CN113696512A - 一种用于树脂灌注成型的系统及灌注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于树脂灌注成型的系统及灌注方法，包含：若干单一组分预处理系统、一混合装置及一模具结构层；单一组分预处理系统包含密封桶，密封桶用于储存不同的树脂原料液，至少一个所述的密封桶包含水分阻止装置，水分阻止装置用于阻止空气中的水分与密封桶中存储的树脂原料液接触；每个单一组分预处理系统用于处理一种树脂原料液；混合装置，用于将来自不同的单一组分预处理系统的不同树脂原料液混合；模具结构层，用于在加热条件下注入混合后的树脂原料液，加工得到成型产品。本发明加快了树脂脱泡的速率，且有效地避免了水分对原料液的影响，从而提升注胶质量。
Description
技术领域
本发明涉及真空灌注，具体涉及一种树脂灌注成型系统及灌注方法。
背景技术
在使用树脂对模具进行灌注之前，需要除去树脂当中的气泡，以免影响灌注成型产品的质量。现有的脱泡装置是在常温下的进行的操作，速率较慢。
若用于灌注的树脂为聚氨酯，因为聚氨酯对水敏感，故还需要防止聚氨酯在灌注过程中与水接触。聚氨酯的两种原料液分别为为了方便运输，减少灌注过程中的物料更换转运，一般会将两种原料液分开密封封装，使用时需要将桶盖打开，以使得空气进入聚氨酯原料液内，以避免聚氨酯原料液被排出过程中桶体因压力变化而发生变形。然而，聚氨酯原料液中的异氰酸酯对水比较敏感，与水反应生成大量二氧化碳，对叶片的强度会造成极大消极影响，且聚醚多元醇也具有较高的亲水性，若暴露于空气中极易吸收空气中的水蒸气，因此聚氨酯原料液对整个灌注体系的密封性要求更高。
现有聚氨酯原料液的封装桶多为大体积容量的塑料材质，且在树脂使用过程中需要多次打开封装盖，使得桶内的聚氨酯原料液极易吸收空气中的水分，产生不期望的副反应物，如聚脲、二氧化碳等，从而降低成型质量，产生较大的制造维修及后期维护成本。
发明内容
本发明的目的是减少水和气泡对于树脂灌注成型质量的影响。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于树脂灌注成型的系统，包含：若干单一组分预处理系统、一混合装置及一模具结构层；
所述的单一组分预处理系统包含密封桶，所述的密封桶用于储存不同的树脂原料液，至少一个所述的密封桶包含水分阻止装置，所述水分阻止装置用于阻止空气中的水分与所述密封桶中存储的树脂原料液接触；每个单一组分预处理系统用于处理一种树脂原料液；
混合装置，用于将来自不同的单一组分预处理系统的不同树脂原料液混合；
模具结构层，用于在加热条件下注入混合后的树脂原料液，加工得到成型产品。
较佳地，在所述的混合装置和模具结构层之间还连接有缓冲袋，用于减小树脂原料液的压力。
较佳地，所述的单一组分预处理系统还包含脱泡装置和冷却装置，所述密封桶、脱泡装置和冷却装置通过管路依次连接；所述的脱泡装置包含温控装置，用于在加热条件下对树脂原料液进行真空脱泡；所述的冷却装置用于冷却真空脱泡后的树脂原料液。
所述的密封桶包含两种不同的设计：
(1)可选地，所述的水分阻止装置为设置于所述密封桶的桶口内的除湿装置，所述的除湿装置包含：
容腔本体，其底板为一多孔板，记为第一通孔板；
连接件，用于将容腔本体活动连接在密封桶的桶口内；
干燥材料，其填充设置在所述的容腔本体内。
较佳地，在所述的干燥材料和第一通孔板之间还设有止水层。
较佳地，在所述的干燥材料和止水层之间设有第二通孔板，第二通孔板可拆装，以更换止水层。
(2)可选地，所述的密封桶包括外桶体，材质为硬质塑料；所述的水分阻止装置包含：
内桶体，材质为柔性薄膜，设在外桶体的内部；
连接机构，设在桶口位置，用于连接外桶体和内桶体；
夹层材料设在外桶体和内桶体之间，用于支撑内桶体；
桶盖，用于在从所述密封桶排出所述树脂原料液时封闭所述外桶体和所述内桶体的桶口。
较佳地，所述的密封桶还包含：设在排液口的防吸紧装置，以防止所述的内桶体被吸入所述的排液口。
较佳地，所述的内桶体的表面积不小于外桶体，以防止在排出聚氨酯原料液时，内桶体在负压下发生撕裂。
本发明还公开了一种使用上述系统的灌注方法，依次包含如下步骤：
S1，分别将不同的树脂原料液装入不同的单一组分预处理系统的密封桶；
