CN1055140A

CN1055140A - 纤维复合长丝绕制细杆制品的脱模方法及装置

Info

Publication number: CN1055140A
Application number: CN 90103671
Authority: CN
Inventors: 杨章玄; 王润娥; 贺福; 玄秀兰; 贾承德
Original assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Current assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2005-05-18
Also published as: CN1020372C

Abstract

本发明涉及一种纤维复合绕制细杆制品的脱模方法及专用的固化装置，本发明的特点在于选用润滑脂和固体润滑剂相结合的脱模剂，缠绕制品在张力下固化，使用上述方法脱模极为容易，产品合格率可达 100％，本方法所选用的脱模剂来源广泛，价格低廉，不需配制，使用极为方便，本方法可广泛用于各种纤维复合绕制细杆制品的脱模如碳纤维羽毛球拍杆、纺织剑杆等。

Description

本发明属于脱模方法，特别涉及纤维复合长丝绕制细杆制品的脱模方法及其装置。

纤维复合长丝绕制成型是在控制缠绕张力和预定成型条件下，用浸有树脂胶液的连续丝束缠绕在细长的芯模上固化成型制备纤维复合材料制品的一种方法，近年来，这种方法被广泛用于碳纤维、玻璃纤维等缠绕制作羽毛球拍杆、纺织剑杆以及爆破用的细长管等各种纤维缠绕制品，其工艺一般都是将纤维在细长的芯模上（Φ2mm-Φ8mm）缠绕制杆，经过固化成型后脱去芯模，成为缠绕制品，缠绕成型与模压成型的脱模是完全不同的，模压成型多为开模型，缠绕成型为芯模型。细长管状的缠绕制品固化后的脱模是很困难的，尤其是为提高制品的密度及强度而采用提高缠绕张力而固化成型的制品，其芯模的脱出更为困难。

现有的脱模剂如薄膜型、混合溶液型、油膏石蜡型，主要起成膜和耐温的作用就足够了，对于缠绕芯模特别是细芯模来说，不仅是成膜和耐温，而更为重要的是经高温后仍有足够的润滑性能，所以现有的脱模剂是难以奏效的，而且也只能适用于低温条件下的固化后脱模，对于细长的绕制品，目前一般采用两步固化脱模工艺：先在低温下预固化后脱去芯模，而后再进一步高温固化。这样的绕制品在高温再固化过程中由于树脂的交联固化而产生的应力作用使制品形变，最后使制品弯曲而成为永久变形，同时绕制成品的密度和强度也难以保证，用现有油膏石蜡型脱模剂，采用一次固化成型脱模法，其芯模仍难以脱出。现有的混合溶液型脱模剂虽然使用温度可为＜200℃，但制备繁琐复杂，需在高温下长时间烘干成膜，而且也只适于开模型脱模，因为所成的膜层仍具有一定的剪切强度，所以对于细长芯模的脱出也是难以胜任的。

综上所述，现有的缠绕细杆制品的脱模方法由于选用的脱模剂不尽合适，虽然对芯模的表面光洁度、锥度、平直度要求很高，但仍会产生脱模困难、成品率不高的问题。

本发明的目的是提供一种纤维复合长丝绕制细杆制品的脱模方法，该方法使用卓有成效而又成本低廉的脱模剂，并提供一种为方便脱模并保证产品质量而使用的张力固化装置。

本发明的这种纤维复合长丝绕制细杆制品的脱模方法，主要是采用了一种润滑脂和固体粉末润滑剂相结合的脱模剂，其步骤为：

-在细长的芯模上先刷涂或擦涂一层润滑脂，

-然后再喷涂或粘附一层固体粉末润滑剂，

-将涂有上述脱模剂的芯模上机进行纤维复合长丝缠绕后，于张力固化装置中固定入炉一次固化，

-将固化后的细杆制品之芯模抽出。

上述脱模方法所选用的脱模剂包括润滑脂和固体粉末润滑剂两部分，所说的润滑脂可以是任何种类的润滑脂如硅脂、钙基润滑脂等。固体粉末润滑剂可以是任何具有润滑性能的粉末润滑剂如石墨粉、滑石粉、二硫化钼粉，淀粉等，粒度要求为100目-200目。

本方法选用的脱模剂来源广泛，成本低廉，无需配制，使用极为方便，在芯模上先行刷涂或擦涂润滑脂的主要作用是粘附固体粉末润滑剂，使芯模表面形成脱模层，这样能有效地使浸有树脂胶液的纤维与芯模隔离，其次，在固化低温时，防止纤维与芯模粘连，固体润滑剂则能保证在200℃左右的固化温度下，质量不变，特别是在固化温度升至高于润滑脂分解挥发温度后，固体润滑剂脱模层仍然存在，制品完全固化后，虽然润滑脂挥发了，但粉末润滑剂仍起润滑作用，固体粒子在芯模拔出过程中，可以随芯模与制品的间隙变化而移动，填平芯模及制品内孔的粗糙表面，此外，由于该脱模层的剪切强度极底，所以大大降低了芯模与制品间的摩擦力，芯模可从绕制品中轻松地拔出。

