HB Z 5010-1994 低压成型玻璃纤维增强塑料航空制件制造工艺.pdf

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1、中华人民共和国航空工业标准HB/Z 5010- 94 低压成型玻璃纤维增强塑料航空制件制造工艺1994-10-31发布1995-01-01实施中国航空工业总公司批准中华人民共和噩航空工业标准低压成型玻璃纤维增强塑料航空制件制造工艺HB/ Z 5010-94 代替HB/Z5010一741 主题内容与适用范围,. 1 主题内容本标准规定了手工铺敷、低压成型玻璃纤维增强塑料以下简称玻璃钢航空制件制造工艺的一般技术要求。.2适用范围本标准适用于航空用手王铺敷、低压成型(成型压力不大于1MPa)玻璃钢制件的制造及质量控制非航空制件也可参照执行。2 I用标准GB 8237 玻璃纤维增强塑料玻璃钢)用液体不

2、饱和聚酶树脂GB 11724 车间空气中含50%.80%游离二氧化硅粉尘卫生标准GB 11725 车间空气中含80%以上游离二氧化硅粉尘卫生标准GJB 84 高强玻璃纤维布HB 5011 低压成型玻璃纤维增强塑料航空制件HB 5296 sc一13玻璃布层压件用粘结剂HB 5342 复合材料航空制件工艺质量控制HG2-741 E型环氧树脂JC 169 无碱玻璃纤维纱JC 170 无碱玻璃纤维布JC 174 无碱玻璃纤维带JC 277 无碱无捻玻璃纤维妙JC 281 无碱无捻玻璃纤维布TJ 36 工业企业设计卫生标准ZBG 51071 X98-11、X98-14缩醒烘干胶液3 厂房与环境3. 1

3、厂房中昌航空工业总公司1994-10-31发布1995-0101实施HB/ Z 5010- 94 3. 1. 1 在玻璃钢航空制件生产的工艺过程中，各工序问布局应紧凑、合理。3. 1. 2 根据各工序对生产环境的要求，玻璃钢航空制件的生产应符合HB5342中关于般王作间的规定。3.2环境3.2. 1 玻璃钢生产房周围应进行绿化，以使区域空气净化。3.2.2 厂房应远离粉尘作业或其它污染源。4 材料4. 1 基体材料4. 1. 1 环氧树脂胶液4. 1. 1. 1 环氧玻璃钢所使用的环氧树脂主要有双酣A型环氧树脂和脂环族环氧树指。双酷A型环氧树脂应符合HG2-741的有关规定:脂环族环氧树脂应符

4、合制件对原材料的有关技术要求。4. 1. 1. 2 双酣A型环氧树脂所采用的困化剂类型主要有胶类、咪瞠类、酸膏类及潜伏性固化剂等。4. 1. 1. 3 脂环族环氧树脂应采用酸酣类阴化剂，在加温加压下固化成型。4. 1. 1. 4 航空用环氧玻璃钢制件常用的胶液配方见表I0 4. .2 盼薛树脂胶液盼醒玻璃钢常用的树脂胶液SC-13应符合HB5296的有关规定;X9811、X98-14应符合ZBG51071的有关规定。4.1.3 不饱和聚脂树脂胶液4. ,. 3. 1 聚酶玻璃铜所用的不饱和聚醋树脂应符合GB8237的有关规定。聚黯树脂可以在室温下困化。要实现室温困化，树脂中除加入交联剂、引发剂

5、外，还需加入促进剂。4. 1. 3. 2 常用的不饱和聚醋树脂的胶液配方见表204.2 增强材料4.2.1 增强材料的品种增强材料为不同规格的玻璃纤维纱、玻璃布、玻璃带等。常用的增强材料如F:a.无碱玻璃纤维纱应符合JC169的规定;b.无碱无捻玻璃纤维纱应符合JC277的规定;C.无碱玻璃纤维布应符合JC170的规定4d.无碱无捻玻璃纤维布应符合jC281的规定5e.高强玻璃纤维布应符合GJB84的规定zf.无碱玻璃纤维带向符合JC174的规定;g.若上述几项增强材料标准仍不能满足制件的设t要求时，可选用符合制件对原材料要求的其它增强材料。4.2.2 增强材料的选择究HB/ Z 5010 9

