CN109590908A - 一种复合材料表面处理用树脂砂及其喷砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料表面处理用树脂砂，包括混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂。本发明还公开了一种采用脲醛树脂砂和抗静电树脂砂混合而成的树脂砂进行复合材料表面处理的喷涂方法，包括以下步骤：S1）将脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的混合均匀，得到喷砂介质；S2）将清洁后的纤维增强树脂基复合材料固定放置在工作台上，待处理的一面朝上；S3）用喷射的树脂砂去除纤维增强树脂基复合材料表面的附着层，得到去涂层零件；S4）清洁去涂层零件的表面，得到清洁零件；S5）干燥。本发明公开的复合材料表面处理用树脂砂污染小，不损伤复合材料纤维，且成本低，使喷砂处理后的复合材料表面具有抗静电效果。

Description

一种复合材料表面处理用树脂砂及其喷砂方法

技术领域

本发明涉及零件表面涂料去除技术领域，具体涉及一种复合材料表面处理用树脂砂及其喷砂方法。

背景技术

喷砂工艺是利用高速喷砂介质即砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷砂介质高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于喷砂介质对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了工件与涂层或者粘接层之间的附着力。

先进树脂基复合材料具有比强度及比刚度高、耐腐蚀和抗疲劳性能好、可设计等优点，在飞机结构中得到了大量应用。喷砂工艺作为复合材料构件胶接前和喷漆前的重要的表面处理工艺方法，其好坏将直接关系到复合材料部件的胶接和喷漆质量，尤其会影响复合材料胶接结构和喷漆层耐久性，因而是复合材料胶接的关键。

传统的喷砂工艺中采用的喷砂介质主要包括：氧化铝砂、煤渣、玉米芯砂、玻璃珠、丙烯酸、碎玻璃砂、碳化硅等。传统的喷砂介质不仅污染环境，操作环境恶劣，而且很难控制吹砂强度，容易损伤复合材料纤维，对复合材料零部件基体强度带来较大影响。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种污染小，不损伤复合材料纤维的复合材料表面处理用树脂砂。

本发明还提供了一种采用混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂作为喷砂介质对纤维增强树脂基复合材料表面进行喷砂处理的喷砂方法，该方法提高了纤维增强树脂基复合材料的表面粗糙度，并不损伤纤维，所得复合材料表面抗静电、粘接和喷漆力学性能好，生产工艺简单，可广泛应用于汽车、军工器械、航空用高性能结构材料。

本发明通过下述技术方案实现：一种复合材料表面处理用树脂砂，包括混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂。

所述脲醛树脂砂的质量比为95~99%，所述抗静电树脂砂的质量比为1~5%。

所述抗静电树脂砂为环氧抗静电树脂砂、抗静电丙烯酸酯树脂砂、抗静电PET树脂砂中的任一种。

所述脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的粒径比为1:1。

本发明所公开的一种复合材料表面处理的喷砂方法，采用混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂作为喷砂介质，采用空气喷砂机对纤维增强树脂基复合材料的表面进行喷砂处理

所述纤维增强树脂基复合材料为在基体中含有碳纤维、玻璃纤维等单向带或织物的增强材料，所述纤维增强树脂基复合材料的基体为热塑性基体或热固定基体。

所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，具体包括以下步骤：

S1）将脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的混合均匀，得到喷砂介质；

S2）将清洁后的纤维增强树脂基复合材料固定放置在工作台上，待处理的一面朝上；

S3）将空气喷砂机的喷嘴对准纤维增强树脂基复合材料的待处理面，启动喷砂机，用混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂作为喷砂介质对纤维增强树脂基复合材料表面进行喷砂处理；

S4）清洁喷砂处理后的纤维增强树脂基复合材料；

S5）干燥，得到经过表面处理的纤维增强树脂基复合材料。

喷砂过程中，喷嘴沿纤维增强树脂基复合材料有附着层的上方匀速运动，避免对一点持续吹砂。

进一步地，在步骤S1）中，纤维增强树脂基复合材料的清洁采用浸渍有溶剂的无絮棉布擦拭纤维增强树脂基复合材料纤维增强树脂基复合材料表面，清洁完成后停放15min~20min，使溶剂挥发完全。

