CN103305180B - 碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法 - Google Patents
碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶由以下成分组成：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5-15份，溶剂油20-40份，添加剂1-10份；B组分：交联剂20-40份，溶剂油60-80份。将本发明的风管胶涂刷在保丽龙泡沫上，因保丽龙泡沫能成各种形状，包裹上碳纤材料进行高温烘烤就可直接成各种形状，因风管胶的离型较好，可方便抽出，这样就完成了有一定形状的碳纤制品，相比传统的就省去了粘合等步骤，并且不影响构件强度。本发明同时公开双组份风管胶的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用双组份风管胶及制备方法。
背景技术
海内外碳纤体育用品（网球拍、羽毛球拍、滑雪杆、高尔夫球杆、船浆、弓箭、山地跑车），汽车、航空座椅特种作战兵器制造市场等领域都需要模压(气压)成型操作，而在成型过程中传统的是使用尼龙风管，尼龙风管大部分是直线，无法形成弯曲等特殊形状结构，还要进行密封等复杂操作，并且会影响构件的强度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种碳纤维复合材料模压成型工艺用双组份风管胶及制备方法，将本发明的双组份风管胶涂刷在保丽龙泡沫上，因保丽龙泡沫能成各种形状,尤其是复杂形状。包裹上碳纤材料进行高温烘烤就可直接成各种形状，因风管胶的平整性好，弹性好充气时不容易破损漏气且自动分离，可方便抽出，这样就完成了有一定形状的碳纤制品，相比传统的就省去了粘合等步骤，能增加产品强度。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶由以下成分组成：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5-15份，溶剂油20-40份，添加剂1-10份；B组分：交联剂20-40份，溶剂油60-80份。
其中，所述羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷为35-45份。
其中，所述羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷为40份。
其中，所述填料为12-17份。
其中，所述填料为15份。
其中，所述的甲基硅油为7-13份。
其中，所述的甲基硅油为10份。
其中，所述A组分中溶剂油为25-35份。
其中，所述A组分中溶剂油为30份。
其中，所述添加剂为4-8份。
其中，所述交联剂为30份。
其中，所述B组分中溶剂油为70份。
其中，所述的羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷HO(MeRSiO)nH[R为Me、Ph、CF3CH2CH2，n=[100-1000],其粘度范围为5-200Pa.s。
其中，所述的填料包括气相法或沉淀法制得的白炭黑、轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛的一种或一种以上的混合物。
其中，所述添加剂包括增塑剂和催化剂。
其中，所述的增塑剂是稀释剂，包括二甲基硅油、MTQ硅油。
其中，所述的催化剂包括有机锡、有机钛、胺类及铂化合物。
其中，所述催化剂为Et2Sn(OAc)2。
为解决上述技术问题，本发明同时公开一种制备上述双组份风管胶的方法，包括：
（S1）以重量份计算，将羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5-15份，溶剂油20-40份混合，在常温下搅拌20-40分钟，得到混合物；
（S2）将增塑剂1-5份、催化剂1-5份加入到上述混合物中，在常温下持续搅拌20-40分钟，得到A组分；
（S3）以重量份计算，将交联剂20-40份和溶剂油60-80份混合，得B组分；
（S4）将上述A组份和B组份按一定比例混合后即得双组份风管胶。
本发明的有益效果主要体现在：针对现有一系列尼龙风管无法形成特殊形状结构，将本发明的风管胶涂刷在保丽龙泡沫上，因保丽龙泡沫能成各种形状，包裹上碳纤材料进行高温烘烤就可直接成各种形状，因风管胶的离型较好，可方便抽出，这样就完成了有一定形状的碳纤制品，相比传统的就省去了粘合等步骤，并且增加构件强度。该风管胶常温快速固化，优异的耐高温性（使用温度可高达300℃）、耐溶剂性和高弹性，优异自脱模效果，能轻松的从成型件中取出；且对保丽龙泡沫无腐蚀，操作简单方便。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
实施例1
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30份，白炭黑20份，甲基硅油15份，溶剂油25份，二甲基硅油5份，有机锡5份；B组分：交联剂40份，溶剂油60份。
在该实施例中，白炭黑包括气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型），也可以替换成轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛中任意一种；二甲基硅油可以用MTQ硅油替代；有机锡也可以用有机钛、胺类、铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2替代。
实施例2
