玻璃钢板 – 玻璃纤维板指南

对于行业，也对于业余工匠来说，有许多不同的材料可供选择，没有什么可取的。如果需要材料特别高的坚固性，重点很快就会落在玻璃钢上，即玻璃纤维增强塑料。这到底是什么以及玻璃纤维板的应用有多多样化，我们在GRP指南中展示了。

什么是玻璃钢（GRP）？

玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃纤维，基于热塑性塑料（如聚酰胺）或热固性塑料（如环氧树脂或聚酯树脂）。它是一种纤维塑料复合材料，结合了许多积极特性，因此对工业和自己动手的人来说都很有趣。这些不同材料的复合材料使GRP板材成为一种轻质但极其坚固的材料。GRP自1935年以来一直为人所知，从那时起以许多不同的方式使用。在20世纪三十年代，它主要用作房屋的绝缘材料，但也用作飞机工业中的材料。当今众所周知的GRP类型是，例如，环氧树脂层压板，三聚氰胺树脂层压板，硅树脂层压板和聚酯树脂层压板。特别是对于必须承受高负载的应用，玻璃纤维增强塑料是最佳材料。它不仅质量高，而且在形状的帮助下还可以呈现任何可以想象的形状。与塑料基体结合使用，玻璃纤维板不仅具有非常高的弹性能量吸收，而且具有巨大的断裂伸长率和低弹性模量。玻璃纤维增强塑料对于小用户来说也是一种有趣的材料。手工层压简单，便宜，适用于所有可以想象的形状和用途。您需要很少的材料，也不会花费太多时间。使用GRP也可以对各种材料和组件进行维修。此外，GRP还有其他各种优点，但只有少数缺点，我们在倒数第二章中展示了这些缺点。

不同类型的玻璃纤维

玻璃纤维有两种基本类型：短纤维和长纤维：

短纤维增强玻璃钢板

短纤维增强部件具有纤维的随机分布。这增加了组件的刚性。这种短纤维增强玻璃纤维通常用于注塑技术，因为它们具有最佳的成型性，因此具有非常高的设计自由度。此外，它们比长纤维增强部件便宜。缺点是这种部件的强度不如长纤维增强部件高。

长纤维增强玻璃钢板

另一方面，长纤维增强部件的纤维长度至少为 10 毫米。在拉挤成型工艺的帮助下，通过熔化从它们中生产出一股，然后从中生产颗粒。这使玻璃纤维具有巨大的刚性、强度和抗冲击性。因此，长纤维增强部件具有高度的稳定性，因此可以吸收大量的能量。如今，上述两种玻璃纤维增强塑料的混合形式也很常见。此外，还提供连续单纤维以及由这种连续单纤维编织的垫子。

因此，如果您想购买GRP板材，则应注意上述属性。根据工件的目标应用，您应该选择短纤维或长纤维GRP。厚度在应用中也起着重要作用。无论您选择2mm厚的GRP板还是3mm厚的GRP板，都会有很大的不同。

合成树脂的强度

由玻璃纤维增强塑料制成的部件主要通过不同材料的组合获得强度;它们形成所谓的复合材料。因此，它们由纤维和基质组成。当然，玻璃本身既不稳定也不具有延展性。玻璃纤维增强塑料的稳定性源于放置玻璃的形状，即纤维。在基质的帮助下，这种稳定性进一步提高。基质形成添加的合成树脂。像往常一样，它由两个不同的组件组成，它们在添加之前混合在一起。一旦它们形成粘合，所得的树脂和固化剂混合物就可以添加到玻璃纤维中。将混合物涂在玻璃纤维增强塑料上并包裹其纤维，使它们不再移动。因此，它为纤维提供了巨大的稳定性。单向半成品和多向半成品是有区别的。在前者中，纤维仅位于一个方向上，因此所得的半成品具有很高的纵向强度，但总体弹性不那么强。另一方面，具有多向设计的半成品具有较高的整体负载能力。在这些工件中，纤维在横向和纵向上逐层安装在树脂中间。然而，多向这个名字在这里有点误导，因为光纤在垂直轴上被中断。

用于GRP的最常见树脂是环氧树脂和聚酯树脂。两者都有优点和缺点，对于各种应用都很有趣。例如，聚酯树脂比环氧树脂便宜，但其粘合性能不如环氧树脂明显。

玻璃钢片材的可能应用

由于其良好的腐蚀性能，GRP具有广泛的应用。例如，玻璃纤维板通常用于造船，以赋予船体最佳的稳定性和完美的操控性。正是由于这种特性，GRP也被用于工厂建设。由于它具有高延展性，因此设计可能性几乎没有任何限制。因此，GRP用于组件的覆层，也用于注塑成型。由于玻璃纤维具有良好的绝缘效果，因此也经常用于传输高机械负载，例如通过绝缘体。正是出于这个原因，控制柜通常由在户外使用的GRP制成。