6、4 在l环氧玻璃钢胶液配方及周化条件重量份mnr mim化学纯m稀释剂(E业缀邻笨，叩酸:j黯工业级)Mi-氨基二苯基甲谊(王业级d21乙摹|41甲基眯哩(业缀)-n阳化剂(E业级)苯乙烯(仁业级v过氧化苯用酷(顺丁烯二酸酝(国化条件盯代号m困化剂(工业银v间笨工胶(L业级v己-胶(五业级间苯二甲胶(王业级二乙烯四胶(王业级)二乙烯一一般王业级乙-一脏(E业级)8|捂乙基乙二肢工业级)环氧树脂圳l删工业级)环氧树脂E-U工业级环氧树脂E1日工业级)J- 1100 J-2 1100 J-3 1100 J- 4 1 LOO J-5 1100 J-6 1100 J-7 1100 J-8 1100 +

7、 十J- I0 1 20 80 + 一-+一牛一-l IJ 四川tl15 2h + 80C / 2h + 120C 14h 3 HB/Z 5010- 94 续表l配方环环环。乙问已萃间590 2 4.4 邻苯269 KH 不代氧树氧氧乙乙苯固稀饱号树树短黯烯烯肢化乙樨560 和脂脂脂乙，.、一四甲，.、黯剂基氨甲荆r、聚E E 300 基工黯黯赃工，.、，.、基酸，.、化酶乙业、，甸、 业工E 4 一.T 学树51 42 400 -级王工工级业业苯业纯脂( ，蝇、，.、腔、J业业业、J级级甲基黯级、J3193 工工主，.、级级级、J基lfI r、Jr、业业业王、./、.J、J咪惋工工级级级业唾

8、，筒、业业、. 、./、-级，蝇、工级级、I 业、，、业级缀、J、. -J- 12 32 30 J- 13 100 15 表2不饱和聚酶树脂胶液的通用配方# . 4 组分斗2 七305100 气相白碳黑引发剂H4 引发剂M引发剂B促进剂E1 - 4 促进剂D注s引发剂H为50%过氧化环己固的邻苯之用酸二r酷糊z引发剂M为过氧化甲乙酣溶液z引发剂B为50%过氧化工苯阳酸的邻苯二甲酸二丁酷糊s促进剂E为含6%茶酸钻的苯乙烯溶液z促进剂D为含10%二甲苯胶的笨乙烯溶液.3 100 顺过苯T T 氧乙烯化烯31 苯( 固酸甲T. 化黯瞰业Jl!J ，气，.、级/飞工:I 、J工业业业困化条件级级级、J

9、、J、J100C /O. 5h + 10 Z 26 J 80(丁/5h15 室温/24h20 重量份4 5 100 100 2 2-4 2-4 HB/ Z 5010-94 选择增强材料时，应充分考虑制件的设计要求和增强材料的性能特点及用途等。4.3 工艺材料4. 3. 1 脱模剂4. 3.1. 1 对脱模剂的要求如下:a.应能保证制件顺利脱模，而不损坏制件表面;b.不腐蚀模具，不影响树脂固化，对制件无污染斗C.制件成型周期与脱模剂的成膜时间要适应，如成型周期短时不应选用成膜时间长的脱模弗; d.配制筒单、操作安全、对人体无害。4. 3. 1.2 常用的脱模剂见表3。4.3.2 其它工艺材料根据

