CN102381005A - 聚合物基复合材料的手糊成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其包括材料准备、产品制作、后固化三个过程：所述产品制作过程为先将两块增强用纤维布用胶水固定包裹在泡沫芯两头，然后对整个泡沫芯进行全长喷胶并包裹一层增强用纤维布，最后，采用同样的方式包裹若干层增强用纤维布或者包裹一层表面毡；所述后固化过程为先将调配好的树脂刷涂在模具型腔内壁，再将制作好的产品刷上树脂铺覆在型腔内，然后用刷子或滚筒将产品表面的增强用纤维布或表面毡压实压平，避免残留气泡；最后合上模具用硫化机台进行加压加热。该聚合物基复合材料的手糊成型工艺具有生产效率高、能够节约树脂用量、制作的产品质量高等一系列优点。

Description

聚合物基复合材料的手糊成型工艺

技术领域

本发明属于聚合物基复合材料的制作工艺，尤其涉及一种聚合物基复合材料的手糊成型工艺。 

背景技术

手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围最广的成型工艺，其它方法都是在手糊成型工艺基础上的发展和改进。手糊成型工艺的最大优点是不需复杂的设备，只需简单的模具、工具，故投资少、见效快，适合我国乡镇企业的发展；生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产；所制作的FRP产品不受尺寸、形状的限制，如：大型游船、圆屋顶、水槽等均可；可与其它材料（如：金属、木材、泡沫等）同时复合制作成一体；对一些不宜运输的大型制品（如：大罐、大型屋面）皆可现场制作。

手糊成型工艺，主要涉及材料准备、产品制作、后固化三部分。材料准备，包括增强用织物的裁剪、泡沫芯材的切割、模具准备（模具清洁、涂脱模剂等）、树脂调配（根据树脂种类、室温、操作时间添加适量的固化剂及促进剂）。传统的手糊成型工艺在产品制作时，先对下模进行铺层操作，先在型腔内均匀的刷一层树脂，铺上第一层增强用织物，用工具（滚筒或刮板）将织物赶平并且赶走多余气泡，使织物和模具紧密贴合，此外还应当确保织物铺设方向准确，避免不必要的偏斜，以及避免破坏织物的组织结构。然后，再刷一层树脂，铺第二层增强用织物，用工具赶平，重复此步骤完成所有铺层。对上模进行同样的铺层操作。完成此步骤后，在下模最上层织物表面刷适量树脂，放入泡沫芯材，将置于泡沫下面的织物包裹在泡沫芯材外侧、压实。最后将模具合上，放入机台加温加压。待固化成型后，开模取出产品。虽然传统的手糊成型工艺有前述诸多优点，但是存在生成效率低、速度慢、生产周期长的缺点，不太适合大批量产品的生产。另外，由于需要多次刷树脂，树脂的用量非常大，并且有可能造成聚合物基复合材料的炸裂而导致产品质量不稳定、产品报废率高。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、节约树脂用量、产品质量高的聚合物基复合材料的手糊成型工艺，以克服现有技术存在的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其包括材料准备、产品制作、后固化三个过程：所述材料准备过程为裁切增强用纤维布、切割泡沫芯、调配树脂，模具准备以及硫化机台预热；其特征在于：

所述产品制作过程为先将两块增强用纤维布用胶水固定包裹在泡沫芯两头，然后对整个泡沫芯进行全长喷胶并包裹一层增强用纤维布，最后，采用同样的方式包裹若干层增强用纤维布或者包裹一层表面毡；

所述后固化过程为先将调配好的树脂刷涂在模具型腔内壁，再将制作好的产品刷上树脂铺覆在型腔内，然后用刷子或滚筒将产品表面的增强用纤维布或表面毡压实压平，避免残留气泡；最后合上模具用硫化机台进行加压加热。

为了保证产品成型后能顺利脱模，所述模具型腔内壁在刷涂树脂之前还涂抹一层脱模剂。

在本发明的具体实施方式中，所述聚合物基复合材料为斜坡板，所述硫化机的加热温度为140-150℃，加压压力为14MPa，加压加热时间为60分钟。

采用上述技术方案，将包覆材料（增强用纤维布、表面毡）都铺放固定在泡沫或其他所要包覆的材料上，然后再刷上树脂。这样就节省了之间多次反复涂刷的时间，从而大大提高了生产速率，解决了手糊工艺生产效率低、周期长的问题。而只刷一次树脂，可以更精确计算树脂的用量，避免树脂的浪费，也可解决因树脂过多而造成的炸裂的情况。同时也可以避免因人为操作随机性导致每层所刷树脂或多或少不匀的问题，使每层树脂含量比较均匀。

