CN101920562A - 酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,包括以下步骤:先将若干等效平板预成型,每一等效平板与酚醛树脂基复杂型面产品的一部分相对应,再将所述若干等效平板叠加,合模成型,即得到该产品。本发明有效地提高了产品质量和合格率,减少了工序,减少了材料消耗,降低了成本,提高了生产效率。

Description

酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法
技术领域
本发明涉及酚醛树脂基模压复合材料制备技术领域,特别是涉及一种酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法。
背景技术
由于酚醛树脂基模压复合材料成型压力大,成型过程中产生小分子物质,现有酚醛树脂基模压技术通过成型产品坯料,经机加后得到成品,难以保证尺寸精度和表面质量。而现阶段,随着各种技术要求越来越高,产品型面越来越复杂,壁厚差越来越大。而按传统的模压方法,模压复杂型面产品时需留有较多的余量,然后通过机加得到成品。这样生产产品存在机加难度大,机加时容易损坏产品,工序长,浪费了原材料,成本高且产品质量不稳定。
然而如果不留机加余量,直接模压净尺寸产品,则容易超成产品表面质量和内部质量不合格,如:复杂型面变化处缺料,产品相对较厚部位内部疏松,产品薄壁处纤维含量高,这些缺陷都会导致产品报废,使得产品合格率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种能够有效提高了产品质量和合格率、减少工序、减少材料消耗、降低成本、提高生产效率的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法。
本发明提供的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,包括下列步骤:先将若干等效平板预成型,每一等效平板与酚醛树脂基复杂型面产品的一部分相对应,再将所述若干等效平板叠加,合模成型,即得到该产品。
进一步,所述等效平板的厚度是与其相对应的部分实际厚度的0.9~1.1倍。
进一步,所述等效平板预成型的方法是:(1)制备预混料:将增强材料浸渍在酚醛树脂中,挤压至浸渍均匀,然后晾干、疏松、烘干,制成预混料,再将其按所需长度剪断;(2)等效平板预成型:将所述预混料装入平板模具,采用预成型工艺将每个等效平板预成型,然后脱模备用。
更进一步,上述步骤(1)中所述增强材料采用高硅氧玻璃纤维定长纱,按如下重量比进行配制:高硅氧玻璃纤维定长纱∶酚醛树脂=60∶40。所述预混料制成后为纤维状。
更进一步,上述步骤(2)中所述预成型工艺的条件是:装模及成型温度70~90度,成型时间20~60min,成型压力20~60MPa;优先采用条件:装模及成型温度80±5度,成型时间40±5min,成型压力30~40MPa。
进一步,所述合模成型的方法是:将预成型的等效平板装入酚醛树脂基复杂型面产品的模具,等效平板叠加得到该产品基本外型,将模具升温到80~90度,合模,然后固化成型。
更进一步,所述等效平板叠加后得到该产品基本外型时的总体积为该产品实际总体积的1.02~1.1倍。
进一步,所述固化成型过程的条件是:以0.1~0.3℃/min速度将模具升温至100±4℃后加压至20±5MPa,再升温至135±5℃后保温40±10min,然后升温至175±5℃后固化140±20min。
本发明将酚醛树脂基复杂型面产品分成N个部分,每个部分厚度基本一致,其对应N个等效平板,制作预混料后,采用预成型工艺,利用简单平板模具成型N个等效平板,然后将已成型的N个等效平板装入模具,合模,按常规固化制度成型。本发明通过采用分部分预成型的办法,成型复杂型面产品、模压复合材料产品,所制备的产品各部位内部密实,表面质量好,能够解决目前模压复杂型面产品时需留有较多的余量或模压净尺寸产品合格率不高的问题。
所述等效平板的形状是与所述制备酚醛树脂基复杂型面产品的一部分形状相对应的,在酚醛树脂基复杂型面产品的成型过程中及成型后,等效平板是酚醛树脂基复杂型面产品的一部分。酚醛树脂基复杂型面产品由多个等效平板合模压制而成。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)一次成型复杂型面模压制品,无需机加,减少了工序,减少了原材料的消耗,降低了成本,提高了材料利率和产品质量。
