CN109849360A - 一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，包括如下制备过程：在模具表面喷涂脱模剂和胶衣；在胶衣层上依次铺设多层复合玻璃纤维布、脱模布和导流网；在模腔中铺设螺旋管作为树脂导流管和抽真空管；在模具顶部包覆一层真空袋，再通过树脂注入口向模具中注入树脂，多余的树脂通过树脂收集口进入树脂收集器中；待树脂填充完毕后固化得到玻璃钢机舱罩。本发明直接在玻璃纤维表面复合碳纳米管，复合后的玻璃纤维强度增强2.124倍，在铺设过程中只需要铺设复合玻璃纤维布即可，不仅能够实现高强度的效果，并且玻璃纤维布与树脂之间浸润效果相同，使得树脂能够均匀浸润在增强材料之间，不会由于浸润不均匀造成产品空隙率增大的现象。

Description

一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法

技术领域

本发明属于发电风机用玻璃钢机舱罩制备领域，涉及一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法。

背景技术

真空导入工艺是在模具上铺设增强材料，然后铺真空袋，并抽真空，使得模具腔内形成负压，然后在负压的作用下将树脂压入真空腔中，利用树脂浸润增强材料充满整个模具，制品固化后揭去真空袋，从模具上得到制品。现有的真空导入过程中使用的增强材料通常是玻璃纤维、碳纤维和碳纳米管等高强度材料，在铺设过程中各种纤维材料层层铺设，并且必须压实防止制备的产品孔隙率较大，但是在不同类型的增强材料铺设过程中树脂的浸润能力不同，造成两种增强纤维交接处浸润不均匀产生空隙，进而造成制备的产品孔隙率较大，同时现有的树脂在注入前通常是直接将树脂与固化剂混合后直接注入，由于注入需要一定的过程，在后注入的混合树脂部分已稍有固化，造成树脂注入时容易浸润不均匀，使得产品有空隙，降低混合树脂注入前的固化至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，直接在玻璃纤维表面复合碳纳米管，复合后的玻璃纤维强度增强2.124倍，在铺设过程中只需要铺设复合玻璃纤维布即可，不仅能够实现高强度的效果，并且玻璃纤维布与树脂之间浸润效果相同，使得树脂能够均匀浸润在增强材料之间，不会由于浸润不均匀造成产品空隙率增大的现象，解决了现有的真空导入过程中使用的增强材料通常是玻璃纤维、碳纤维和碳纳米管等高强度材料，在铺设过程中各种纤维材料层层铺设，并且必须压实防止制备的产品孔隙率较大，但是在不同类型的增强材料铺设过程中树脂的浸润能力不同，造成两种增强纤维交接处浸润不均匀产生空隙，进而造成制备的产品孔隙率较大的问题。

本发明设置树脂存储桶，在上层桶体中设置冷风机构，可以有效降低上层桶体的温度，进而降低固化效率，进而提高混合树脂与增强材料之间的浸润效果，降低产品空隙率，解决了现有的树脂在注入前通常是直接将树脂与固化剂混合后直接注入，由于注入需要一定的过程，在后注入的混合树脂部分已稍有固化，造成树脂注入时容易浸润不均匀，使得产品有空隙的问题。

本发明通过在下层桶体中设置挡盖、挡盖传动机构、两个液位感应器和PLC控制器，通过液位感应器向PLC控制器发射控制信号，通过PLC控制器控制挡盖传动机构工作，实现对挡盖的自动打开和关闭，防止树脂使用完毕时漏吸的情况出现。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，包括如下制备过程：

第一步，在模具表面清洗干净后喷涂第一层脱模剂，待脱模剂表面干燥后，再在第一层脱模剂表面喷涂第二层脱模剂，依次类推在模具的表面喷涂3-4层脱模剂，待脱模剂充分干燥后在脱模层表面喷涂一层胶衣；

第二步，在胶衣层上铺设多层复合玻璃纤维布，每层复合纤维布之间压实；

第三步，在复合玻璃纤维布上铺放一层脱模布，脱模布完全覆盖复合玻璃纤维布，然后在脱模布表面铺放一层导流网，导流网的边缘距离复合玻璃纤维布的边缘3-5cm，脱模布的边侧使用胶带固定在复合玻璃纤维布边缘，同时导流网的边缘通过胶带固定在脱模布的边缘；

