CN110274805A - 一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法 - Google Patents

一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，所述方法采用在线短切工艺与真空灌注工艺相结合，即利用短切设备将合股纱短切到玻璃板上，然后对铺满短切纱的玻璃板进行真空灌注制得所述试样；利用本方法制备试样避免了人工操作带来的不稳定性，利用所述方法制备的试样厚度及合股纱的含量均匀、稳定，适用范围广，可以对本发明制备的试样进行拉伸、弯曲、冲击强度等性能的检测，也可以进行老化水煮试验，检测结果稳定可靠。

Description

一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法
【技术领域】
本发明涉及合股纱性能检测技术领域，具体涉及一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法。
【背景技术】
合股纱是由两根或两根以上的单纱捻合而成的线，其强力及耐磨性好于单纱。随着国内生产厂家的制造技术、模压成型技术的不断提高，对相应原料用纱使用要求也大大提高，这就要求玻纤制造商不断提高合股纱的使用性能，好的复合材料试验方法能够准确及时表现出玻纤产品的性能优劣，也能够较快的满足市场客户的需求。而复合材料试样的好坏在一定程度上影响着复合材料的性能测试结果，现有的部分合股纱复合材料的试样多采用手糊或喷射工艺，但是这两种工艺的生产效率低，制作的样板厚度和短切纱含量比较难控制。
【发明内容】
本发明的目的在于，提供一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，利用所述方法制备的试样厚度均匀，短切纱含量稳定。
本发明采用如下技术方案：一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)准备一块玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)将一定数量的硬质合股纱在短切设备上按照设定的短切速度和运行速度短切成一定长度的短切纱铺层到上述玻璃板上；
(3)按比例取一定量的不饱和树脂、促进剂和固化剂，先将促进剂加入不饱和树脂中搅拌均匀，然后将固化剂加入不饱和树脂中搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，然后固化、脱模；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行切割裁样。
优选地，步骤(1)中所述玻璃板的面积为60*80cm。
优选地，步骤(2)中为了使短切纱能均匀铺满玻璃板，又不造成浪费，所述合股纱纱卷的数量设置为11～32卷。
优选地，步骤(2)中为了使短切纱能均匀铺满玻璃板，设定短切设备的短切速度为10～300r/min，运行速度为3～18m/min。
优选地，步骤(2)中所述短切纱的长度为0.5英寸～2英寸。
优选地，步骤(3)中所述的不饱和树脂、促进剂和固化剂的重量比为100:(0.2-1):(0.5-2)，所制备的不饱和聚酯树脂固化体系的浸润性好，不浮纤。
优选地，步骤(4)中所述边缘部分采用薄膜密封，所述薄膜的厚度为3～15mm，此厚度的薄膜不易被扎破而且密封性好。
优选地，步骤(4)中所述固化是将真空灌注制得的试样置于室温下固化24h，然后再置于65℃加热固化12h。
优选地，步骤(5)中所述的切割裁样是采用水锯切割。
本发明的有益效果：本发明采用短切设备在线短切取样与真空灌注工艺相结合制备检测合股纱复合材料性能用试样，所述方法操作简单，容易上手，避免了人工操作带来的不稳定性，利用本方法制备的试样厚度及合股纱含量均匀、稳定，表面光滑平整，适用范围广，可以对本发明制备的试样进行拉伸、弯曲、冲击强度等性能的检测，也可以进行老化水煮试验，检测结果可靠。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，本发明用以下具体实施例进行说明，但绝非仅限于此。以下所述为本发明较好的实施例，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的限制，应当指出的是在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
(1)准备一块60cm*80cm玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)准备11卷喷射纱T132BS置于短切设备上，设置短切设备的短切速度为300r/min，运行速度为18m/min，启动短切设备，短切长度为1英寸，玻璃板随运行网带前行，短切纱均匀铺在玻璃板上；
(3)按比例100:0.2:0.5分别取间苯不饱和树脂、促进剂环烷酸钴和固化剂过氧化环己酮，先将环烷酸钴加入不饱和树脂中，搅拌均匀后，再将过氧化环己酮加入其中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用厚度为3mm的薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样，从而制备出表面平整、厚度均匀的试样；
(6)将上述步骤重复三次，制得三条试样。
实施例2
(1)准备一块60cm*80cm玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)准备20卷喷射纱T132D于短切设备上，设置短切设备的短切速度为100r/min，运行速度为6m/min，启动短切设备，短切长度为0.5英寸，玻璃板随运行网带前行，短切后的短切纱均匀铺在玻璃板上；
(3)按比例100:0.8:1.8分别取间苯不饱和树脂、促进剂N,N-二甲基苯胺和固化剂过氧化二苯甲酰，先将促进剂加入间苯不饱和树脂中搅拌均匀，然后将固化剂加入间苯不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用厚度为10mm的薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样，从而制备出表面平整、厚度均匀的试样。
(6)将上述步骤重复三次，制得三条试样。
实施例3
(1)准备一块60cm*80cm玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)准备32卷喷射纱T132BS置于短切设备上，设置短切设备的短切速度为50r/min，运行速度为3m/min，启动短切设备，短切长度为2英寸，玻璃板随运行网带前行，短切后的短切纱均匀铺在玻璃板上；
(3)按比例100:1:2分别取间苯不饱和树脂、促进剂N,N-二甲基苯胺、固化剂过氧化环己酮，先将N,N-二甲基苯胺加入间苯不饱和树脂中搅拌均匀，然后将过氧化环己酮加入间苯不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用厚度为15mm的薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样，从而制备出表面平整、厚度均匀的试样；
(6)将上述步骤重复三次，制得三条试样。
对比例1
(1)准备一块60cm*80cm玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)准备32卷喷射纱T132BS置于短切设备上，设置短切设备的短切速度为350r/min，运行速度为25m/min，启动短切设备，短切长度为2英寸，玻璃板随运行网带前行，短切后的短切纱铺在玻璃板上；
(3)按比例100:0.2:0.5分别取不饱和树脂、促进剂、固化剂，将促进剂、固化剂依次加入不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样，从而制备出试样；
(6)将上述步骤重复三次，制得三条试样。
对比例2
(1)按比例100:02:0.5分别取不饱和聚酯树脂、促进剂和固化剂，将促进剂、固化剂按一定比例掺入不饱和树脂中，制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(2)准备一块玻璃板，在玻璃板上涂刷一层步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂固化体系，再在其上人工撒铺多层长度为2英寸的短切纱T132BS；
(3)用刷子压挤短切纱，使其均匀浸胶并排出气泡，然后室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h，脱模；
(4)根据需要对步骤(3)制得的试样进行水锯切割裁样；
(5)将上述步骤重复三次，制备三条试样。
对比例3
(1)按比例100:0.2:0.5分别取不饱和树脂、促进剂和固化剂，将促进剂、固化剂依次加入不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(2)准备一块玻璃板，在玻璃板上涂刷一层步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂固化体系，并将玻璃板置于短切设备的运行网带上；
(3)准备32卷喷射纱T132BS置于短切设备上，设置短切设备的短切速度为100r/min，运行速度为12m/min，启动短切设备，玻璃板随运行网带前行，短切后的短切纱均匀铺在玻璃板上；
(4)用刷子压挤短切纱，使其均匀浸胶并排出气泡，然后室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h，脱模；
(5)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样；
(6)将上述步骤重复三次，制备三条试样。
对比例4
(1)按比例100:0.2:0.5分别取不饱和树脂、促进剂和固化剂，将固化剂、促进剂依次加入不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(2)准备一块玻璃板，在玻璃板上人工撒铺或喷射枪铺设一层长度为1英寸的短切纱，涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至步骤(1)制备的不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，室温固化24h，然后置于65℃条件下加热固化12h；
(3)根据需要对步骤(4)制得的试样进行水锯切割裁样；
(5)将上述步骤重复三次，制备三条试样。
对实施例1～3和对比例1～4制备的试样进行感官评价，结果如下：
实施例1～3制备的试样表面光滑平整，厚度及短切纱含量均匀；对比例1～4制备的试样表面粗糙不平，厚度差别大，短切纱分布不均匀，且内部有气泡。
对实施例1～3及对比例1～4制备的试样的厚度、短切纱含量以及力学性能进行检测，并利用以下公式计算所述各项性能的变异系数，结果如表1和表2所示：
平均值
标准差
变异系数C·V＝(标准偏差SD/平均值Mean)×100％(3)
表1实施例1～3制备的试样的厚度、短切纱含量和力学性能
表2对比例1～4制备的试样的厚度、短切纱含量和力学性能
由表1～2中数据可知，本发明实施例三次制备的试样的厚度和短切纱含量比较稳定，对实施1～3制备的试样力学性能测试结果相对比较稳定，变异系数在0.19％～5.20％之间；对比例1～4制备的试样力学性能测试结果相差较大，变异系数在2.14％～24.77％之间。
综上所述，本发明制备的试样厚度及短切纱含量均匀、稳定，使用本发明制备的试样进行检测的检测结果也就相对的稳定可靠。