所述溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇中的任一种或多种。

进一步地，所述工作台为尺寸大于纤维增强树脂基复合材料尺寸的镂空平台，用于为纤维增强树脂基复合材料提供稳定的支撑。所述工作台为设置有若干镂空孔的镂空平台，其镂空孔用于排出涂料粉末和树脂砂砂砾，避免涂料粉末和树脂砂砂砾在工作台上堆积。

进一步地，在步骤S3）中，所述空气喷砂机的喷嘴与纤维增强树脂基复合材料待处理表面的角度为30~50°，空气喷砂机的喷嘴与纤维增强树脂基复合材料待处理表面的距离为150~200mm，所述空气喷砂机的喷砂压力为3~5bar。

进一步地，所述步骤43）具体包括：

S41）用无水无油的压缩空气吹去纤维增强树脂基复合材料表面残留砂粒；

S42）采用带有真空毛刷的吸尘器清洁纤维增强树脂基复合材料表面，去除喷砂过程中产生附着层粉末；

S43）纯水进行冲洗纤维增强树脂基复合材料，完成去除了附着层的纤维增强树脂基复合材料清洗。

进一步地，所述步骤S5）中，采用有循环空气的烘箱或热压罐加热干燥纤维增强树脂基复合材料表面，其干燥温度为50~55℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种复合材料表面处理用树脂砂，采用尿醛树脂砂和抗静电树脂砂混合均匀而成的树脂砂作为复合材料表面处理的喷砂介质，其污染小，不损伤复合材料纤维，且成本低，使喷砂处理后的复合材料表面具有抗静电效果。

（2）本发明所提供的一种复合材料表面处理的喷砂方法，采用混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂作为喷砂介质对纤维增强树脂基复合材料表面进行喷砂处理，该方法提高了纤维增强树脂基复合材料的表面粗糙度，并不损伤纤维，所得复合材料表面抗静电、粘接和喷漆力学性能好，生产工艺简单，可广泛应用于汽车、军工器械、航空用高性能结构材料。

附图说明

图1为本发明的纤维增强树脂基复合材料表面涂料的去除方法的操作示意图；

其中：1—增强纤维，2—纤维增强树脂基复合材料，3—附着层，4—喷砂介质，5—喷嘴。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

所述喷砂机1为现有的市售喷砂机。

本发明公开的一种复合材料表面处理用树脂砂，括混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂。

所述脲醛树脂砂的质量比为95~99%，所述抗静电树脂砂的质量比为1~5%。

所述抗静电树脂砂为环氧抗静电树脂砂、抗静电丙烯酸酯树脂砂、抗静电PET树脂砂中的任一种。

所述脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的粒径比为1:1。

本发明还公开了的一种复合材料表面处理的喷砂方法，如图1所示，以混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂作为喷砂介质4，采用喷砂机对纤维增强树脂基复合材料2表面进行喷砂处理，剥离纤维增强树脂基复合材料2表面的附着物，露出增强用的碳纤维或玻璃纤维，且又不损伤纤维，使得到的纤维增强树脂基复合材料2表面附着力好、具有抗静电性能。

所述一种复合材料表面处理的喷砂方法具体包括以下步骤：

S1）取质量份数为95~99份将脲醛树脂砂和质量份数为1~5份的抗静电树脂砂，混合均匀后得到用于的混合均匀，得到复合材料表面处理用的喷砂介质4。

S2）采用浸渍有溶剂的无絮棉布擦拭待处理的纤维增强树脂基复合材料2表面，清洁纤维增强树脂基复合材料2表面的灰尘、油脂和其他杂质，擦拭后，停放约15~20min，待溶剂挥发完全后，将清洁后的纤维增强树脂基复合材料2固定放置在工作台上，使待处理的一面朝上。