其中复合玻璃纤维布的制备过程如下：

步骤1：将醇溶性酚醛树脂加入乙醇中搅拌溶解形成酚醛树脂溶液，同时将石蜡加热至熔融状态，将酚醛树脂溶液加热至70℃，然后向其中加入熔融的石蜡，混合均匀后加热使得溶剂挥发，直到混合溶液变为粘稠状，得到包覆剂；其中每千克醇溶性酚醛树脂中加入石蜡320-330g；

步骤2：将玻璃纤维浸渍在步骤1中制备的粘稠的包覆剂中，使得玻璃纤维表面包覆一层包覆剂，然后将包覆后的玻璃纤维烘干；

步骤3：将烘干后的玻璃纤维加入80℃的热水中，使得玻璃纤维表面的石蜡融化，在玻璃纤维表面和形成多孔道结构；

步骤4：将步骤3中改性后的玻璃纤维浸入碳纳米管分散液中，此时碳纳米管分散液浸入玻璃纤维表面的孔道结构中，通过酚醛树脂进行粘结固定，将浸渍后的玻璃纤维取出后用丙酮冲洗后烘干，得到复合玻璃纤维；

步骤5：将步骤4中制备的复合玻璃纤维进行纺织形成纱线，然后进行编制得到复合玻璃纤维布，由于玻璃纤维表面的孔道中黏附有碳纳米管，通过碳纳米管的高强度作用提高玻璃纤维的强度和韧性，同时制备的复合玻璃纤维布浸润环氧树脂时，在负压作用下环氧树脂进入玻璃纤维表面的孔道中将碳纳米管再次粘结固定，使得制备的玻璃钢机舱罩没有空隙。

第四步，在模腔中铺设螺旋管作为树脂导流管和抽真空管，并在螺旋管一端口处设置树脂注入口和抽气口，另一端设置树脂收集口，树脂注入口一端连接树脂存储筒，抽气口一端连接真空泵，树脂收集口直接连接至树脂收集器上；

树脂存储桶包括上层桶体和下层桶体，上层桶体和下层桶体之间通过隔板分割，树脂和固化剂混合后倒入上层桶体中，上层桶体侧壁设置有冷风进口管，冷风进口管连接冷风机；

隔板的表面中心处开有下料口，同时隔板的底面一侧中部开有与下料口相连通的条形滑槽，条形滑槽的两边侧与槽底相接处开有卡接槽，两个卡接槽中滑动卡接有挡盖，下层桶体中安装有挡盖传动机构；

挡盖包括盖板，盖板的的半径大于下料口的半径2-3cm；同时盖板的一端一体连接固定有与条形滑槽配合的滑块，滑块的左右侧壁一体连接固定有与卡接槽配合的卡块，挡盖通过两个卡块卡接于卡接槽中实现挡盖的固定；同时盖板的一侧壁一体连接固定有齿条；

隔板的底面一体连接固定有两个转动轴，挡盖传动机构包括安装固定在两个转动轴上的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，同时第一齿轮与齿条啮合，第二齿轮的端面通过第一转轴连接固定有传动锥齿轮，下层桶体的侧壁安装有第二转轴，第二转轴一端安装有与传动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，第二转轴的另一端连接减速电机，下层桶体的侧壁底部和上部分别安装有第一液位感应器和第二液位感应器，减速电机、第一液位感应器和第二液位感应器均连接PLC控制器；

第五步，在模具顶部包覆一层真空袋，使得整个模具处于密封状态，然后通过真空泵对模具抽真空，再通过树脂注入口向模具中注入树脂，多余的树脂通过树脂收集口进入树脂收集器中；

第六步，待树脂填充完毕后固化，然后将进行脱模修边，得到玻璃钢机舱罩。

本发明的有益效果：

本发明直接在玻璃纤维表面复合碳纳米管，复合后的玻璃纤维强度增强2.124倍，在铺设过程中只需要铺设复合玻璃纤维布即可，不仅能够实现高强度的效果，并且玻璃纤维布与树脂之间浸润效果相同，使得树脂能够均匀浸润在增强材料之间，不会由于浸润不均匀造成产品空隙率增大的现象，解决了现有的真空导入过程中使用的增强材料通常是玻璃纤维、碳纤维和碳纳米管等高强度材料，在铺设过程中各种纤维材料层层铺设，并且必须压实防止制备的产品孔隙率较大，但是在不同类型的增强材料铺设过程中树脂的浸润能力不同，造成两种增强纤维交接处浸润不均匀产生空隙，进而造成制备的产品孔隙率较大的问题。

