CN108943765A - 一种玄武岩纤维产品的制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种玄武岩纤维产品的制作方法，包括对玄武岩纤维料卷进行开卷并制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元；向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料；对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化；对所述固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品，可见相对于现有方案少了制作预成型体的工序，因此简化了生产工序，提高了生产效率，而且注射基体材料之后就进行压机固化是一种湿法模压的工艺，相对于现有的对预成型体进行的高压RTM的方案来说，只需要较低的压强就能够实现压制，因此还能够降低设备成本和能耗成本。

Description

一种玄武岩纤维产品的制作方法

技术领域

本发明属于工业零部件技术领域，特别是涉及一种玄武岩纤维产品的制作方法。

背景技术

玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在1450℃～1500℃的高温下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制而成的连续纤维，其强度与高强度S玻璃纤维相当。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色，不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。玄武岩纤维包括多种形态的产品，具体包括玄武岩纤维无捻粗纱，是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品；玄武岩纤维纺织纱是由多根玄武岩纤维原丝经过加捻和并股而成的纱线，单丝直径一般≤9nm；玄武岩纤维短切纱，是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品，是增强热塑性树脂的首选材料，同时还是增强混凝土的最佳材料；将玄武岩纤维纱经过高性能的膨体纱机，制成玄武岩纤维膨体纱；玄武岩纤维布；玄武岩纤维毡；玄武岩纤维复合材料。

当前，全球低碳经济逐步深入，为满足环保和节能需要，汽车轻量化已经成为汽车工业发展的潮流，而轻量化材料是其中的关键环节。玄武岩纤维作为一种新型结构材料，具有低容重，低导热率，低吸湿率和稳定的化学性等性能，应用于汽车上，能够显著降低结构重量，减少燃料消耗，降低排气污染，既能满足汽车用材料高性能化发展要求，也符合国家对于汽车材料绿色环保的要求，在汽车行业中有着良好的应用前景。

现有的制作玄武岩纤维产品的方法是先对卷料进行开卷和裁剪，然后进行扫码和加热处理，取得铺层坯料，再将铺层坯料转运至预成型区进行预成型处理，取得预成型体，然后将预成型体转运至HP-RTM区进行树脂的浸渍和固化，取得零件坯体，接着将零件坯体转运至修整区，按零件的设计尺寸要求整形，最后转运至零件存放区。然而上述制作方法存在明显的缺点，就是先压制一次形成一个预成型体，然后再进行一次压制，可见流程较为复杂，而且第二次压制所用的压力很大，所需的压机规格要达到3000吨至3600吨，可见生产成本比较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种玄武岩纤维产品的制作方法，能够简化生产工序，提高生产效率，而且能够降低设备成本和能耗成本。

本发明提供的一种玄武岩纤维产品的制作方法，包括：

对玄武岩纤维料卷进行开卷并制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元；

向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料；

对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化；

对所述固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元包括：

对开卷得到的多层玄武岩纤维布料进行焊接，然后切割成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元，并在每个所述玄武岩纤维叠层单元上进行标记。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料为：

向所述玄武岩纤维叠层单元中注射树脂。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，向所述玄武岩纤维叠层单元中注射温度为50℃至70℃树脂。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化为：

利用1000吨至1300吨的压机对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述对玄武岩纤维料卷进行开卷为：

同时对8个所述玄武岩纤维料卷进行开卷。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化包括：

闭合所述压机进行加压；

利用模温机对所述玄武岩纤维叠层单元进行加热固化。

优选的，在上述玄武岩纤维产品的制作方法中，所述预设尺寸的长度为500mm至2000mm，宽度为150mm至1600mm。

通过上述描述可知，本发明提供的上述玄武岩纤维产品的制作方法，由于先向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料，然后对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化，再对所述固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品，可见相对于现有的方案少了制作预成型体的工序，因此简化了生产工序，提高了生产效率，而且注射基体材料之后就进行压机固化是一种湿法模压的工艺，相对于现有的对于预成型体进行的高压RTM的方案来说，只需要较低的压强就能够实现，因此还能够降低设备成本和能耗成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种玄武岩纤维产品的制作方法的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种玄武岩纤维产品的制作方法，能够简化生产工序，提高生产效率，而且能够降低设备成本和能耗成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的一种玄武岩纤维产品的制作方法的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一种玄武岩纤维产品的制作方法的实施例的示意图，该方法包括如下步骤：

S1：对玄武岩纤维料卷进行开卷并制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元；

这就是下料线的步骤，玄武岩纤维料卷可以按照机器预先设定的速度进行开卷出料，然后可以将多层玄武岩纤维制作成一块整体，再切割成具有预设尺寸的叠层单元，而这种预设尺寸是可以根据每次工艺需要进行设定的，此处并不限制。