10、制件的成型工艺要求，可选用下列工艺材料:a.真空袋材料zb.密封材料FC.导气材料zd.隔离膜ze.吸胶材料:1橡胶垫zg.压敏胶带。5 设备与工装5. 1 主要成型设备5. 1. 1 热处理设备用于含石蜡乳剂浸润剂的玻璃布的热处理温度为300450C，处理时间为3-5min。5. . 2 热压罐热压罐的充压压力应不小于O.3MPa，升温速度应在1-5C /min范围内可调，罐内温度均匀，任意两点温差不大于10C，该设备应有安全、调温、控温和保压装置。表3常用的脱模剂称名序号配方材料ZK际豆T面732副配制A涂制方法适用拖罔1 I聚乙烯醇|聚乙烯醇II 10 10 I (1)聚乙烯醇用水调成糊

11、，再配入|适用于室温或加温固水榕液脱|酒精|工业I30 60 I 甘油以外的组分。I化成型的环氧、盼薛、模剂! 水I I 5& 50 I (2)煮沸军伞溶解，最后加入甘|孽醋破璃铜.JIE皂II 2 I泊。甘袖i工业I5 5 I (3)用纱布过撞。(4)涂刷3-4次.宝温下晾干. 5 HB/ Z 5010- 94 续表3，但序号配fi称一一材料名称点豆丽正主画5配制泣涂制方法i垂用范围r:革:I.i:;G-8t-3厂-一|白二fdA;由挂在石石石圣百i77idfl辰1E100 I刷13改，窒掘卜晾干。11困化环氧、聚醋、酣醒哩坡璃钢。31有机硅脂!有机硅脂1295 脱模荆十一一一一一宦接涂刷。

12、适用F180C或害，温嗣化环氧、聚醋、酣醒型簸璃钢.寸Eil民;可-;-r:-r-1一一一寸一-一一一一-5 1聚苯乙烯i聚苯乙烯甲苯溶液IIfJ苯脱膜剂称取各重量份，榄拌均匀后，薄薄!适用于lOOC左右固刷-层即可铺散。I化的环氧、囊醋、酷醒型被璃钢。先在模具上均匀地涂一层汽车|适用于lOO-C左右圄蜡，然后涂层聚苯乙烯甲苯溶|化的环氧藏璃钢.鞭，室提下晾!二。6 !过氯乙烯|过氯乙烯!G52 -2川110o1:将ZN6消穰脱模|清攘I I I油稀事樨幸后.均勾诠刷在模具I-_.晾|氧、酷醒型璇璃铜荆|稀释剂I X 3 I 60 I手，再把配制奸的过氯乙烯情漆喷在ZN6-, 4上，晾千Jf即

13、可使用.一一牛二二一一一凰71硅橡胶溶|硅橡胶I101 10 称取各重量份.混合搅拌均匀后.I适用于加温加:成型涂刷1-3次，在宝温下晾干或|的环氧、酣醒型玻璃被脱模剂|硅酸乙酷二月硅酸1. 5-2 0.3- 0. 5 1 200C下Ih。钢。二丁基锚二甲苯1I 100 81聚氯乙烯薄膜- -一一十一一一一一一-一一一一寸先在模具上均匀徐层2L7-2 I远用f150C或宰祖油膏，再铺贴.层聚氯乙烯薄膜。!困化的环氧、酣醒型玻璃钢。9 1FG - 11 1 1 I用细软毛刷(饭刷茹排笔)蘸取脱|适用于意温至175C脱模剂I I 1 1模刑于模具工作表面t.均匀地、|困化的聚醋、酷醒、环薄薄地刷涂

14、-层.待溶剂充分挥|氧破璃铜.发后.再涂第二逞。第二二次撞刷方向应与第一次成角度，依次涂2-3遍。最后a遍要求溶剂充分挥发后方吁使用。5. 1. 3 固化炉 HB/Z 5010-.94 困化炉的升温速度一般应在l,._ 5C /min范围内可澜，炉内温度均匀，任意两点温差不大f 10C。5. .4 真空泵和克压装置玻璃钢制件生产中所使用的真空泵和充压装置.应能满足制件所霜的王艺要求。5.2模具5.2. 1 对模具的要求模具应满足F列要求:a.应满足产品设计精度的要求;b.满足E艺过程中强度皮肉IJ度的要求sC.施工占便;d.脱模容易;e.造价便宜。5.2.2选模原则5.2. 2. , 外表面要