S2，在真空负压下，分别将各树脂原料液吸入脱泡装置并加热脱泡；
S3，采用冷却装置，对脱泡处理后的各树脂原料液进行冷却降温；
S4，将冷却降温后的各树脂原料液按比例注入混合装置进行均匀混合；
S5，通过管路将混合后的树脂原料液注入模具结构层中，加热固化。
较佳地，所述的树脂为聚氨酯，由以下原料液聚合形成：至少一种异氰酸酯；及至少一种有机多元醇。
较佳地，步骤S2中所述的加热脱泡过程中，将树脂原料液加热到20～50℃；步骤S3中所述的冷却过程中，将树脂原料液冷却到15～25℃。
本发明的技术效果包含：通过设置多组单一组分预处理系统分别同时对单一组分在恒温条件下加热，进行真空脱泡处理，能大幅提高脱泡效率、脱泡质量，通过对密封桶的特殊设计，可有效地避免水分对聚氨酯原料液的影响，从而提升注胶质量。
附图说明
图1为本发明的树脂原料液灌注成型的系统示意图；
图2为具有干燥功能的聚氨酯原料液封装桶示意图；
图3为双层桶体可密封灌注的聚氨酯原料液封装桶示意图。
附图标记：1-密封桶；11-排液口；12-除湿装置；121-连接件；122-干燥材料；123-第二通孔板；124-第一通孔板；125-止水层；13-外桶体；14-内桶体；15-夹层材料；16-连接机构；17-防吸紧装置；2-脱泡装置；21-第一真空装置；22-温控装置；23-脱泡容器；3-冷却装置；4-混合装置；5-缓冲袋；6-模具结构层；61-第二真空装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开了一种用于灌注成型的设备，包含若干个单一组分预处理系统、混合装置4、模具结构层6。所述的单一组分预处理系统包含若干个密封桶1，密封桶1通过排液口11与所述管路连通。所述的密封桶1用于储存不同的树脂原料液，密封桶1包含水分阻止装置，所述水分阻止装置用于阻止空气中的水分与所述的密封桶1中存储的树脂原料液接触；每个单一组分预处理系统用于处理一种树脂原料液；混合装置4用于将来自不同的单一组分预处理系统的不同树脂原料液混合；模具结构层6，用于在加热条件下注入混合后的树脂原料液，加工得到成型产品。
一些实施例中，所述的单一组分预处理系统还包含脱泡装置2和冷却装置3，所述的脱泡装置2包含温控装置22，用于在加热条件下对树脂原料液进行真空脱泡；所述的冷却装置3用于冷却真空脱泡后的树脂原料液。
本发明还公开了使用该设备灌注树脂成型的方法，该方法是一个连续流程，包含：
S1，分别将不同的树脂原料液装入不同的单一组分预处理系统的密封桶1中；
S2，在真空负压下，分别将各树脂原料液吸入脱泡装置2并加热脱泡；
S3，对脱泡处理后的各树脂原料液经过冷却装置3进行冷却降温；
S4，将冷却后的各树脂原料液按比例注入混合装置4进行均匀混合，得到混合后的树脂原料液；
S5，通过管路将混合后的树脂原料液注入模具结构层6中，加热固化，得到成型产品。
以下将通过实施例说明。
实施例
本例提供一种聚氨酯风机叶片灌注成型的方法，包含：
S1，将聚氨酯的两种原料液装入不同的单一组分预处理系统的密封桶1，分别记为第一原料液和第二原料液；本例中，聚氨酯的第一原料液为一种异氰酸酯或多种异氰酸酯的混合物，第二原料液为一种有机多元醇或多种有机多元醇的混合物；因为聚氨酯的第一原料液对水分控制的要求比较高，又因为第二原料液在后续步骤中也需要与第一原料液混合，所以密封桶均需要设置水分阻止装置，所述的设有水分阻止装置的密封桶1包含两种不同的设计方法：
(1)如图2所示，所述的密封桶1包含在桶口上设置的一种除湿装置12，所述的除湿装置12包含连接件121(本例中为卡扣)、干燥材料122、容腔本体，所述的容腔本体的底板为一多孔板，记为第一通孔板124；连接件121用于使除湿装置12与桶口挂接而不坠入桶内，干燥材料122填充设置在所述的容腔本体内，用于干燥进入的桶内空气，所述干燥材料122选取硅胶干燥剂、粘土干燥剂、矿物干燥剂、无水氯化钙、无水硫酸钠、无水硫酸镁、无水硫酸钙、氧化钙等高吸水材料中的一种或多种；第一通孔板124设有通孔，用于流通空气，防止桶内负压导致密封桶1损坏；所述的第一通孔板124也用于支撑干燥材料122，防止干燥材料122掉入桶内；进一步地，在干燥材料122和第一通孔板124之间还设有止水层125，所述的止水层125为选取海绵等软吸水材质，用于进一步除去空气中的水分；在干燥材料122与止水层125之间，还设有第二通孔板123，用于隔开干燥材料122和止水层125。所述的第二通孔板123可取出，以更换止水层125。在密封桶1的下方设有管路，用于排出聚氨酯的原料液，并将其输入脱泡装置2。