本发明设置树脂存储桶，在上层桶体中设置冷风机构，可以有效降低上层桶体的温度，进而降低固化效率，进而提高混合树脂与增强材料之间的浸润效果，降低产品空隙率，解决了现有的树脂在注入前通常是直接将树脂与固化剂混合后直接注入，由于注入需要一定的过程，在后注入的混合树脂部分已稍有固化，造成树脂注入时容易浸润不均匀，使得产品有空隙的问题。

本发明通过在下层桶体中设置挡盖、挡盖传动机构、两个液位感应器和PLC控制器，通过液位感应器向PLC控制器发射控制信号，通过PLC控制器控制挡盖传动机构工作，实现对挡盖的自动打开和关闭，防止树脂使用完毕时漏吸的情况出现。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明树脂存储桶结构示意图；

图2为本发明图1的局部结构示意图；

图3为图2的局部结构示意图；

图4为图1的局部结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-4，结合如下实施例进行详细说明：

实施例1：

复合玻璃纤维布的制备过程如下：

步骤1：将1kg醇溶性酚醛树脂加入乙醇中搅拌溶解形成酚醛树脂溶液，同时将320g石蜡加热至熔融状态，将酚醛树脂溶液加热至70℃，然后向其中加入熔融的石蜡，混合均匀后加热使得溶剂挥发，直到混合溶液变为粘稠状，得到包覆剂；其中每千克醇溶性酚醛树脂中加入石蜡320-330g；

步骤2：将玻璃纤维浸渍在步骤1中制备的粘稠的包覆剂中，使得玻璃纤维表面包覆一层包覆剂，然后将包覆后的玻璃纤维烘干；

步骤3：将烘干后的玻璃纤维加入80℃的热水中，使得玻璃纤维表面的石蜡融化，在玻璃纤维表面和形成多孔道结构；

步骤4：将步骤3中改性后的玻璃纤维浸入碳纳米管分散液中，此时碳纳米管分散液浸入玻璃纤维表面的孔道结构中，通过酚醛树脂进行粘结固定，将浸渍后的玻璃纤维取出后用丙酮冲洗后烘干，得到复合玻璃纤维；

步骤5：将步骤4中制备的复合玻璃纤维进行纺织形成纱线，然后进行编制得到复合玻璃纤维布，由于玻璃纤维表面的孔道中黏附有碳纳米管，通过碳纳米管的高强度作用提高玻璃纤维的强度和韧性，同时制备的复合玻璃纤维布浸润环氧树脂时，在负压作用下环氧树脂进入玻璃纤维表面的孔道中将碳纳米管再次粘结固定，使得制备的玻璃钢机舱罩没有空隙。

将实施例1中制备的复合玻璃纤维的抗拉伸强度与复合碳纳米管前的玻璃纤维的力学性能进行比较，复合玻璃纤维的抗拉伸强度为玻璃纤维抗拉伸强度的2.124倍。

实施例2：

一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，包括如下制备过程：

第一步，在模具表面清洗干净后喷涂第一层脱模剂，待脱模剂表面干燥后，再在第一层脱模剂表面喷涂第二层脱模剂，依次类推在模具的表面喷涂3-4层脱模剂，待脱模剂充分干燥后在脱模层表面喷涂一层胶衣；

第二步，在胶衣层上铺设多层复合玻璃纤维布，每层复合纤维布之间压实；

第三步，在复合玻璃纤维布上铺放一层脱模布，脱模布完全覆盖复合玻璃纤维布，然后在脱模布表面铺放一层导流网，导流网的边缘距离复合玻璃纤维布的边缘3-5cm，脱模布的边侧使用胶带固定在复合玻璃纤维布边缘，同时导流网的边缘通过胶带固定在脱模布的边缘；

第四步，在模腔中铺设螺旋管作为树脂导流管和抽真空管，并在螺旋管一端口处设置树脂注入口和抽气口，另一端设置树脂收集口，树脂注入口一端连接树脂存储桶，抽气口一端连接真空泵，树脂收集口直接连接至树脂收集器上；