15、求光滑、尺寸精度高的制件，通常采用阴模成型.5.2.2.2 内表面要求光滑、尺寸精度高的制件，通常采用阳模成型。5.2.2.3 内外表面均要求光滑、尺寸精度高的制件，通常采用对合模成型。5.2.3 模具材料5.2.3. 1 加温加压困化成型的制件，通常采用铝模、钢模或复合材料模。5.2. 3. 2 常温常压困化成型的制件，通常采用踱璃钢模、本模、石膏模、水泥模、鳝模等.5.3 常用工具玻璃钢成型中常用的工具为ta.剪刀;h.切割刀;C.毛刷zd.刮板;e.辘轮刷架和羊毛辍轮zf.辘压轮;g.于刨zh.铿刀。6 制造工艺6.1 增强材料的表面处理对表面含有石蜡乳剂浸润剂的增强材料必须进行表面处理

16、后方可使用.若采用前处理法制成的前处理玻璃布，不必再进行表面处理$但应妥善保管，以防吸潮。表面处理方法应根据所使用的树脂体系及制件的性能要求进行选择，具体处理方法如下za.热处理法热处理法的-汇艺参数见表407 H/Z 5010-94 表4热处理工艺参数序号处理温度， 处理时间，mln250士560 一-卡一一一-一一一一一一一一一-一一-一一一二2 350士53060 热处理炉斗一一_._._-甲一-一._一一一一一一一一一一-3 400450 34 连续处理炉b.化学处理法玻璃纤维织物进行化学处理前，应先进行热处理，然后才进行化学处理。化学处理法中常用的几种处理剂及处理方法见表506.2

17、增强材料和预浸料的剪裁6.2.1 增强材料的剪裁，可先按模具型面展开图制成样摄，然后按照样板剪裁，剪裁时要注意增强材料的方向性。6.2.2 剪裁时要注意加放制件边缘的工艺余量。若需搭接，应留出搭接量，搭接宽度应符合图纸要求，无要求者，可按10，._2Omm计算。6.2.3 对于一些形状复杂的制件，允许在增强材料的局部剪开。6.2.4 对预浸料的剪裁可参照6.2. 1 -6. 2. 3条进行。6.3 胶液配制6.3. 1 胶液配制的一般要求6.3. 玻璃钢生产车间应设配胶间，生产时指定专人配胶。6.3.2 使用的配胶器具应保持清洁。6.3. 1.3 严格按照配胶工艺要求进行。6.3. 1. 4

18、一次配胶量应根据胶液的适用期、操作的人数及施工面积大小来决定。6.3.2 环氧树指胶液配胶时应先将稀释剂及其它助剂加入到环氧树脂中，搅拌均匀后备用。使用前再加入固化剂，并要充分搅拌均匀。6.3.3 酷醒树脂胶液酷醒树脂胶液在购入时已是配好的树脂胶液，使用前可根据工艺要求，加入溶剂调至适当的浓度。6. 3. 4 不饱和聚酶树脂胶液6.3.4. 1 聚酶胶液配制时，其配胶顺序应该是:将引发剂、促进剂以外的其它组分先放入树脂中，配好搅匀p然后再加入引发剂，搅拌均匀s操作前再加入促进剂，搅拌均匀后便可使用。6. 3. 4.2 加入引发剂的树脂胶液，其存放期不能过长，一般加H或M引发剂的树脂胶液，其存放

19、时间约为8h;加B引发剂的树脂胶液的存放期可达3-41.，6.3.4. 3 配胶时，必须注意安全，尤其是引发剂与促进剂不能直接混合，以免引起爆炸。6.4 成型8 HB/Z 5010 - 94 6.4.1 -一般要求铺玻璃布时，应注意各层布的铺肢顺序及对布的方向性要求。涂胶时应做到涂刷均匀，使胶液浸透织物，并随时排除气泡。6.4.2 对接与搭接采用玻璃布制造班璃钢时，允许对接和搭接，但t-:下层的对接及搭接缝必须均匀错开36.4.3 晾置表5常用的几种化学处理剂序号!处理剂名称l牌号|溶液的配制I :处理工艺过程|适用树脂类型1 I甲基丙烯酸|沃兰|将称量好的自来水倒|将玻璃布在配制好|不饱和聚