(2)对产品分成部分预成型,使产品各部分状态一致,减少了使产品产生内部缺陷的因素。
(3)合理的预成型工艺使产品既能很好的预成型,又不至于合起来模压时产生分层、裂纹、吸湿等缺陷。
(4)一次成型复杂型面模压制品的表面质量和内部质量好,合格率高。
附图说明
图1为本发明实施例1、2中酚醛树脂基复杂型面产品的等效平板示意图;
图2为本发明实施例3中酚醛树脂基复杂型面产品的等效平板示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1:某型号透波产品的成型方法。
(1)制备预混料。
采用常规制备方法:将高硅氧玻璃纤维定长纱浸渍在氨酚醛树脂(616#)中,按如下重量比进行配制:高硅氧玻璃纤维定长纱∶酚醛树脂=60∶40,反复挤压,直至浸渍均匀,然后晾干、疏松、烘干,制成纤维状预混料,再将预混料按所需长度剪断。
(2)预成型5个等效平板。
先划分对应的5个等效平板:根据要求确定透波产品的几何尺寸,并进行分块,参见图1所示,共分成A、B、C、D、E5个部分,并对应出A1、B1、C1、D1、E1这5个等效平板,要求A与A1、B与B1、C与C1、D与D1、E与E1的厚度基本一致,本实施例中后者大约为前者的0.9倍,体积基本相等,A1、B1、C1、D1、E1体积分别为A、B、C、D、E的1.02倍。
将预混料装入平板模具中,采用预成型工艺:装模及成型温度70度,成型时间60min,成型压力20MPa,将A1、B1、C1、D1、E1这5个等效平板分别预成型,然后脱模备用。
(3)合模成型。
将本实施例的产品模具升温到80度,将已成型的5个等效平板按顺序装入模具,叠加得到该透波产品的基本外型,合模,再按常规固化制度:升温速度0.1℃/min,96℃加压,成型压为15MPa,130℃保温50min、170℃固化120min。
按传统方法成型的透波产品的合格率不足50%,而且内部不均匀,存在疏松等缺陷,非常影响透波性能,按本实施例的方法成型的透波产品内部疏松消失,较为均匀,透波性能得到较大提高,合格率在90%以上。
表1为分别采用传统方法和本发明实施例的方法制备透波产品的性能对比数据,表1中编号001~005为采用传统方法制备的产品,023~027为采用本发明实施例的方法制备的产品。
表1透波产品透波性能
Figure BDA0000023989840000051
从表1中可以看出:采用本发明实施例的方法制备的透波产品,不仅合格率提高,而且透波性能也有效提高。
实施例2:某型号透波嵌入件的成型方法。
(1)制备预混料。
采用常规制备方法:将高硅氧玻璃纤维定长纱浸渍在氨酚醛树脂(616#)中,按如下重量比进行配制:高硅氧玻璃纤维定长纱∶酚醛树脂=60∶40反复挤压,直至浸渍均匀,然后晾干、疏松、烘干,制成纤维状预混料,再将预混料按所需长度剪断。
(2)预成型5个等效平板。
先划分对应的5个等效平板:根据要求确定透波产品的几何尺寸、分块,参见图1所示,共分成A、B、C、D、E5个部分,并对应出A1、B1、C1、D1、E1这5个等效平板,要求A与A1、B与B1、C与C1、D与D1、E与E1的厚度基本一致,本实施例中后者大约为前者的1.1倍,体积基本相等,A1、B1、C1、D1、E1体积分别为A、B、C、D、E的1.1倍。
将预混料装入平板模具中,采用预成型工艺:装模及成型温度90度,成型时间20min,成型压力60MPa,将如图1所示的A1、B1、C1、D1、E1这5个等效平板分别预成型,然后脱模备用。
(3)合模成型。
模具升温到90度,将5个预成型平板按顺序装入模具,叠加得到该透波产品的基本外型,合模,按常规固化制度升温、加压、固化。常规固化制度:升温速度0.3℃/min,104℃加压,成型压为25MPa,140℃保温30min、175℃固化160min。
按本实施例的方法成型的透波产品的合格率在90%以上,而按传统方法成型的透波产品的合格率不足50%。
实施例3:某型号保护帽的成型方法。
(1)预混料制备。
采用常规制备方法:将高硅氧玻璃纤维定长纱浸渍在氨酚醛树脂(616#)中,按如下重量比进行配制:高硅氧玻璃纤维定长纱∶酚醛树脂=60∶40反复挤压,直至浸渍均匀,然后晾干、疏松、烘干,制成纤维状预混料,再将预混料按所需长度剪断。
(2)预成型5个等效平板。
先划分对应的5个等效平板:根据要求确定透波产品的几何尺寸进行分块,参见图2所示,共分成F1、F2、F3、G、H这5个部分,并对应出F11、F21、F31、G1、H1这5个等效平板,要求F与F1+F2+F3的总厚度、G与G1、H与H1的厚度基本一致,本实施例中后者为前者的1.02倍,体积基本相等,F1+F2+F3、G1、H1的体积分别为F、G、H的1.08倍。