(2)如图3所示，所述密封桶1包含外桶体13，内桶体14，连接机构16，桶盖(图中未示)。所述的连接机构16将内桶体14和外桶体13在桶口位置连接。桶盖用于封闭内桶体14和外桶体13的桶口。所述的内桶体14和外桶体13之间填充有夹层材料15，所述的夹层材料15选取海绵等较为柔软的材质，用于托起内桶体14；本例中，所述外桶体13选取硬质塑料，所述内桶体14选取较为柔软的塑料薄膜，优选尼龙袋膜；内桶体14的下方与管路连接，用于排出聚氨酯原料液，并将其输入脱泡装置2；内桶体14的表面积不小于外桶体13，以防止在排出聚氨酯原料液时，内桶体14在负压下发生撕裂，导致外部空气进入；在排液口11设有防吸紧装置17，用于防止内桶体14被吸入管路。使用该密封桶1封装聚氨酯原料液，由于外桶体为硬质塑料而内桶体为柔性薄膜，当排出聚氨酯原料液时，虽然内桶体的柔性薄膜会在排出过程中发生变形，但外桶体并不受影响，因此无需打开桶盖来平衡压力，即桶盖可始终保持关闭状态，由此可以免除在使用时打开桶盖。
上述两种设计方法均可以避免在灌注聚氨酯时混入水蒸气与异氰酸酯反应，从而避免非期望副产物的产生，提高叶片成型质量。
以上仅为聚氨酯制备的示例，该密封桶的设计也可以适用于其他对水分要求高的组分的注胶过程。
S2，真空负压下加热脱泡；如图1所示，所述的脱泡装置2包含脱泡容器23、第一真空装置21、温控装置22。所述的脱泡容器23的两端分别与密封桶1和冷却装置3相连通，所述的第一真空装置21用于吸收脱泡容器23内的气体，除去聚氨酯原料液中的气泡，所述的温控装置22用于对脱泡容器23内的聚氨酯原料液在特定温度范围内加热，加热温度为20～50℃，优选35～45℃，可以加快气泡抽离的速度，但是如果温度过高，可能会对聚氨酯原料液的性能造成影响；所述的温控装置22可选取能够完全容纳脱泡容器23的恒温水浴装置，目的是不仅要使加热温度保持在特定范围内，还要保证脱泡容器23内的聚氨酯原料液受热均匀，提高脱泡质量；
S3，对脱泡处理后的聚氨酯原料液通过冷却装置3降温，以防止聚氨酯的两种原料液在混合时发生反应固化，当脱泡加热温度低于25℃可以不降温；较佳地，聚氨酯原料液在冷却后的温度为15～25℃，进一步地，为18～21℃；若温度过低，则聚氨酯原料液黏度会增大，不利于灌注；
S4，将冷却后的原料液按照第一原料液：第二原料液＝(100：82～86)的比例注入混合装置4进行均匀混合，获得聚氨酯混合原料液；
S5，通过管路将聚氨酯混合原料液注入模具结构层6中，加热固化后得到风机叶片结构件；
其中，模具结构层6的布置包含如下步骤：
S5.1，准备一叶片模具，进行预加热，所述的叶片模具可选壳体模具、腹板模具、主梁模具等；
所述的预加热温度为30～45℃；
S5.2，在上述模具中铺设增强纤维；所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玻碳混合纤维制备的编织布，包括单轴向布、多轴向布等；
S5.3，在所述增强纤维的上方布置注胶流道及真空体系；
S5.4，将真空体系接入第二真空装置61，使得真空体系内的真空度值为0～20mbar，优选10mbar；
S5.5，对真空体系内结构层进行除湿1～3h。
进一步地，如图1所示，在混合装置4和模具结构层6之间设置缓冲袋5，用于减小聚氨酯原料液的压力，防止聚氨酯原料液从脱泡设备中注入结构层的过程中，进入管路时，压力过大，造成管路爆开。
综上所述，本发明所提供的灌注成型的装置和方法中，通过设置多组单一组分预处理系统分别同时对单一组分在恒温条件下提供均匀分布的热源，能大幅提高脱泡效率、脱泡质量，同时通过对于密封桶的特殊设计，可以使系统与水蒸气隔绝，避免水对聚氨酯的影响，保障注胶后得到的产品质量。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种用于树脂灌注成型的系统，其特征在于，包含：若干单一组分预处理系统、一混合装置及一模具结构层；