20、酶树氯代锦络合II入容器中，在搅拌下|的榕液中浸溃|脂、环氧树脑、物I I b日入沃兰原液，配制14min.放入80C烘|酷醒树脂。成1%3%的沃兰|箱中干燥30min，水溶液，然后用2%I后用蒸馆水洗涤，的氨水调节溶液的|最后再放入150CpH值，直到pH值为l供箱中烘20min.5-6为止.配制好的!即可用。溶液为被绿色.2 I一氨丙基1KH-550 I将KH-550配制成|将玻璃布在配制好|环氧树脂、盼三乙氧基硅I11%-2%的水溶液。i的溶液中浸溃|醒树脂.饶I I再加入与KH- 550 12min，然后在等量的丙三醇于溶液1180C烘lOmino! 中，即可。I1 一一-一-_._.

21、_._. ._,_._-3 I一缩水甘IKH-S60 油丙基二甲与KH-550相同。I将玻璃布在配制好!环氧树脂、酣怕号溶液中浸溃|醒树脂。氧基硅饶2min.然后在| 120C烘lOmino4 r-z.t$主;41A-liiR40Og乙启立!再均在自如|不饱和时再氧基硅烧I I氧基硅饶，加入的溶液中浸溃|脂。3600g水，搅拌均匀11min.在80UC下烘后.滴入甲酸调至pHI干。然后在180C为2-3.然后再激烈|烘IZ-15min0 搅拌，使溶液成半透明状，以水冲稀到浓度为1%-3%.最后用5%的氨水慢慢滴加，并加以搅拌，使呈I1 乳浊液.pH为9-10I I 左右即可应用.配制II 好的

22、碱性处理液最好II 立即使用，停放不要Ii 一_. _ _ _J_J乡?些二一一L一一-一一一9 HB/Z 5010斟94续表5序号|处理剂名称!牌号|陪液的配制! 处理工艺过程|边用树脂类型5 I乙烯基二IA、172!取A-172直接配成i将玻璃布浸混在配|不饱和聚酶树(-甲氧乙II浓度为1%3%的!制好的溶液中，然|脂，环氧树脂氧基)硅烧;!水榕槽，以KOH统iht取出阴于4; !Nd)Ti调节pH为OC下烘扒在10. 5r 11. 0，处理掖1125C卡帕5min。i i主乳浊液即可应用。i当使用含有溶剂的胶液时，每层铺敷后，都应进行一定时间的晾1墅。6.4.4 含胶量环氧玻璃钢的含胶量

23、般为45%士5%;酣隆玻璃钢的含胶量A般为30%土3%;聚醋玻璃钢的含胶量一般为45%士5%。6.5 国化工艺6.5. 1 环氧破璃钢的固化环氧玻璃钢的固化成型，其温度和压力可根据不同的胶液配方制定。6.5.2 酷踵玻璃钢的固化酷醒玻璃钢固化的工艺条件，详见表60表6酣醒玻璃钢固化工艺条件SC-13 ! X98-ll.X98-14 固化条件卡一-y-一一一一一斗一抽真空法l 热压罐法! 抽真空法| 热压罐法压力(MPa)I 0.05-0.1 I 0.3 1 0.05-0. 1 i 0.3 温度L)I 175士5; 时间(h)I1-2 j 6.5.3 聚酶玻璃钢的固化6.5. J 1 聚醋玻璃钢