S3）调整好喷砂机的压力为3~5bar，将喷嘴5调整至对准纤维增强树脂基复合材料2的表面，使喷嘴5与纤维增强树脂基复合材料2表面的角度在30~50°的范围内，且喷嘴5与纤维增强树脂基复合材料2表面的距离在150~200mm的范围内，然后启动喷砂机，喷砂介质4从喷嘴5中喷出，利用喷砂介质4的冲击力，逐渐冲击、剥离纤维增强树脂基复合材料2表面的附着层3，露出纤维增强树脂基复合材料2的增强纤维1。在喷砂过程中，喷嘴5保持沿纤维增强树脂基复合材料2表面匀速运动。

S4）清洁步骤S3得到的纤维增强树脂基复合材料2的表面，得到清洁的纤维增强树脂基复合材料2，其具体包括以下步骤；

S41）用无水无油的压缩空气吹去纤维增强树脂基复合材料2表面残留砂粒；

S42）采用带有真空毛刷的吸尘器清洁纤维增强树脂基复合材料2表面，去除喷砂过程中产生附着层3粉末；

S43）纯水进行冲洗纤维增强树脂基复合材料2，完成去除了附着层3的纤维增强树脂基复合材料2清洗。

S5）干燥纤维增强树脂基复合材料2。

将附着层3去除的纤维增强树脂基复合材料2放置于干净的有循环空气的烘箱或热压罐中进行干燥，在50~55℃的温度下干燥，保证纤维增强树脂基复合材料2的各项性能不被损害。

所述无絮棉布浸渍的溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇中的任一种或多种，优选为丙酮。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合材料表面处理用树脂砂，其特征在于，包括混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料表面处理用树脂砂，其特征在于：所述脲醛树脂砂的质量比为95~99%，所述抗静电树脂砂的质量比为1~5%。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种复合材料表面处理用树脂砂，其特征在于：所述脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的粒径比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：采用脲醛树脂砂和抗静电树脂砂均匀混合而成的树脂砂作为喷砂介质（4），采用空气喷砂机对纤维增强树脂基复合材料（2）的表面进行喷砂处理。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1）将脲醛树脂砂和抗静电树脂砂的混合均匀，得到喷砂介质（4）；

S2）将清洁后的纤维增强树脂基复合材料（2）固定放置在工作台上，待处理的一面朝上；

S3）将空气喷砂机的喷嘴（5）对准纤维增强树脂基复合材料（2）的待处理面，启动喷砂机，用混合均匀的脲醛树脂砂和抗静电树脂砂作为喷砂介质（4）对纤维增强树脂基复合材料（2）表面进行喷砂处理；

S4）清洁喷砂处理后的纤维增强树脂基复合材料（2）；

S5）干燥，得到经过表面处理的纤维增强树脂基复合材料（2）。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：在步骤S2）中，纤维增强树脂基复合材料（2）的清洁采用浸渍有溶剂的无絮棉布擦拭纤维增强树脂基复合材料（2）表面，清洁完成后停放15min~20min，使溶剂挥发完全。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：所述溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇中的任一种或多种。

8.根据权利要求5所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：在步骤S3）中，所述空气喷砂机的喷嘴（5）与纤维增强树脂基复合材料（2）待处理表面的角度为30~50°，空气喷砂机的喷嘴（5）与纤维增强树脂基复合材料（2）待处理表面的距离为150~200mm，所述空气喷砂机的喷砂压力为3~5bar。

9.根据权利要求5所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：所述步骤S4）具体包括：

S41）用无水无油的压缩空气吹去纤维增强树脂基复合材料（2）表面残留砂粒；

S42）采用带有真空毛刷的吸尘器清洁纤维增强树脂基复合材料（2）表面；

S43）纯水进行冲洗纤维增强树脂基复合材料（2）。

10.根据权利要求5所述的一种复合材料表面处理的喷砂方法，其特征在于：所述步骤S5）中，采用有循环空气的烘箱或热压罐加热干燥纤维增强树脂基复合材料（2）表面，其干燥温度为50~55℃。