S2：向玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料；

具体的，可以在操作台上面执行该注射步骤，先对基体材料的原料桶内的原料按照配比混合好，具体可以通过计量单元和监控系统的反馈来实时调节该配比以使其在整个工艺过程中都符合要求，然后对原料加热至特定温度并实时监控，保证工艺顺利进行，而且采用一定的压力进行注射，这就需要利用高频泵和反馈系统来实时调节注射压力。

S3：对玄武岩纤维叠层单元进行压机固化；

具体的，利用压机来提供固化所需的压力，固化前先抽真空排出玄武岩纤维叠层单元中的多余的气泡，而固化过程可以包括加压和加热的步骤。

S4：对固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品。

具体的，也就是根据最终产品的形状和尺寸进行相应的切割。

通过上述描述可知，本申请提供的玄武岩纤维产品的制作方法的实施例，由于先向玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料，然后对玄武岩纤维叠层单元进行压机固化，再对固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品，可见相对于现有的方案少了制作预成型体的工序，因此简化了生产工序，提高了生产效率，而且注射基体材料之后就进行压机固化是一种湿法模压的工艺，相对于现有的对于预成型体进行的高压RTM的方案来说，只需要较低的压强就能够实现，因此还能够降低设备成本和能耗成本。

在一个具体的实施例中，制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元包括：

对开卷得到的多层玄武岩纤维布料进行焊接，这里的焊接过程可以是采用高频焊接的工艺，利用高频电流加热预留在料卷中的粘接剂使料卷粘接在一起，然后切割成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元，并在每个玄武岩纤维叠层单元上进行标记，这里的标记方法可以但不限于是贴二维码，这样能够在后续步骤中更方便分辨出每一个区域应该采用哪一个玄武岩纤维叠层单元。

在另一个具体的实施例中，向玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料为向玄武岩纤维叠层单元中注射树脂，这里所采用的树脂通常为环氧树脂，无须再像现有技术那样将预制件放到高压RTM模具中闭模进行树脂的注入和固化，而本实施例中，在压机之外就可以将树脂涂于玄武岩纤维叠层单元的表面，这使得压机外的树脂浸渍工序和压机内的树脂固化工序能够同时进行，将压制周期缩短180s，同时，允许多部件同时压制。由于该实施例中的树脂在固化前无需接触热模具，因此活性也会更高，还需要说明的是，这里采用树脂作为基体材料是因为其比较常用，而且工艺成熟，成本较低，另外，该树脂优选的注射温度为50℃至70℃。

在又一个具体的实施例中，优选的利用1000吨至1300吨的压机对玄武岩纤维叠层单元进行压机固化，这相对于现有技术中采用的3000吨以上的压机进行固化的方案来说，成本更低，而且无需那么大的压力，也能够进一步降低能耗。

而且为了提高工作效率，还可以同时对8个玄武岩纤维料卷进行开卷。当然这也仅是其中一个优选方案，还可根据实际需要选择同时开卷的数量，例如可以是少于8个，例如6个，或者多于8个，例如10个，按照产品需要，需要多少层就可以同时开卷多少层，此处并不限制。

本领域技术人员还可以理解的是，对玄武岩纤维叠层单元进行压机固化可以包括如下步骤：

闭合压机进行加压；

利用模温机对玄武岩纤维叠层单元进行加热固化。

在实际操作中，可以采用如下具体方案，预设尺寸的长度为500mm至2000mm，宽度为150mm至1600mm，也就是说得到的玄武岩纤维叠层单元的长度为500mm至2000mm，宽度为150mm至1600mm。

综上所述，本申请实施例提供的上述方法比高压RTM工序简单，易于生产，湿法模压的压机吨位低，设备成本和耗能成本更低，而且每2-3分钟制造一个件，相比现有技术中5分钟制造1个件的方案来说，生产效率也得到很大提高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，包括：

对玄武岩纤维料卷进行开卷并制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元；

向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料；

对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化；

对所述固化后的玄武岩纤维叠层单元进行切割，得到玄武岩纤维产品。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述制作成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元包括：

对开卷得到的多层玄武岩纤维布料进行焊接，然后切割成具有预设尺寸的玄武岩纤维叠层单元，并在每个所述玄武岩纤维叠层单元上进行标记。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述向所述玄武岩纤维叠层单元中注射基体材料为：

向所述玄武岩纤维叠层单元中注射树脂。

4.根据权利要求2所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，向所述玄武岩纤维叠层单元中注射温度为50℃至70℃的树脂。

5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化为：

利用1000吨至1300吨的压机对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化。

6.根据权利要求1所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述对玄武岩纤维料卷进行开卷为：

同时对8个所述玄武岩纤维料卷进行开卷。

7.根据权利要求1-6任一项所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述对所述玄武岩纤维叠层单元进行压机固化包括：

闭合所述压机进行加压；

利用模温机对所述玄武岩纤维叠层单元进行加热固化。

8.根据权利要求1所述的玄武岩纤维产品的制作方法，其特征在于，所述预设尺寸的长度为500mm至2000mm，宽度为150mm至1600mm。