Claims (10)

1.一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)准备一块玻璃板，将玻璃板放置在短切设备的运行网带上，使得玻璃板能随运行网带移动；
(2)将一定数量的硬质合股纱在短切设备上按照设定的短切速度和运行速度短切成一定长度的短切纱铺层到上述玻璃板上；
(3)按比例取一定量的不饱和树脂、促进剂和固化剂，先将促进剂加入不饱和树脂中搅拌均匀，然后将固化剂加入不饱和树脂中，搅拌均匀制得不饱和聚酯树脂固化体系；
(4)在步骤(2)制得的铺满短切纱的玻璃板上涂抹脱模剂，然后依次铺设脱模布、尼龙管、导流网、边缘部分采用薄膜密封，启动真空泵对载有短切纱的玻璃板进行抽真空，利用负压将步骤(3)制备的不饱和聚酯树脂固化体系通过尼龙管进行灌注，直至不饱和聚酯树脂固化体系完全浸透短切纱停止灌注，然后固化、脱模；
(5)对步骤(4)制得的试样进行切割裁样。
2.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述玻璃板的面积为60*80cm。
3.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述合股纱纱卷的数量为11～32卷。
4.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述短切设备的短切速度为10～300r/min，运行速度为3～18m/min。
5.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述短切纱的长度为0.5英寸～2英寸。
6.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(3)中不饱和树脂、促进剂和固化剂的重量比为100:(0.2-1):(0.5-2)。
7.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述边缘部分采用薄膜密封，所述薄膜的厚度为3～15mm。
8.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述固化是将制得的试样置于室温下固化24h，然后再置于65℃加热固化12h。
9.根据权利要求1所述的一种检测合股纱复合材料性能用试样的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的切割裁样采用水锯切割。
10.一种由权利要求1～9任一项所述的方法制备的检测合股纱复合材料性能用试样。
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