工业中其他可能的应用包括：

浴缸和淋浴盘生产
小型配件
钢筋和型材
风力涡轮机部件，尤其是转子叶片
管
游乐场上的游乐场设备，尤其是滑梯
工业门
化学和食品工业中使用的储罐
钓鱼组件
车身制造商
弩和弓的肢体

但GRP在业余爱好领域也越来越受欢迎。小型用户受益于材料的巨大成型性和稳定性。例如，GRP适用于修复损坏的组件，即使它们不是由相同的材料制成的。即使是木材或金属也可以用玻璃纤维增强塑料修复。当然，获得的结果并不像使用相同材料的结果那样完美。

顺便说一下，由于其低弹性模量，玻璃纤维板不适合高刚度要求。

玻璃钢粘接 – 分步说明

您可以选择是要购买GRP片材还是自己粘合GRP。根据我们的说明，我们将向您展示如何自己制作GRP片材。乍一听可能有点复杂;但这并不像你想象的那么难。 您所需要的只是可管理数量的材料：

玻璃纤维毡
合适的树脂粘合剂，如环氧树脂或聚酯树脂
用于树脂粘合剂最佳分布的滚筒或刷子
一些砂纸
无绒布或软刷
如有必要，吹风机

现在按照以下步骤操作：

首先，将所需的树脂和固化剂混合物混合。最好遵循制造商的说明。通常，使用1：2的混合物。混合时，重要的是将混合物倒出一次或两次并搅拌均匀，以免任何沉淀。否则，存在材料硬化不足或薄弱点的风险。
首先在砂纸的帮助下对要粘合的区域进行粗糙处理，因为只有当要粘合的表面具有粗糙的质地时，粘合剂才会展现其最佳性能。当然，您也可以将磨床用于大表面。

两个胶水接头都清除了灰尘和油脂。清洁后请注意不要徒手触摸表面，否则皮肤自身的油腻薄膜会沉积在表面上，粘合剂也不再粘附。
然后用刮刀或粘性刷齐平填充粘合表面的凹槽和表面压痕;在这里，您可以使用吹风机加热施加的粘合剂，使其更好地扩散。
现在接头已完全涂覆，两个粘合面相互连接。当然，您需要注意开放时间。这对于大表面尤其重要，这样粘合剂就不会太快硬化。

顺便说一下，已经完成的玻璃纤维垫也可以在特殊胶水和各种合适的工具的帮助下进一步加工。 但是，这些更适合平坦的表面。

成品工件的厚度取决于预期用途。2mm厚的GRP片材当然更轻，但不如3mm的GRP片材坚固。 GRP也可用于层压形状。这使您可以创建几乎任何可以想象的形状的组件。用离型膜保护您的形状，并确保收紧膜，以免出现任何不必要的皱纹。使用包裹胶带拧紧离型膜。现在是时候层压了：将重叠的GRP片材铺在模具上。为了安全起见，请使用 50% 的重叠。有经验的自己动手的人也可以选择30%的重叠。相应的层必须始终完全浸泡。硬化大约需要二十四小时。 在粘合GRP时，您应该首先尝试较小的项目，因为使用玻璃纤维增强塑料纯粹是一个实践问题。但是，如果您尝试的项目过于复杂，则很快就会导致挫败感。

玻璃钢板材的优缺点

优势

即使在恶劣的环境条件下，也具有非常积极的腐蚀性能
即使不接地也具有高电绝缘效果
隔热
重量轻
极高的强度
高耐候性
极佳的耐化学性
防锈和防腐
易于处理和加工
价格低廉，因此经济实惠
使用寿命长
抗磁性能
几乎完全免维护
对行业和小用户都感兴趣
相对良好的生态平衡*

弊

它们的密度高于碳增强塑料
不适用于具有高刚度要求的部件
混合过程中产生的气体以及进一步加工过程中产生的细粉尘可能对健康有害

*良好的生态平衡是指水泥生产中的可回收性。通过这种方式，切碎的玻璃纤维可以作为建筑材料回收利用。

玻璃纤维板加工安全说明

如果您使用玻璃纤维增强塑料，您绝对应该遵守一些安全措施：

确保您有一个干净整洁的工作场所，触手可及的所有物品。保护您的皮肤、眼睛和粘膜免受使用 GRP 时释放的苯乙烯烟雾的侵害，因为这些烟雾会对眼睛和呼吸道造成刺激。立即用抹布和少许酒精清除与皮肤接触的任何胶水残留物。
此外，您应始终确保良好的通风，因为在非常高浓度的苯乙烯蒸气下会形成爆炸性混合物。
如果要加工成品部件，例如锯切或磨削，则必须注意细粉尘的形成以及对人员，环境和机器的相关负担。
任何剩菜必须作为危险废物处理，在任何情况下都不得与普通生活垃圾一起处理。