因此，本发明的聚合物基复合材料的手糊成型工艺具有生产效率高、能够节约树脂用量、制作的产品质量高等一系列优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

图1为本发明实施例的斜坡板铺层的示意图。

图2为本发明实施例的斜坡板合模后的结构示意图。

图中：

100-泡沫芯，  200-增强用纤维布，   300-增强用纤维布，  400-表面毡 ，500-模具上摸    600-模具下模。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面以斜坡板成型为例，结合具体图示进行进一步阐述。

斜坡板的手糊成型包括材料准备、产品制作、后固化三个过程。各个过程的具体工艺如下：

材料准备过程：将增强用纤维布裁切成所需要的规格、将泡沫切割加工成所需规格、调配树脂、模具准备、机台预热等。调配树脂时应根据树脂种类、室温、预留操作时间添加适量的固化剂及促进剂，最好选用选取Tg温度（玻璃态转化温度）较高的树脂。

产品制作过程：如图1所示，对泡沫芯100进行包覆，首先是分别将两块增强用纤维布200对折，用胶水固定包覆在泡沫芯100的头端和尾端，然后对泡沫芯全长喷胶并包裹一层增强用纤维布300，最后采用同样的方法再包覆几层增强用纤维布，或包覆一层表面毡400。

后固化过程：在模具表面涂抹一层脱模剂，以保证产品成型后能顺利脱模。按手糊工艺操作方式，将调配好的环氧树脂刷涂在型腔内壁（模具内表面），再将包裹好的泡沫芯刷上树脂铺覆在型腔内，用刷子或滚筒将增强用纤维布、表面毡压实压平，不能残留气泡。最后合上模具，合模后的情况如图2所示。按设计的工艺参数，将模具置于硫化机内进行加压加热。温度、时间、压力视泡沫种类、密度、树脂种类、固化温度、模具形状、大小等一些列因素而定。一般来说，泡沫的密度越大施加压力越大，树脂固化温度越高，机台温度越高，常温固化的树脂，可以不加热，模具越大施加压力越大，在本实施例中，硫化机的加热温度为140-150℃，加压压力为14MPa，加压加热时间为60分钟；加压加热完成后，待模具冷却，开模、脱模。

采用上述技术方案，将包覆材料（增强用纤维布、表面毡）都铺放固定在泡沫或其他所要包覆的材料上，然后再刷上树脂。这样就节省了之间多次反复涂刷的时间，从而大大提高了生产速率，解决了手糊工艺生产效率低、周期长的问题。如下表1所示，传统的手糊成型工艺制作一块斜坡板需要60个小时，而采用本发明的手糊成型工艺制作一块斜坡板只需50个小时，生产效率有了大大提高。

表1

	传统手糊成型	本发明手糊成型
			生产一块斜坡板时间	60小时	50小时

另外，由于本发明的手糊成型工艺只需刷一次树脂，可以更精确计算树脂的用量，避免树脂的浪费，也可解决因树脂过多而造成的炸裂的情况。同时也可以避免因人为操作随机性导致每层所刷树脂或多或少不匀的问题，使每层树脂含量比较均匀。如表2所示，传统的手糊成型工艺制作一块斜坡板树脂用量需要6Kg，而采用本发明的手糊成型工艺，树脂用量只需1Kg，大大节约了树脂用量。

表2

	传统手糊成型	本发明手糊成型
			生产一块斜坡板的树脂用量	6Kg	1Kg

因此，从上述详细描述可以看出，本发明的聚合物基复合材料的手糊成型工艺具有生产效率高、能够节约树脂用量、制作的产品质量高等一系列优点。

但是，本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。   

Claims (3)

1.一种聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其包括材料准备、产品制作、后固化三个过程：所述材料准备过程为裁切增强用纤维布、切割泡沫芯、调配树脂，模具准备以及硫化机台预热；其特征在于：

所述产品制作过程为先将两块增强用纤维布用胶水固定包裹在泡沫芯两头，然后对整个泡沫芯进行全长喷胶并包裹一层增强用纤维布，最后，采用同样的方式包裹若干层增强用纤维布或者包裹一层表面毡；

所述后固化过程为先将调配好的树脂刷涂在模具型腔内壁，再将制作好的产品刷上树脂铺覆在型腔内，然后用刷子或滚筒将产品表面的增强用纤维布或表面毡压实压平，避免残留气泡；最后合上模具用硫化机台进行加压加热。

2.根据权利要求1所述的聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其特征在于：所述模具型腔内壁在刷涂树脂之前还涂抹一层脱模剂。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物基复合材料的手糊成型工艺，其特征在于：所述聚合物基复合材料为斜坡板，所述硫化机的加热温度为140-150℃，加压压力为14MPa，加压加热时间为60分钟。

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