一、玻璃鋼的組分及用途
玻璃鋼增強塑料(GRP)是為了改善合成樹脂的力學(xué)性能，在樹脂中加入增強材料，即玻璃纖維后的層壓塑料材料。玻璃纖維的拉伸強度達20.0MPa，比同樣粗細的鋼絲還強，由于與壓縮強度大、而拉伸強度弱的塑料的結(jié)合而制成比鐵和鋁還強的材料。
玻璃鋼所用的合成樹脂主要有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂，其中放采用的是不飽和聚酯樹脂。
玻璃鋼所用的增強材料，除多被采用的玻璃纖維外，還使用棉線、尼龍纖維、石棉纖維、碳素纖維相與金屬單質(zhì)近似的纖維狀金屬晶須等。將研究利用石墨、石英和碳化鎢等。
增強塑料因為比金屬的力學(xué)強度還要高，而且有質(zhì)輕、耐腐蝕性的優(yōu)點，因而有“玻璃鋼”之稱，作為各種工業(yè)制品或者工業(yè)材料需要量很大。在汽車、船舶、建筑及宇宙開發(fā)等方面有廣泛的用途。
二、玻璃鋼的粘接方法
玻璃鋼及其與金屬之間的粘接一般是要求具有結(jié)構(gòu)強度的狡粘劑，即它的彈性模星、粘接強度及熱膨脹系數(shù)應(yīng)在塑料與金屬之間，在很多情況下，這些膠粘例比材料本身的強度要大得多。
大多數(shù)玻璃鋼增強塑料具有較好的耐化學(xué)溶劑和耐熱性能，所以可采用溶劑分散的熱固性膠粘劑，如酚醛、環(huán)氧、脲醛，縮醛、不飽和聚酯、醇酸及其組成物。常加入異氰酸酯類為改性劑，以改進其對較難粘接表面的粘接性能。
此外為了調(diào)節(jié)熱固性膠粘劑的剪切模量，采用熱塑性樹脂的添加劑是有效的。目前用于結(jié)構(gòu)膠粘劑中的熱塑性樹脂系合成橡膠、聚酰胺和各種乙烯類樹脂。GRP常用的熱固性膠粘劑和一些復(fù)合型膠粘劑的特點、用途如表所示。
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膠粘劑 |
優(yōu)點 |
缺點 |
主要用途 |
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聚酯 |
強度較好，粘度低、固化溫度低電性能好 |
收縮率大，沖擊脆性、熱強度低 |
修理，適用與炸藥、雷達 |
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環(huán)氧 |
高強度、低收縮、低固化溫度，較好的電性能 |
硬度一般、熱強度低、有點毒性 |
GRP與金屬的粘接、飛機雷達結(jié)構(gòu)零件 |
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酚醛 |
熱強度高、沒有毒、價格低廉 |
需溶劑和高溫固化，電性能低，可能有腐蝕性 |
高溫，陶瓷與GRP的粘接 |
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橡膠酚醛 |
中等強度和剝離強度 |
需要溶劑和高溫固化，電性能不好 |
吸收沖擊的零件 |
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環(huán)氧酚醛 |
高的熱強度，超低溫強度高 |
較硬、需要加熱固化、電性能不好，多孔 |
需要高溫和超低溫強度的飛機結(jié)構(gòu)零件 |
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有機硅 |
特好的熱性能、好的耐電弧性能 |
強度低，需要溶劑 |
高溫，有機硅的粘接件，聚合物膠粘劑 |
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聚酰亞胺 |
特好的熱性，好的電性能 |
較硬，需要熱固化、可能是腐蝕性的，多孔性 |
高溫長時間金屬與金屬飛機零件 |
(一)聚酯扳的粘接
一般采用不飽和聚酯系和環(huán)氧系膠粘劑。
聚酯系膠粘劑多用于對小的船體、汽車的車身、家庭用品等的修補。
環(huán)氧系膠粘劑多用于聚脂層壓板和其它材料的粘接。
聚酯層壓板和金屬的粘接，除使用環(huán)氧樹脂外，還采用丁腈-酚醛、環(huán)氧-酚醛、尼龍-環(huán)氧膠粘劑和聚氨酯系膠粘劑。
(二)環(huán)氧樹酯層壓板的粘接
對于被粘接體要求高的粘接強度和耐熱性時，采用室溫固化型、高溫固化型的環(huán)氧樹脂系膠粘劑。
用于高溫下使用的層壓板，采用下述配方，
環(huán)氧樹脂100(重量份)
硅酸鋁100
芳香胺20
固化條件為8℃/1hr，150℃/2hl
此外，不飽和聚酯、間苯二酚-甲醛樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂等膠粘劑也能得到良好的效果。而使用聚氨酯、丁腈-酚醛、溶劑型氯丁橡膠等熱塑性樹脂膠粘劑的鉆接強度低些。
(三)三聚氰胺和呋喃樹脂層壓板的粘接
這些層壓板的粘接，多采用環(huán)氧樹脂、環(huán)氧-酚醛膠粘劑。
(四)酚醛樹脂層壓板的粘接
這種樹脂層壓板，常用間苯二酚-甲醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹指、環(huán)氧-酚醛、酚醛-丁腈等膠粘劑均能得到高的粘接強度。
玻璃鋼粘接時的注意事項：必要時要進行表面處理或機械加工，機械加工中為了保證粘接部位的性能和可靠性，防止玻璃纖維的破碎和被粘體的變形，必須細心操作。
①不要把材料切除過多，必須留出加工余量；
②不能造成不規(guī)則的表面，以免影響粘接面的緊密結(jié)合。
③不要損傷粘接層以下的纖維。
④保持表面潔凈，防止污染。
⑤避免重切削和使用鈍刃具，應(yīng)采用金剛石和鎢碳化物類的工具。