聚合物基複合材料的手糊成型工藝的製作方法
2023-05-07 19:49:36
專利名稱：聚合物基複合材料的手糊成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於聚合物基複合材料的製作工藝，尤其涉及一種聚合物基複合材料的手糊成型工藝。
背景技術：
手糊成型工藝是聚合物基複合材料生產中最先發明的，適用範圍最廣的成型工藝，其它方法都是在手糊成型工藝基礎上的發展和改進。手糊成型工藝的最大優點是不需複雜的設備，只需簡單的模具、工具，故投資少、見效快，適合我國鄉鎮企業的發展；生產技術易掌握，只需經過短期培訓即可進行生產；所製作的FRP產品不受尺寸、形狀的限制，如 大型遊船、圓屋頂、水槽等均可；可與其它材料(如金屬、木材、泡沫等)同時複合製作成一體；對一些不宜運輸的大型製品(如大罐、大型屋面)皆可現場製作。手糊成型工藝，主要涉及材料準備、產品製作、後固化三部分。材料準備，包括增強用織物的裁剪、泡沫芯材的切割、模具準備(模具清潔、塗脫模劑等)、樹脂調配(根據樹脂種類、室溫、操作時間添加適量的固化劑及促進劑)。傳統的手糊成型工藝在產品製作時，先對下模進行鋪層操作，先在型腔內均勻的刷一層樹脂，鋪上第一層增強用織物，用工具(滾筒或刮板)將織物趕平並且趕走多餘氣泡，使織物和模具緊密貼合，此外還應當確保織物鋪設方向準確，避免不必要的偏斜，以及避免破壞織物的組織結構。然後，再刷一層樹脂，鋪第二層增強用織物，用工具趕平，重複此步驟完成所有鋪層。對上模進行同樣的鋪層操作。完成此步驟後，在下模最上層織物表面刷適量樹脂，放入泡沫芯材，將置於泡沫下面的織物包裹在泡沫芯材外側、壓實。最後將模具合上，放入機臺加溫加壓。待固化成型後，開模取出產品。雖然傳統的手糊成型工藝有前述諸多優點，但是存在生成效率低、速度慢、生產周期長的缺點，不太適合大批量產品的生產。另外，由於需要多次刷樹脂，樹脂的用量非常大，並且有可能造成聚合物基複合材料的炸裂而導致產品質量不穩定、產品報廢率高。
發明內容
為此，本發明所要解決的技術問題是提供一種生產效率高、節約樹脂用量、產品質量高的聚合物基複合材料的手糊成型工藝，以克服現有技術存在的缺陷。為了解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案
一種聚合物基複合材料的手糊成型工藝，其包括材料準備、產品製作、後固化三個過程所述材料準備過程為裁切增強用纖維布、切割泡沫芯、調配樹脂，模具準備以及硫化機臺預熱；其特徵在於
所述產品製作過程為先將兩塊增強用纖維布用膠水固定包裹在泡沫芯兩頭，然後對整個泡沫芯進行全長噴膠並包裹一層增強用纖維布，最後，採用同樣的方式包裹若干層增強用纖維布或者包裹一層表面氈；
所述後固化過程為先將調配好的樹脂刷塗在模具型腔內壁，再將製作好的產品刷上樹脂鋪覆在型腔內，然後用刷子或滾筒將產品表面的增強用纖維布或表面氈壓實壓平，避免殘留氣泡；最後合上模具用硫化機臺進行加壓加熱。為了保證產品成型後能順利脫模，所述模具型腔內壁在刷塗樹脂之前還塗抹一層脫模劑。在本發明的具體實施方式
中，所述聚合物基複合材料為斜坡板，所述硫化機的加熱溫度為140-150°C，加壓壓力為14MPa，加壓加熱時間為60分鐘。採用上述技術方案，將包覆材料(增強用纖維布、表面氈)都鋪放固定在泡沫或其他所要包覆的材料上，然後再刷上樹脂。這樣就節省了之間多次反覆塗刷的時間，從而大大提高了生產速率，解決了手糊工藝生產效率低、周期長的問題。而只刷一次樹脂，可以更精確計算樹脂的用量，避免樹脂的浪費，也可解決因樹脂過多而造成的炸裂的情況。同時也可以避免因人為操作隨機性導致每層所刷樹脂或多或少不勻的問題，使每層樹脂含量比較均勻。因此，本發明的聚合物基複合材料的手糊成型工藝具有生產效率高、能夠節約樹脂用量、製作的產品質量高等一系列優點。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明 圖1為本發明實施例的斜坡板鋪層的示意圖。圖2為本發明實施例的斜坡板合模後的結構示意圖。圖中
100-泡沫芯，200-增強用纖維布，300-增強用纖維布，400-表面氈，500-模具上摸 600-模具下模。
具體實施例方式為了使本發明的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面以斜坡板成型為例，結合具體圖示進行進一步闡述。斜坡板的手糊成型包括材料準備、產品製作、後固化三個過程。各個過程的具體工藝如下