将预混料装入平板模具中,采用预成型工艺:装模及成型温度80度,成型时间40min,成型压力40MPa,将F11、F21、F31、G1、H1这5个等效平板分别预成型,然后脱模备用。
(3)合模成型。
模具升温到85度,将F11、F21、F31、G1、H1这5个预成型的等效平板按顺序装入模具,叠加得到该透波产品的基本外型,合模,按常规固化制度升温、加压、固化,常规固化制度:升温速度0.2℃/min,100℃加压,成型压为20MPa,135℃保温40min、180℃固化140min。
按传统方法模压成型的此保护帽产品内部存在较多较大裂纹,合格率不足60%,按本实施例的方法成型的产品内部不存在裂纹等缺陷,合格率100%。
实施例4~6除步骤(3)中预成型5个等效平板的预成型工艺条件与实施例3不同,其它操作均与实施例3基本相同,下面对实施例4~6与实施例3不同的预成型工艺条件进行说明,相同部分不再赘述。
实施例4:预成型工艺条件为:装模及成型温度75度,成型时间35min,成型压力30MPa。
实施例5:预成型工艺条件为:装模及成型温度82度,成型时间42min,成型压力35MPa。
实施例6:预成型工艺条件为:装模及成型温度85度,成型时间45min,成型压力38MPa。
综上所述,本发明实施例通过采用分部分预成型的办法成型酚醛树脂基复杂型面产品或模压复合材料产品,有效地提高了产品的质量和合格率,减少了工序,减少了材料消耗,降低了成本,提高了生产效率,有广泛的应用前景。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
先将若干等效平板预成型,每一等效平板与酚醛树脂基复杂型面产品的一部分相对应,再将所述若干等效平板叠加,合模成型,即得到该产品。
2.如权利要求1所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述等效平板的厚度是与其相对应的部分实际厚度的0.9~1.1倍。
3.如权利要求1所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述等效平板预成型的方法是:
(1)制备预混料:将增强材料浸渍在酚醛树脂中,挤压至浸渍均匀,然后晾干、疏松、烘干,制成预混料;
(2)等效平板预成型:将所述预混料装入平板模具,采用预成型工艺将每个等效平板预成型,然后脱模备用。
4.如权利要求3所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:步骤(1)中所述增强材料采用高硅氧玻璃纤维定长纱,按如下重量比进行配制:高硅氧玻璃纤维定长纱∶酚醛树脂=60∶40。
5.如权利要求3或4所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述预混料制成后为纤维状。
6.如权利要求3所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:步骤(2)中所述预成型工艺的条件是:装模及成型温度70~90度,成型时间20~60min,成型压力20~60MPa。
7.如权利要求6所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述预成型工艺的条件采用:装模及成型温度80±5度,成型时间40±5min,成型压力30~40MPa。
8.如权利要求1所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述合模成型的方法是:将预成型的等效平板装入酚醛树脂基复杂型面产品的模具,等效平板叠加得到该产品基本外型,将模具升温到80~90度,合模,然后固化成型。
9.如权利要求8所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述等效平板叠加后得到该产品基本外型时的总体积为该产品实际总体积的1.02~1.1倍。
10.如权利要求8所述的酚醛树脂基复杂型面产品净尺寸模压成型方法,其特征在于:所述固化成型过程的条件是:以0.1~0.3℃/min速度将模具升温至100±4℃后加压至20±5MPa,再升温至135±5℃后保温40±10min,然后升温至175±5℃后固化140±20min。
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