如图1-4所示，树脂存储桶包括上层桶体1和下层桶体2，上层桶体1和下层桶体2之间通过隔板3分割，树脂和固化剂混合后倒入上层桶体1中，上层桶体1侧壁设置有冷风进口管11，冷风进口管11连接冷风机，通过冷风机向上层桶体1中吹冷风降低上层桶体的温度，进而减缓桶体中树脂和固化剂的固化；隔板3的表面中心处开有下料口31，同时隔板3的底面一侧中部开有与下料口相连通的条形滑槽32，条形滑槽32的两边侧与槽底相接处开有卡接槽33，两个卡接槽33中滑动卡接有挡盖4，下层桶体2中安装有挡盖传动机构5；

挡盖4包括盖板41，盖板41的的半径大于下料口31的半径2-3cm，通过盖板41可以将下料口31完全阻挡，同时盖板41的一端一体连接固定有与条形滑槽32配合的滑块42，滑块42的左右侧壁一体连接固定有与卡接槽33配合的卡块43，挡盖4通过两个卡块43卡接于卡接槽33中实现挡盖4的固定；同时盖板41的一侧壁一体连接固定有齿条44；

隔板3的底面一体连接固定有两个转动轴，挡盖传动机构5包括安装固定在两个转动轴上的第一齿轮51和第二齿轮52，第一齿轮51和第二齿轮52啮合，同时第一齿轮51与齿条44啮合，第二齿轮52 的端面通过第一转轴连接固定有传动锥齿轮53，下层桶体2的侧壁安装有第二转轴21，第二转轴21一端安装有与传动锥齿轮53啮合的主动锥齿轮54，第二转轴21的另一端连接减速电机，下层桶体2的侧壁底部和上部分别安装有第一液位感应器和第二液位感应器，减速电机、第一液位感应器和第二液位感应器均连接PLC控制器，下层桶体2的底部套设有底盖22，当下层桶体2中的树脂块使用完毕时，第一液位感应器将信号传输给PLC控制器，通过PLC控制器控制减速电机转动，减速电机通过第二转轴21带动主动锥齿轮54转动，主动锥齿轮54带动传动锥齿轮53转动，传动锥齿轮53通过第一转轴带动第二齿轮52转动，第二齿轮52通过与第一齿轮51的啮合作用带动第一齿轮51转动，第一齿轮51与齿条44啮合，第一齿轮51转动时带动齿条44移动，进而实现齿条44带动挡盖4移动，挡盖4中的卡块43沿卡接槽33移动，当盖板41移动至一侧时，树脂从出料口进入下层桶体2中，当下层桶体2中树脂含量接触到第二液位感应器时，同时第二液位感应器传输信号至PLC控制器，通过PLC控制器控制减速电机反向转动，减速电机通过第二转轴21带动主动锥齿轮54转动，主动锥齿轮54通过传动锥齿轮53带动第二齿轮52反向转动，第二齿轮52通过与第一齿轮51的啮合作用带动第一齿轮51转动，第一齿轮51与齿条44啮合，第一齿轮51转动时带动齿条44移动，进而实现齿条44带动挡盖4移动，挡盖4中的卡块43沿卡接槽33移动直到挡盖4将下料口31遮挡，树脂不向下出料，不仅能够防止树脂和固化剂固化影响树脂加入模具后与增强材料的浸润融合，同时能够自动控制加料，方便便捷；

第五步，在模具顶部包覆一层真空袋，使得整个模具处于密封状态，然后通过真空泵对模具抽真空，再通过树脂注入口向模具中注入树脂，多余的树脂通过树脂收集口进入树脂收集器中；

第六步，待树脂填充完毕后固化，然后将进行脱模修边，得到玻璃钢机舱罩。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，其特征在于，包括如下制备过程：

第一步，在模具表面清洗干净后喷涂第一层脱模剂，待脱模剂表面干燥后，再在第一层脱模剂表面喷涂第二层脱模剂，依次类推在模具的表面喷涂3-4层脱模剂，待脱模剂充分干燥后在脱模层表面喷涂一层胶衣；

第二步，在胶衣层上铺设多层复合玻璃纤维布，每层复合纤维布之间压实；

第三步，在复合玻璃纤维布上铺放一层脱模布，脱模布完全覆盖复合玻璃纤维布，然后在脱模布表面铺放一层导流网，导流网的边缘距离复合玻璃纤维布的边缘3-5cm，脱模布的边侧使用胶带固定在复合玻璃纤维布边缘，同时导流网的边缘通过胶带固定在脱模布的边缘；