材料準備過程將增強用纖維布裁切成所需要的規格、將泡沫切割加工成所需規格、調配樹脂、模具準備、機臺預熱等。調配樹脂時應根據樹脂種類、室溫、預留操作時間添加適量的固化劑及促進劑，最好選用選取Tg溫度(玻璃態轉化溫度)較高的樹脂。產品製作過程如圖1所示，對泡沫芯100進行包覆，首先是分別將兩塊增強用纖維布200對摺，用膠水固定包覆在泡沫芯100的頭端和尾端，然後對泡沫芯全長噴膠並包裹一層增強用纖維布300，最後採用同樣的方法再包覆幾層增強用纖維布，或包覆一層表面氈 400。後固化過程在模具表面塗抹一層脫模劑，以保證產品成型後能順利脫模。按手糊工藝操作方式，將調配好的環氧樹脂刷塗在型腔內壁(模具內表面)，再將包裹好的泡沫芯刷上樹脂鋪覆在型腔內，用刷子或滾筒將增強用纖維布、表面氈壓實壓平，不能殘留氣泡。 最後合上模具，合模後的情況如圖2所示。按設計的工藝參數，將模具置於硫化機內進行加壓加熱。溫度、時間、壓力視泡沫種類、密度、樹脂種類、固化溫度、模具形狀、大小等一些列因素而定。一般來說，泡沫的密度越大施加壓力越大，樹脂固化溫度越高，機臺溫度越高，常溫固化的樹脂，可以不加熱，模具越大施加壓力越大，在本實施例中，硫化機的加熱溫度為 140-150°C，加壓壓力為14MPa，加壓加熱時間為60分鐘；加壓加熱完成後，待模具冷卻，開模、脫模。採用上述技術方案，將包覆材料(增強用纖維布、表面氈)都鋪放固定在泡沫或其他所要包覆的材料上，然後再刷上樹脂。這樣就節省了之間多次反覆塗刷的時間，從而大大提高了生產速率，解決了手糊工藝生產效率低、周期長的問題。如下表1所示，傳統的手糊成型工藝製作一塊斜坡板需要60個小時，而採用本發明的手糊成型工藝製作一塊斜坡板只需50個小時，生產效率有了大大提高。表 1
傳統手糊成型本發明手糊成型生產一塊斜坡板時間60小時50小時
另外，由於本發明的手糊成型工藝只需刷一次樹脂，可以更精確計算樹脂的用量，避免樹脂的浪費，也可解決因樹脂過多而造成的炸裂的情況。同時也可以避免因人為操作隨機性導致每層所刷樹脂或多或少不勻的問題，使每層樹脂含量比較均勻。如表2所示，傳統的手糊成型工藝製作一塊斜坡板樹脂用量需要6Kg，而採用本發明的手糊成型工藝，樹脂用量只需lKg，大大節約了樹脂用量。
表 2
傳統手糊成型本發明手糊成型生產一塊斜坡板的樹脂用量6KgIKg
因此，從上述詳細描述可以看出，本發明的聚合物基複合材料的手糊成型工藝具有生產效率高、能夠節約樹脂用量、製作的產品質量高等一系列優點。 但是，本領域技術人員應該認識到，上述的具體實施方式
只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利保護範圍的限制，只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利保護的範圍。
權利要求
1.一種聚合物基複合材料的手糊成型工藝，其包括材料準備、產品製作、後固化三個過程所述材料準備過程為裁切增強用纖維布、切割泡沫芯、調配樹脂，模具準備以及硫化機臺預熱；其特徵在於所述產品製作過程為先將兩塊增強用纖維布用膠水固定包裹在泡沫芯兩頭，然後對整個泡沫芯進行全長噴膠並包裹一層增強用纖維布，最後，採用同樣的方式包裹若干層增強用纖維布或者包裹一層表面氈；所述後固化過程為先將調配好的樹脂刷塗在模具型腔內壁，再將製作好的產品刷上樹脂鋪覆在型腔內，然後用刷子或滾筒將產品表面的增強用纖維布或表面氈壓實壓平，避免殘留氣泡；最後合上模具用硫化機臺進行加壓加熱。
2.根據權利要求1所述的聚合物基複合材料的手糊成型工藝，其特徵在於所述模具型腔內壁在刷塗樹脂之前還塗抹一層脫模劑。
3.根據權利要求1或2所述的聚合物基複合材料的手糊成型工藝，其特徵在於所述聚合物基複合材料為斜坡板，所述硫化機的加熱溫度為140-150°C，加壓壓力為14MPa，加壓加熱時間為60分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種聚合物基複合材料的手糊成型工藝，其包括材料準備、產品製作、後固化三個過程所述產品製作過程為先將兩塊增強用纖維布用膠水固定包裹在泡沫芯兩頭，然後對整個泡沫芯進行全長噴膠並包裹一層增強用纖維布，最後，採用同樣的方式包裹若干層增強用纖維布或者包裹一層表面氈；所述後固化過程為先將調配好的樹脂刷塗在模具型腔內壁，再將製作好的產品刷上樹脂鋪覆在型腔內，然後用刷子或滾筒將產品表面的增強用纖維布或表面氈壓實壓平，避免殘留氣泡；最後合上模具用硫化機臺進行加壓加熱。該聚合物基複合材料的手糊成型工藝具有生產效率高、能夠節約樹脂用量、製作的產品質量高等一系列優點。
文檔編號B32B37/12GK102381005SQ20101027028
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者劉凱, 周剛, 周新樂, 朱家強, 王明, 羅劍嵐, 趙鵬飛 申請人:上海晉飛複合材料科技有限公司