CN102248685A - 一种玻璃纤维增强塑料的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种玻璃纤维增强塑料的成型方法。该成型方法通过真空压缩的原理，将干态的玻璃纤维压紧、整固。由于玻璃纤维的造型特性，虽然其被真空压缩，但是其内部仍存在小的空洞、间隙。树脂灌入时，树脂就会沿这些空洞、间隙，在外界压力下导入空洞。空洞和外界大气压之间的压力差将树脂注入，直到玻璃纤维被树脂完全浸渍。其中，真空会长时间维持，直到模具固化以确保整个固化的过程。本发明可避免有害有机气体散发，消除手糊树脂因为要用到手工操作而产生的不稳定性等优点。

Description

一种玻璃纤维增强塑料的成型方法

技术领域：

本发明涉及玻璃纤维增强塑料生产技术领域，特指一种玻璃纤维增强塑料的成型方法。

背景技术：

所谓的玻璃纤维增强塑料制品俗称为玻璃钢，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP，其是一种用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：

1、可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求，自行设计复合制作而成。

2、可一次性地完成产品的制作，避免了金属材料通常所需要的二次加工，从而可以大大降低产品的物质消耗，减少了人力和物力的浪费。

目前，国内外常用的玻璃纤维增强塑料制作成型方法，有手糊成型方法、喷射成型方法、模压成型方法、模塑料成型方法、卷管成型方法、树脂浇铸及注射成型方法、拉挤成型方法、增强反应注射模塑成型方法、弹性体贮脂模塑成型方法等。

其中，手糊制作方法：设备投资低，产品形状的限制因素少，适合小批量生产。它的生产条件是需要制作产品的模具，并掌握手糊方法的技术要领。但是，这种制作方法所制成的产品，质量不够稳定，产品的质量档次不够高，较难满足某些产品的性能要求。

喷射成型方法：一种借助于喷射机器的手工积层的方法。该方法具有效率高、成本低的特点，有逐步取代传统的手糊方法的趋势。其产品的整体性强，没有搭接缝，且制品的几何尺寸基本上没有受到限制，成型方法不复杂，材料配方能保持一定的准确性。其不足之处，在于制品的质量在很大程度上，取决于操作工人的生产技能。

另外，喷射所造成的污染，一般均大于其他的方法。

模压成型方法和模塑料成型方法：其压制方法和设备条件基本相同，前者采用浸胶布作为模压料，而后者采用片状、团状、散状的模压料，首先将一定量的模压料置于金属对模中，而后在一定温度和压力下成型制得所需的玻璃纤维增强塑料制品。这种生产成型方法，所制得的产品尺寸精确，表面光洁，可一次成型，生产效率较高，且产品质量较为稳定，适合于大批量制作各种小型玻璃纤维增强塑料制品。其不足之处是模具的设计和制造较为复杂，生产初期的投资较高，且制件受设备的限制较为突出。

拉挤成型方法：在牵引装置牵引下，使浸渍树脂的纤维增强材料，先在模具中预成型，并经加热使之固化成型，制成玻璃纤维增强塑料型材，最后切割成所需长度的玻璃纤维增强塑料制品。该成型方法，具有以下明显的特点：首先它可以制作几何形状复杂的制品，尤其对于特小型或特大型制品；其次只要经过合理的产品设计、方法设计，某些高性能复合材料的制作，在拉挤方法中就可得以实现；另外，拉挤方法，尤其适合于开发制作各种热塑性玻璃纤维增强塑料制品；由于拉挤速度日趋加快，因此拉挤方法的生产效率很高，作为连续生产的先进方法之一，为实现玻璃纤维增强塑料的工业化生产开辟了一条有效的途径。但是也必须指出，建立拉挤生产方法的要求比较高，例如其设备投资较大，模具设计较为复杂，方法条件的控制及对原材料的性能要求较为严格，这些都是拉挤成型方法的困难之处。

针对于此，于是本申请人创作设计本发明。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就在于克服目前同类产品制作方法上所存在的不足，提供一种简单、高效的玻璃纤维增强塑料的成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该成型方法步骤依次为：A、制作所需要的模具；B、在所需要的模具上铺设一层玻璃纤维；C、用真空膜或半硬质的反模将玻璃纤维密封在模具上；D、用真空泵将真空膜或半硬质的反模与模具之间的空气抽掉，由于玻璃纤维的存在，令真空膜或半硬质的反模与模具之间存在间隙；E、将树脂注入上述间隙中；F、待树脂固化后，树脂与玻璃纤维构成成品，将真空膜或半硬质的反模取下，拿出成品即可。