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷50份，炭黑10份，甲基硅油10份，溶剂油22份，MTQ硅油4份，铂化合物4份；B组分：交联剂30份，溶剂油70份。
在该实施例中，炭黑还可以替换成气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型）、轻质碳酸钙、气相二氧化钛等中任意一种；MTQ硅油可以用二甲基硅油替换；铂化合物可以用机锡、有机钛、胺类或Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
实施例3
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷35份，气相二氧化钛15份，甲基硅油10份，溶剂油30份，二甲基硅油4份，有机钛6份；B组分：交联剂20份，溶剂油80份。
在该实施例中，气相二氧化钛还可以替换成气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型）、轻质碳酸钙、炭黑中任意一种；二甲基硅油作为稀释剂，可以替换成MTQ硅油；有机钛可以替换成有机锡、胺类及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2。
实施例4
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷34份，炭黑20份，甲基硅油5份，溶剂油40份，MTQ硅油0.5份，胺类0.5份；B组分：交联剂40份，溶剂油60份。
在该实施例中，炭黑可以用气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型）、轻质碳酸钙、气相二氧化钛等中任意一种替代；MTQ硅油作为稀释剂可以用二甲基硅油替代；胺类可以用有机锡、有机钛及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
实施例5
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷37份，轻质碳酸钙15份，甲基硅油8份，溶剂油36份，MTQ硅油2份，有机钛2份；B组分：交联剂25份，溶剂油75份。
在该实施例中，轻质碳酸钙可以用气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型）、炭黑、气相二氧化钛等中任意一种替代；MTQ硅油可以用二甲基硅油替代；有机钛可以用有机锡、胺类及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
实施例6
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷35份，白炭黑17份，甲基硅油10份，溶剂油30份，二甲基硅油4份，有机锡4份；B组分：交联剂35份，溶剂油65份。
在该实施例中，白炭黑由气相法或沉淀法制得，包括亲水型或憎水型，该白炭黑可以用轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛等中任意一种替代；二甲基硅油可以用MTQ硅油替代；有机锡可以用有机钛、胺类及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
实施例7
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷45份，白炭黑16份，甲基硅油13份，溶剂油25份，二甲基硅油0.4份，Et2Sn(OAc)0.6份；B组分：交联剂38份，溶剂油62份。
在该实施例中，白炭黑包括亲水型或憎水型，由气相法或沉淀法制得，该白炭黑可以用轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛等中任意一种替代；二甲基硅油可以用MTQ硅油替代；催化剂Et2Sn(OAc)2可以用有机锡、有机钛、胺类及铂化合物中任意一种替代。
实施例8
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷40份，白炭黑12份，甲基硅油12份，溶剂油35份，二甲基硅油0.5份，有机锡0.5份；B组分：交联剂35份，溶剂油65份。
在该实施例中，白炭黑由气相法或沉淀法制得，包括亲水型或憎水型，该白炭黑可以用轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛等中任意一种替代；二甲基硅油可以用MTQ硅油替代；有机锡可以用有机钛、胺类及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
实施例9
碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，以重量份计，该双组份风管胶包括：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷40份，炭黑14份，甲基硅油13份，溶剂油26份，MTQ硅油4份，铂化合物3份；B组分：交联剂30份，溶剂油70份。
在该实施例中，炭黑还可以替换成气相法或沉淀法制得的白炭黑（包括亲水型或憎水型）、轻质碳酸钙、气相二氧化钛等中任意一种；MTQ硅油可以用二甲基硅油替换；铂化合物可以用机锡、有机钛、胺类或Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
在该实施例中，白炭黑由气相法或沉淀法制得，包括亲水型或憎水型，该白炭黑可以用轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛等中任意一种替代；二甲基硅油可以用MTQ硅油替代；有机锡可以用有机钛、胺类及铂化合物或催化剂Et2Sn(OAc)2中任意一种替代。