第四步，在模腔中铺设螺旋管作为树脂导流管和抽真空管，并在螺旋管一端口处设置树脂注入口和抽气口，另一端设置树脂收集口，树脂注入口一端连接树脂存储桶，抽气口一端连接真空泵，树脂收集口直接连接至树脂收集器上；

第五步，在模具顶部包覆一层真空袋，使得整个模具处于密封状态，然后通过真空泵对模具抽真空，再通过树脂注入口向模具中注入树脂，多余的树脂通过树脂收集口进入树脂收集器中；

第六步，待树脂填充完毕后固化，然后将进行脱模修边，得到玻璃钢机舱罩。

2.根据权利要求1所述的一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，其特征在于，复合玻璃纤维布的制备过程如下：

步骤1：将醇溶性酚醛树脂加入乙醇中搅拌溶解形成酚醛树脂溶液，同时将石蜡加热至熔融状态，将酚醛树脂溶液加热至70℃，然后向其中加入熔融的石蜡，混合均匀后加热使得溶剂挥发，直到混合溶液变为粘稠状，得到包覆剂；

步骤2：将玻璃纤维浸渍在步骤1中制备的粘稠的包覆剂中，使得玻璃纤维表面包覆一层包覆剂，然后将包覆后的玻璃纤维烘干；

步骤3：将烘干后的玻璃纤维加入80℃的热水中，使得玻璃纤维表面的石蜡融化，在玻璃纤维表面和形成多孔道结构；

步骤4：将步骤3中改性后的玻璃纤维浸入碳纳米管分散液中，此时碳纳米管分散液浸入玻璃纤维表面的孔道结构中，通过酚醛树脂进行粘结固定，将浸渍后的玻璃纤维取出后用丙酮冲洗后烘干，得到复合玻璃纤维；

步骤5：将步骤4中制备的复合玻璃纤维进行纺织形成纱线，然后进行编制得到复合玻璃纤维布。

3.根据权利要求2所述的一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，其特征在于，步骤1中每千克醇溶性酚醛树脂中加入石蜡320-330g。

4.根据权利要求1所述的一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，其特征在于，树脂存储桶包括上层桶体（1）和下层桶体（2），上层桶体（1）和下层桶体（2）之间通过隔板（3）分割，树脂和固化剂混合后倒入上层桶体（1）中，上层桶体（1）侧壁设置有冷风进口管（11），冷风进口管（11）连接冷风机；

隔板（3）的表面中心处开有下料口（31），同时隔板（3）的底面一侧中部开有与下料口相连通的条形滑槽（32），条形滑槽（32）的两边侧与槽底相接处开有卡接槽（33），两个卡接槽（33）中滑动卡接有挡盖（4），下层桶体（2）中安装有挡盖传动机构（5）；

挡盖（4）包括盖板（41），同时盖板（41）的一端一体连接固定有与条形滑槽（32）配合的滑块（42），滑块（42）的左右侧壁一体连接固定有与卡接槽（33）配合的卡块（43），挡盖（4）通过两个卡块（43）卡接于卡接槽（33）中实现挡盖（4）的固定；同时盖板（41）的一侧壁一体连接固定有齿条（44）；

隔板（3）的底面一体连接固定有两个转动轴，挡盖传动机构（5）包括安装固定在两个转动轴上的第一齿轮（51）和第二齿轮（52），第一齿轮（51）和第二齿轮（52）啮合，同时第一齿轮（51）与齿条（44）啮合，第二齿轮（52） 的端面通过第一转轴连接固定有传动锥齿轮（53），下层桶体（2）的侧壁安装有第二转轴（21），第二转轴（21）一端安装有与传动锥齿轮（53）啮合的主动锥齿轮（54），第二转轴（21）的另一端连接减速电机，下层桶体（2）的侧壁底部和上部分别安装有第一液位感应器和第二液位感应器，减速电机、第一液位感应器和第二液位感应器均连接PLC控制器。

5.根据权利要求4所述的一种大型发电风机用玻璃钢机舱罩真空导入制备方法，其特征在于，盖板（41）的的半径大于下料口（31）的半径2-3cm。