所述的单一组分预处理系统包含密封桶，所述的密封桶用于储存不同的树脂原料液，所述的密封桶包含水分阻止装置，所述水分阻止装置用于阻止空气中的水分与所述密封桶中存储的树脂原料液接触；每个单一组分预处理系统用于处理一种树脂原料液；
混合装置，用于将来自不同的单一组分预处理系统的不同树脂原料液混合；
模具结构层，用于在加热条件下注入混合后的树脂原料液，加工得到成型产品。
2.如权利要求1所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于：在所述的混合装置和模具结构层之间还连接有缓冲袋，用于减小树脂原料液的压力。
3.如权利要求1所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于：所述的单一组分预处理系统还包含脱泡装置和冷却装置，所述密封桶、脱泡装置和冷却装置通过管路依次连接；所述的脱泡装置包含温控装置，用于在加热条件下对树脂原料液进行真空脱泡；所述的冷却装置用于冷却真空脱泡后的树脂原料液。
4.如权利要求1所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于，所述的水分阻止装置为设置于所述密封桶的桶口内的除湿装置，所述的除湿装置包含：
容腔本体，其底板为一多孔板，记为第一通孔板；
连接件，用于将容腔本体活动连接在密封桶的桶口内；
干燥材料，其填充设置在所述的容腔本体内。
5.如权利要求4所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于：在所述的干燥材料和第一通孔板之间还设有止水层。
6.如权利要求5所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于：在所述的干燥材料和止水层之间设有第二通孔板，第二通孔板可拆装，以更换止水层。
7.如权利要求1所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于，所述的密封桶包括外桶体，材质为硬质塑料；所述的水分阻止装置包含：
内桶体，材质为柔性薄膜，设在外桶体的内部；
连接机构，设在桶口位置，用于连接外桶体和内桶体；
夹层材料设在外桶体和内桶体之间，用于支撑内桶体；
桶盖，用于在从所述密封桶排出所述树脂原料液时封闭所述外桶体和所述内桶体的桶口。
8.如权利要求7所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于，所述的密封桶包含：设在排液口的防吸紧装置，以防止所述的内桶体被吸入所述的排液口。
9.如权利要求7所述的用于树脂灌注成型的系统，其特征在于：所述的内桶体的表面积不小于外桶体，以防止在排出聚氨酯原料液时，内桶体在负压下发生撕裂。
10.一种使用如权利要求3-9中任意一项所述的系统的灌注方法，其特征在于，依次包含如下步骤：
S1，分别将不同的树脂原料液装入不同的单一组分预处理系统的密封桶；
S2，在真空负压下，分别将各树脂原料液吸入脱泡装置并加热脱泡；
S3，采用冷却装置，对脱泡处理后的各树脂原料液进行冷却降温；
S4，将冷却降温后的各树脂原料液按比例注入混合装置进行均匀混合；
S5，通过管路将混合后的树脂原料液注入模具结构层中，加热固化。
11.如权利要求10所述的灌注方法，其特征在于，所述的树脂为聚氨酯，由以下原料液聚合形成：
至少一种异氰酸酯；及
至少一种有机多元醇。
12.如权利要求11所述的灌注方法，其特征在于：步骤S2中所述的加热脱泡过程中，将树脂原料液加热到20～50℃；步骤S3中所述的冷却过程中，将树脂原料液冷却到15～25℃。
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| CN114683580A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-07-01 | 三一(韶山)风电设备有限公司 | 叶片集中灌注成型装置及方法、风电叶片、风力发电机组 |
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