在上述实施例1~9中，羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷HO(MeRSiO)nH[R为Me、Ph、CF3CH2CH2，n=[100-1000],其粘度范围为5-200Pa.s。
本发明还公开一种制备上述碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶的方法，包括：
（S1）以重量份计算，将羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5~15份，溶剂油20-40份混合，在常温下搅拌20-40分钟，得到混合物；
（S2）将增塑剂1-5份、催化剂1-5份加入到上述混合物中，在常温下持续搅拌20-40分钟，得到A组分；
（S3）以重量份计算，将交联剂20-40份和溶剂油60-80份混合，得B组分；
（S4）将上述A组份和B组份按一定比例混合后即得双组份风管胶。
在该制备方法中，不同组分含量已经在实施例1~9中进行过详细描述，在此不再重复。
在上述制备方法中，A组分和B组分可以在制得后，分别包装存储，在使用时根据实际使用情况按一定比例混合，即制得本发明的双组份风管胶，然后将该风管胶涂抹在一定形状的保丽龙泡沫上，固化后，在保丽龙泡沫重复涂刷3-5遍；或者在制得A组分和B组分后即按照一定比例混合并包装存储。
风管胶组份A和组份B不同配比对应不同的固化凝胶时间，可根据现场需要进行不同比例的混合，下面提供在室温20℃测得的数据：
本发明的碳纤维复合材料模压成型工艺中成型用的双组份风管胶，在使用时将A组份和B组份按上述表的一定比例混合成风管胶，当该风管胶涂刷在保丽龙泡沫上，再包裹碳纤维复合材料，在150℃下模压成型，保丽龙泡沫融化掉，风管胶可直接从固化成型完的碳纤维复合材料中抽出，从而实现了不同形状的器材的成型。
以上该仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (14)
1.碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，以重量份计，该双组份风管胶由以下成分组成：A组分：羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5-15份，溶剂油20-40份，添加剂1-10份；B组分：交联剂20-40份，溶剂油60-80份，其中，所述的羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷通式为HO(MeRSiO)nH，R为Me、Ph、CF3CH2CH2，n=[100-1000],其粘度范围为5-200Pa.s；
所述的填料包括气相法或沉淀法制得的白炭黑、轻质碳酸钙、炭黑、气相二氧化钛的一种或一种以上的混合物；
所述添加剂包括增塑剂和催化剂；
所述的增塑剂是稀释剂，包括二甲基硅油、MTQ硅油；
所述的催化剂包括有机锡、有机钛、胺类及铂化合物。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷为35-45份。
3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷为40份。
4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述填料为12-17份。
5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述填料为15份。
6.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述的甲基硅油为7-13份。
7.根据权利要求6所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述的甲基硅油为10份。
8.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述A组分中溶剂油为25-35份。
9.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述A组分中溶剂油为30份。
10.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述添加剂为4-8份。
11.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述交联剂为30份。
12.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述B组分中溶剂油为70份。
13.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料模压成型工艺中双组份风管胶，其特征在于，所述催化剂为Et2Sn(OAc)2。
14.根据权利要求1所述的双组份风管胶的制备方法，包括：
（S1）以重量份计算，将羟基封端的线型聚二有机基硅氧烷30-50份，填料10-20份，甲基硅油5-15份，溶剂油20-40份混合，在常温下搅拌20-40分钟，得到混合物；
（S2）将增塑剂1-5份、催化剂1-5份加入到上述混合物中，在常温下持续搅拌20-40分钟，得到A组分；
（S3）以重量份计算，将交联剂20-40份和溶剂油60-80份混合，得B组分；
（S4）将上述A组份和B组份按一定比例混合后即得双组份风管胶。
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