24、的国化压力般为接触压力。6.5. 3. 2 聚醋璇璃钢制件的成型，吁根据室温高低，固化8._12h后，才允许脱模。6.5. 3. 3 脱模后的聚醋玻璃钢制件在室温下放置4周或80C-F处理3h后.方可进行下道工序。6.6 脱模与修整6.6.1 脱模脱模时要特别注意，不要将模具或制件损伤。6.6.2 修整10 H8/Z 5010- 94 6.6.2. 1 脱模后的制件应进衍修穗，以除去毛边及真它不必要的部分。修整时，不允许使制件造成分层、玻璃纤维裸露等新的缺陷。6.6.2.2 对于制件上的部分缺陷.允许按E艺规程要求进行修补。6.7 检验与运修6.7. 1 检验制件质量检验应符合HB50门的规定

25、。6.7. 2 返修对于不符合质量要求的制件，允许按批准的返修E艺文件进行返修，返修后的制件应符合设计图样反标准要求。7 质量控制低压成型玻璃纤维增强塑料航空制件的质量控制可按HB5日3扣.j2的有关规定进行。8 安全与卫生8.1 有关的安全卫生标准8. 1. 1 车间空气中有害物质的最高允许浓度根据TJ36.车间空气中有害物质的最高允许浓度详见表70表7车间空气中有害物质的最高允许浓度序号|物质名称! 最高允许浓度.mg/旷1 I 二甲苯I 100 2 i t甲基酷胶(皮)! 10 3 i 二甲基二氯硅炕i 4 ! 三异氨酸甲苯酶I 0.2 5 I 丁二烯I 100 6 ! 丙酣: 400

26、7 ! 丙烯脯(皮)I 8 ! 甲苯I 100 9 I 甲醇! 10 ! 环氧氯丙位(皮)! 11 I 环己酣l 50 12 i苯(皮)I 40 13 j 苯胶皮)I 14 i 甲苯胶(皮)I 15 ! _甲苯胶(皮)I 16 I 苯乙烯| 17 I氨130 18 I酣(皮)I 19 I 二氯乙烧! 25 20 I 三氯乙烯! 11 HB/Z 5010-94 m一町-度i00000000附一浓一灰缸衍00m5m阳一时一二最一-1ll十iltill-ili-!-sili-liiL产一一名一质一如一切一碳油酶酶酶酶酶醇醇酶醇一$一化烯汽甲乙丙I戊一氯乙剂酸酸酸酸酸一网氯溶醋醋醋醋醋甲I乙乙一号72

27、3456789012一-ob?臼?9白qb?919hqdqu2d-序一注2有皮标记者为易经皮是吸收的有售物质8. 1. 2 车间空气中粉尘的最高允许浓度车间空气中:二氧化硅粉尘应符合GB11724和GB11725的规定。8.2 安全保健措施8.2. 玻璃钢生产厂(或车间应制定安全生产规程，并应加强安全生产教育。8.2.2 加强设备管理，注意人身安全，对于所有的生产设备要经常进行维修与检验。8.2.3工作场地注意防火防爆，严禁明火、吸烟.并应远离火源p配备灭火器材。8.2.4 劳动保护从事玻璃钢作业的人员，生产操作时应穿戴防护用品，一般连续工作不应超过础，生产结束后应及时洗澡。应定期检查身体，有

28、病及时治疗。9摩弃物的处理9.1 废弃物的种类玻璃钢生产中的废弃物包括:8.生产中造成的被璃钢废品;b.剪下的玻璃布、玻璃毡或玻璃纤维等边角余料:c.机械加工下来的废边料及玻璃钢粉末pd.成型过程中剪下的浸胶玻璃布等。9.2 摩弃物的处理方法9.2. 1 玻璃钢生产中的废弃物应单础收集、存放、处理。不要与真它垃圾物混放起。9.2.2踱璃钢生产中废弃物的处理方法应按上级部门的有关规定进行。10说明凡本标准未列入的特殊要求，应按图样或专用技术文件中的规定执行e17. HB/Z 5010 94 附加说明:本标准由中国航空工业总公司航空材料热工艺标准化技术归口单位提出并归口。本标准由北京航空航天大学负责起草，三二O厂、一三二厂参加。本标准主要起草人2徐修戚、赵时熙、王兆明、王众民、罗辑、杨学衡。