进一步而言，上述技术方案中，所述的步骤D中，真空泵与真空管连接，真空管端口与所述的间隙连通。

进一步而言，上述技术方案中，所述的步骤E中，树脂通过导流管注入所述的间隙中，且导流管出口采用多点分布。

本发明的工作原理就是，通过真空压缩的原理，将干态的玻璃纤维压紧、整固。由于玻璃纤维的造型特性，虽然其被真空压缩，但是其内部仍存在小的空洞、间隙。树脂灌入时，树脂就会沿这些空洞、间隙，在外界压力下导入空洞。空洞和外界大气压之间的压力差将树脂注入，直到玻璃纤维被树脂完全浸渍。其中，真空会长时间维持，直到模具固化以确保整个固化的过程。

本发明相比手糊法具有以下优点：

1、可避免有害的VOC(Volatile Organic Compounds)挥发性有机气体散发，从而可达到保护操作人员和环境的目的。

2、可消除手糊树脂因为要用到手工操作而产生的不稳定性。

3、准备时间不受限制，因为树脂要等到铺设好所有玻璃纤维才会被固化。

4、真空技术可改善树脂在玻璃纤维中的含量和流动性，可提高产品的结构性和低真空度。

具体实施方式：

实施例一

本实施例是制作一块平板造型的玻璃纤维增强塑料板。

首先，准备一个具有光滑、平整表面的模具或者其他器具。

其次，按照所需产品的尺寸大小，在模具表面铺设一层玻璃纤维。铺设过程应确保玻璃纤维均匀。

然后，在玻璃纤维上面盖设一层真空膜。该真空膜可采用塑料薄膜，并且真空膜的边缘紧密贴合在模具的表面，这样就将玻璃纤维密封在模具和真空膜构成的密闭空间内。

接着，用真空泵将模具和真空膜构成的密闭空间内的空气抽出，这样真空膜在外部大气压力作用下将紧紧收缩，被密封的玻璃纤维也在外部压力作用下压缩，紧固。但是由于玻璃纤维本身材料的造型，其不可能被压缩呈一个没有任何空隙的实体，在玻璃纤维内部还是会形成许多间隙、空洞。

接下来，通过注塑设备，将树脂通过导流管注入上述间隙、空洞中。利用空洞和外界大气压之间的压力差将树脂顺利注入，直到玻璃纤维被树脂完全浸渍。

最后，待树脂固化后，树脂与玻璃纤维构成成品，将真空膜取下，拿出成品即可，形成一个平板式的玻璃纤维增强塑料，其中成品贴合模具平面的一面为光滑面，其可以作为成品的使用外表面。

在上述制作过程中，抽真空时，为了更好的将密闭空间内的空气抽出，真空泵与真空管连接，真空管具有多个端口，其分别由不同的位置插入密闭空间中，以与密闭空间内的间隙、空洞连通。

同样，在注入树脂过程中，树脂通过可以导流管注入所述的间隙中，且导流管出口采用多点分布，其通过不同的位置插入密闭空间内，以令树脂可以充满整个密闭空间，将纤维树脂形成有效的包裹。

上述实施例制作平板造型的产品，其制作简单，但是如果制作具有一定曲面的产品，则需要进行适当的调整。下面以制作具有弧面板产品来进行阐述。

实施例二

本实施例是制作弧面板产品。其首先根据产品造型设计模具，该模具需具有与弧面板造型对应的底模和反模。其中底模可直接采用金属或者质地较硬的物质制作，反模则采用质地较为柔软的材料制作，其在抽真空作用下可以被压缩。例如可采用一些塑胶材料制作。

具体步骤与上述实施例类似，在底模的表面铺设一层玻璃纤维，接着将反模覆盖在玻璃纤维表面，并且将反模的边缘与底模表面密封。接下来，用真空泵将密闭空间内的空气抽出，然后，将树脂注入密闭空间内。最后，待树脂固化后，树脂与玻璃纤维构成成品，将反模取下，拿出成品即可。这样就形成一个具有弧面的成品。

当然，以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (3)

1.一种玻璃纤维增强塑料的成型方法，其特征在于：该成型方法步骤依次为：

A、制作所需要的模具；

B、在所需要的模具上铺设一层玻璃纤维；

C、用真空膜或半硬质的反模将玻璃纤维密封在模具上；

D、用真空泵将真空膜或半硬质的反模与模具之间的空气抽掉，由于玻璃纤维的存在，令真空膜或半硬质的反模与模具之间存在间隙；

E、将树脂注入上述间隙中；

F、待树脂固化后，树脂与玻璃纤维构成成品，将真空膜或半硬质的反模取下，拿出成品即可。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强塑料的成型方法，其特征在于：所述的步骤D中，真空泵与真空管连接，真空管端口与所述的间隙连通。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强塑料的成型方法，其特征在于：所述的步骤E中，树脂通过导流管注入所述的间隙中，且导流管出口采用多点分布。