CN106142592B - 一种真空袋压成型方法及用于真空袋压成型的隔离膜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种真空袋压成型方法及用于真空袋压的隔离膜。本申请的真空袋压成型方法包括在复合材料预浸料铺层结束后，在其表面铺一层隔离膜作为脱模布，再于隔离膜的表面放透气毡，然后进行真空袋密封、固化；隔离膜为孔隙率45％‑55％，微孔的孔径为30‑100nm的微孔膜。本申请的真空袋压成型方法，创造性的采用具有微孔的隔离膜作为脱模布，使得制备的样件表面平整，且无织物，样件表面光洁度高；经测试，本申请的方法所制备的样件粗糙度可达0.8‑0.9，甚至更低，而现有的方法所制备的样件粗糙度均在1.2以上。

Description

一种真空袋压成型方法及用于真空袋压成型的隔离膜

技术领域

本申请涉及真空袋压成型领域，特别是涉及一种改进的真空袋压成型方法及作为辅助的隔离膜。

背景技术

真空袋压成型工艺是生产航空、航天用高纤维增强热固性塑料高强度构件的主要方法。基本工艺过程是，将预浸料叠层和其他工艺辅助材料组合在一起，构成一个真空袋组合系统，在热压罐中于一定压力，包括真空袋内的真空负压和袋外正压，和温度下固化，制成各种形状的制件。

其中真空袋组合系统的透气层对袋压成型材料的表面具有很大影响。目前的真空袋组合系统中，有两种工艺类型的透气层；第一，利用隔离膜加透气毡工艺真空袋压制备复合材料，这种方式中，隔离膜是不透气的，导致样件里头的水汽和反应气体排不出来，最终导致样件的表面不平；第二，利用高强尼龙或者聚酯纤维编织成的脱模布作为透气层，这种方式容易在复合材料表面形成织纹。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的真空袋压成型方法，以及用于实现该方法的隔离膜。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种真空袋压成型方法，包括在复合材料预浸料铺层结束后，在其表面铺一层隔离膜作为脱模布，再于隔离膜的表面放透气毡，然后进行真空袋密封、固化；其中，隔离膜为孔隙率45％-55％，微孔的孔径为30-100nm的微孔膜。

需要说明的是，本申请的真空袋压成型方法的关键在于，采用了具有微孔的隔离膜作为脱模布；与现有的不透气的隔离膜或编织的脱模布相比，即避免了表面不平整的问题，又有效的解决了编织脱模布形成织纹的问题；可以理解，本申请的隔离膜，其孔隙率和微孔的孔径大小是影响真空袋压成型的重要因素，孔径太大，同样会像编织脱模布那样形成纹路，对样件的表面造成影响，而孔径太小或孔隙率太低，又会产生类似现有的不透气的隔离膜的弊端；因此，本申请优选采用孔隙率45％-55％，微孔的孔径为30-100nm的微孔膜作为隔离膜。除此以外，复合材料预浸料铺层、真空袋密封、固化等工序都可以参考常规的方式进行，在此不做具体限定。

优选的，隔离膜为带孔的聚四氟乙烯薄膜或者薄板。本申请的一种实现方式中，隔离膜具体采用了带孔的聚四氟乙烯薄膜或者薄板。

本申请的另一面公开了一种用于真空袋压成型的隔离膜，该隔离膜为带孔的聚四氟乙烯薄膜或者薄板，隔离膜的孔隙率为45％-55％，微孔的孔径为30-100nm。

本申请的再一面公开了本申请的隔离膜的制备方法，包括以下步骤，(1)将聚四氟乙烯树脂和发泡材料共混后经双向拉伸成膜，并于300-550℃烘烤0.1-1分钟；(2)将步骤(1)制备的膜浸泡在稀盐酸溶液中，使发泡材料溶解，然后取出，用蒸馏水将蚀刻的发泡材料以及其氧化物冲洗干净、烘干，即得到作为隔离膜的微孔膜。

需要说明的是，本申请采用的发泡材料是经稀盐酸浸泡后可以完全或部分溶解的材料，发泡材料的作用是被稀盐酸溶解后，在膜上形成微孔，从而制备成微孔膜。

本申请的优选方案中，发泡材料为纳米铁粉。

优选的，纳米铁粉的粒径为30-100nm。

优选的，聚四氟乙烯树脂的重量比为总重量的85％-99％；发泡材料的重量比为总重量的1-15％。

更优选的，聚四氟乙烯树脂的重量比为总重量的90％-95％；发泡材料的重量比为总重量的5-10％。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的真空袋压成型方法，创造性的采用具有微孔的隔离膜作为脱模布，使得制备的样件表面平整，且无织物，样件表面光洁度高；经测试，本申请的方法所制备的样件粗糙度可达0.8-0.9，甚至更低，而现有的方法所制备的样件粗糙度均在1.2以上。

