续成型板材冷却完毕进行收卷，由最后道收卷装置操作完成。收卷装置由利用可手动调节张紧的自制收卷架和能够自动调节转速的变频电机组成。
从步骤(1)至步骤(7)的整个过程中，使用张紧展平轮，具体地，在生产线纵向两侧，间距每1.5米安装张紧展平轮，所述张紧展平轮的单个轮的重量为10kg，单个轮与纵向直线方向保持15度的一致角度，通过上下轮夹紧薄膜，同时产生向外拉伸的摩擦力，对薄膜进行拉伸展平，使板材自胶衣喷射区开始，到在烘箱中断凝胶成型前，胶衣面层都保持绝对的镜面平整度。
为了对树脂和胶衣的喷涂量和喷涂均匀性进行精确化控制，在步骤(2)和(4)中，控制各工艺参数的设定符合如下相关公式：
公式V往＝4L·V线/d推导并论证成功，即喷涂往复速度V往与喷涂宽幅L、生产线速V线及喷涂张角d(小写d为喷枪喷射到薄膜载体上时，落到薄膜上的树脂的宽度)之间的固定关系得到确立，使得树脂和胶衣喷涂均匀性大幅改善，且根据生产实时数据进行精确调整。
公式m＝M/L·V线＝4M/d·V往推导并论证成功，即喷涂要求量m(小写m为板材工艺设计中单位面积板材需要用到的树脂量)与喷涂压力M(大写的M为喷枪设定压力下单位时间1秒内喷射的树脂量)，喷射宽幅L及生产线速V线之间的固定关系得到确立，使得树脂和胶衣喷涂的单位喷射量可以计算得出，且根据生产实时数据进行精确调整。
实例1
生产板材宽度2m，线速2m/min，当胶衣或者树脂喷枪往复喷涂时，要求每平方面积均匀覆盖四次，已知d胶衣为30cm，d树脂为25cm，可根据公式V往＝4L·V线/d测算，得出胶衣和树脂喷枪的往复速度分别为V胶衣＝889mm/min，V树脂＝1067mm/min；当宽幅不变，生产线速调整为2.5m/min时，可测算出胶衣和树脂喷枪的往复速度分别为V胶衣＝1111mm/min，V树脂＝1333mm/min；当生产线速不变，宽幅换成2.25m时，可测算出V胶衣＝1000mm/min，V树脂＝1200mm/min；
以此类推，在不同的生产条件下都可以测算出胶衣以及树脂喷枪的所需往复速度，从而保证胶衣和树脂喷涂的均匀性，避免成品板材露底等不良情况的发生。
实例2
生产板材宽度2m，线速2m/min，每平方树脂量需要1.8kg，在此条件下可根据公式m＝M/L·V线测算，得出树脂喷枪压力为47.5MPa；当宽幅不变，生产线速调整为2.5m/min时，可测算出树脂喷枪压力为55MPa；当生产线速不变，宽幅换成2.25m时，可测算出树脂喷枪压力为51MPa；当做到带胶衣板材时，胶衣喷射环节也是同样。
以此类推，在不同的生产条件下都可以测算出树脂以及胶衣喷枪的所需压力，从而保证成品板材的最终厚度稳定且达到要求值。
本实施例，通过从原材料以及工艺等一系列的改进设计，玻璃钢胶衣板材的胶衣面表观逐步趋于镜面效果。
本发明的具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，工艺过程巧妙创新，通过在树脂与胶衣间添加表面毡的做法，使得板材胶衣面玻纤纹路几乎彻底消除；并保证胶衣和树脂之间半相融状态，保证树脂和玻璃纤维之间完全浸润结合的状态，使得成品质量好，尤其还通过各个细节的优化，使得板材放热峰得到降低，收缩率得到降低，能够实际精确设计并控制板材结构，也大大提高板面平整度，使玻璃钢胶衣板材性能优异稳定、外观美观。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，其特征在于，包含如下步骤：(1)下薄膜输送；(2)在下薄膜上进行胶衣喷涂；(3)在胶衣凝胶成型之后，在胶衣上平整铺放表面毡，让其与触干状态的胶衣微微相融；(4)在步骤(3)的表面毡上面继续喷涂树脂，使表面毡又与树脂层浸润结合；(5)在步骤(4)喷涂的树脂上，进行玻璃纤维铺放浸润；(6)在步骤(5)的已浸润好玻璃纤维的树脂上方进行上薄膜输送以铺上上薄膜；(7)烘箱加热；(8)冷却裁剪；(9)收卷打包；所述步骤(4)中的树脂喷涂工艺中，喷涂的树脂中添加有固化剂和抑制剂，其中，固化剂的添加比例为占喷涂总质量的1.5％，抑制剂的添加比例为占喷涂总质量的15％；所述步骤(2)中的胶衣喷涂时，控制所述胶衣层的厚度为0.3-0.35mm；所述步骤(3)中，所述表面毡为30-50g/㎡的表面毡；所述步骤(5)中使用的玻璃纤维为16分束的250g/㎡的玻璃纤维短切毡；所述步骤(5)中使用的玻璃纤维的含量为成品板材总质量的7-15％；在步骤(2)和(4)中，控制各工艺参数的设定符合如下相关公式：
V往＝4L·V线/d，其中V往为喷涂往复速度，L为喷涂宽幅,V线为生产线速V线,d为喷涂张角；
m＝M/L·V线＝4M/d·V往，其中m为喷涂要求量，M为喷涂压力，L为喷射宽幅，V线为生产线速。
2.根据权利要求1所述的一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的胶衣喷涂具体工艺是：胶衣通过喷涂设备，设定好喷涂宽幅，气压压力，往复速度，与一定比例的固化剂一起，经喷嘴雾化后喷洒到下薄膜上，然后经过加热平台加温，加速凝胶固化成型，凝胶固化度要求达到触干状态。
3.根据权利要求1所述的一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，其特征在于，从步骤(1)至步骤(7)的整个过程中，使用张紧展平轮，具体地，在生产线纵向两侧，间距每1.5米安装张紧展平轮，所述张紧展平轮的单个轮的重量为10kg，单个轮与纵向直线方向保持15度的一致角度，通过上下轮夹紧薄膜，同时产生向外拉伸的摩擦力，对薄膜进行拉伸展平，使板材自胶衣喷射区开始，到在烘箱中断凝胶成型前，胶衣面层都保持绝对的镜面平整度。
4.根据权利要求1所述的一种具有镜面效果的玻璃钢面板生产工艺，其特征在于，上薄膜和下薄膜均为PET聚酯薄膜。
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