实施本发明脱模方法的另一重要因素是必须使细杆制品在张力下固化，以保证产品质量，张力固化是这样实现的：将芯模上缠绕浸有树脂胶液的纤维后置于张力固化装置上入炉固化，在整个固化过程中使芯模的轴线始终保持直线状态。

下面结合附图详细说明。

附图为实施本发明的脱模方法而专门设计的张力固化装置示意图。

图中的1是张力固化架，2是卡头，3是芯模，4是纤维复合缠绕制品，5是张力调节螺母，6是孔眼，这种张力固化装置包括张力固化架1，架子一边固装有用于夹紧芯杆3的卡头2，与卡头相对应的固化架另一边上钻有稍大于芯杆缠绕制品的孔眼6，与芯杆3另一头的螺纹连接并调节芯杆张力的调节螺母5，旋紧调节螺母向芯模施加拉紧张力，芯模被拉直，将固化装置放于固化炉中进行张力固化，所得制品的成品率为100%，本装置可设置多个卡头、孔眼及调节螺母，用于多个缠绕制品的固化。

实施例1

用碳纤维制作羽毛球拍杆的缠绕制品，所用纤维复合粘合剂为环氧6101加间苯二胺及聚酰胺树脂250＃，芯模规格为Φ3mm，长500mm，无光洁度、无锥度、无平直度等技术要求。芯模上擦涂一层硅脂后再粘附一层石墨粉，纤维浸渍粘合剂胶液后由缠绕机缠绕在芯模上，而后将绕有纤维制品的芯模固定于张力固化装置上放入烘□内（即按照树脂胶液的固化工艺）一次升温于160℃固化4小时成型，脱去芯模，所制羽毛球拍杆的成品率为100%。

实施例2、实施例3、实施例4、实施例5及对比例1所用的脱模剂及其效果列表1，缠绕工艺及条件控制都于实施例1相同。

表1

	脱模剂组成	脱模效果	成品率％
				实施例1	（1）硅脂（2）石墨粉	优容易	100
实施例2	（1）钙基润滑脂（2）石墨粉	优容易	100
				实施例3	（1）钙基润滑脂（2）滑石粉	优容易	100
实施例4	（1）钙基润滑脂（2）淀粉	优容易	100
				实施例5	（1）硅脂（2）滑石粉	优容易	100
实施例1	硅脂	差而难	/

由本发明的实施例所制造的羽毛球拍杆与现有方法即对比例所制造的羽毛球拍杆的规范标准测定性能比较见表2。

表2

芯模加工技术要求

固化工艺

脱模效果

成品率

密度

破坏强度

残余形变

％

g/cm3

KN

mm

实施例

简单无要求

一次张力固化

易而优

100

〉－1.40

0.36-0.38

0.14

对比例1

光洁度平直度锥度加工难

一次固化

难

无

/

对比例2

低温预固化脱模高温再固化

较易

70-80

〈1.37

〈0.20

0.50

上述测试数据中的破坏强度及残余形变均是在美国INSTRON1186仪器上作出的，羽毛球拍杆的外径为7.5mm，表中的破坏强度测定的跨距为240mm，残余形变是在上述跨距下以2mm/min的加载速度进行加载为0.245KN后卸载所得羽毛球拍杆的残余形变。

由此可见，本发明的脱模方法由于选用来源广泛而价廉的脱模剂，因而适用温度范围很宽、固化简便、脱模容易、生产效率高，使用本发明的脱模方法，采用张力固化可使成型制品的密度和强度大幅度提高，并保证了制品的成品率为百分之百。

Claims

1、一种纤维复合长丝绕制细杆制品的脱模方法，其特征是采用润滑脂和固体粉末润滑剂相结合的脱模剂，其步骤为：

-在细长的芯模上先刷涂或擦涂-层润滑脂，

-然后再喷涂或粘附-层固定粉末润滑剂，

-将涂有上述脱模剂的芯模上机进行纤维复合长丝缠绕后，置于张力固化装置中一次入炉固化，

-将固化后的细杆制品之芯模抽出。

2、如权利要求1所述的脱模方法，其特征在于所说润滑脂可以是硅脂、钙基润滑脂。

3、如权利要求1所述的脱模方法，其特征在于所说的固体粉末润滑剂可以是粒度为100目-200目的石墨粉、滑石粉、二硫化钼粉或淀粉。

4、一种实施权利要求1所述脱模方法的张力固化装置，其特征在于该装置包括张力固化架1，固装在架子一头用于夹紧芯杆的卡头2，在于卡头相对应的架子另一头钻有稍大于缠绕制品直径的孔眼6，与芯杆另一头的螺纹连接并用于调节芯杆张力的调节螺母5。

5、如权利要求4所述之张力固化装置，其特征在于在张力固化架上可设置多个卡头、孔眼和调节螺母。