另外，本申请的优选方案中，采用聚四氟乙烯微孔膜或微孔板作为隔离膜，不仅能够获得高光洁度的样件，而且，由于聚四氟乙烯不会与复合材料粘接到一起，脱模效果好，使得制备工艺更加简单方便。

具体实施方式

本申请的关键在于在真空袋压成型方法中采用了一种特定孔径和孔隙率的隔离膜；解决了目前的方法中样件表面织纹和表面不平整的问题。本申请的隔离膜具有微孔，与现有的不透气的隔离膜相比，样件里头的水汽和反应气体能够通过微孔排出来，避免了样件表面不平整；并且，带微孔的隔离膜，也不会产生像编织脱模布那样的织纹；因此，可以制备出表面高光洁度的复合材料。

可以理解，本申请的隔离膜的孔径和孔隙率都是经试验证实，效果比较好的孔径和孔隙率；在较次的方案中，也可以采用更大或更小的孔径，或更低或更高的孔隙率。此外，本申请的隔离膜除了用于真空袋压成型以外，其它类似的袋压成型工艺也可以采用本申请的隔离膜。

此外，本申请的一种实现方式中，进一步考虑到脱模效果等因素，优选采用聚四氟乙烯微孔膜或微孔板作为隔离膜，并提供了聚四氟乙烯微孔膜的制备方法。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例采用聚四氟乙烯微孔膜作为隔离膜，隔离膜的制备方法如下：

(本例采用聚四氟乙烯微孔膜作为隔离膜，隔离膜的制备方法如下：

(1)将重量比90％聚四氟乙烯树脂和10％的纳米铁粉共混后经双向拉伸成膜，并于300-550℃烘烤1分钟，其中纳米铁粉的粒径为30-100nm；(2)将步骤(1)制备的膜浸泡在稀盐酸溶液中，使铁粉溶解，然后取出，用蒸馏水将蚀刻的铁以及其氧化物冲洗干净、烘干，即得到作为隔离膜的微孔膜。

其中，粒径30-100nm的纳米铁粉经盐酸溶解蚀刻后即产生30-100nm的微孔，形成孔隙率约为50％的微孔膜。

按常规的方式将石英环氧复合材料预浸料铺层铺好，再按复合材料+聚四氟乙烯微孔膜+透气毡+真空袋的方式组装真空袋组合系统，真空袋密封后进行固化，固化结束降到室温后，移去聚四氟乙烯微孔膜即获得复合材料制件。其中，透气毡采用孔径0.1-10微米范围内的透气毡。

直接观察所制备的复合材料制件，其表面平整。采用粗糙度测试仪对复合材料制件的表面进行检测，结果显示，采用本例的隔离膜作为脱模布的真空袋压成型方法所制备的样件，其表面粗糙度为0.8，可见，本例的样件具有较高的表面光洁度。

此外，本例的复合材料制件，容易脱模，模具表面无残胶，且脱模布不会与复合材料粘接。

在以上试验的基础上，本申请进一步对隔离膜及其制备方法进行了研究，结果显示，控制聚四氟乙烯树脂和纳米铁粉的用量，聚四氟乙烯树脂的重量比为总重量的99％-90％，纳米铁粉的重量比为总重量的1-10％，可以制备出孔隙率45％-55％的微孔膜，能够满足使用需求，使得制备的微孔膜用于真空袋压成型时，获得表面粗糙度0.8-0.9的样件。另外，对于微孔膜的热定型温度，在300-550℃，即在300-550℃烘烤0.1-1分钟均可。

对比例

采用常规的聚四氟乙烯编织的脱模布作为透气层进行真空袋压成型。

同样采用粗糙度测试仪对复合材料制件的表面进行检测，结果显示，其表面粗糙度为1.2。

另外，本例还采用高强尼龙编织的脱模布，和聚酯纤维编织的脱模布进行试验，结果显示，其制备的样件，表面粗糙度均在1.2以上。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (2)

1.一种真空袋压成型方法，其特征在于：包括在复合材料预浸料铺层结束后，在其表面铺一层隔离膜作为脱模布，再于隔离膜的表面放透气毡，然后进行真空袋密封、固化；所述隔离膜为孔隙率45%-55%，微孔的孔径为30-100nm的微孔膜；所述隔离膜为带孔的聚四氟乙烯薄膜或者薄板。

2.一种隔离膜在真空袋压成型中的应用，其特征在于：所述隔离膜为带孔的聚四氟乙烯薄膜或者薄板，所述隔离膜的孔隙率为45%-55%，微孔的孔径为30-100nm；所述应用包括，在复合材料预浸料铺层结束后，在其表面铺一层所述隔离膜作为脱模布，再于所述隔离膜的表面放透气毡，然后进行真空袋密封、固化。