CN114986933A - 一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法 - Google Patents

一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，属于冷链运输保温技术领域；包括以下步骤：首先进行模具的准备，清理模具表面，打脱模剂、涂树脂；再进行湿法预浸料的制作，采用长纤维编织布并利用浸胶机制作蒙皮的预浸料，按照产品设计进行依次进行下蒙皮、泡沫、上蒙皮和工艺蒙皮铺放，直到完成零件的铺层；再依次进行脱模布、有孔膜、透气毡的辅料铺放；进一步进行抽真空、加热固化、脱模、修剪和检验完成零件的整个制造过程。本发明通过使用预浸料来避免因胶液不均匀造成的制件翘曲变形现象，提高大尺寸制件的厚度均匀性和平整性，同时结合真空负压工艺，降低孔隙率，提高纤维含量，在实现轻量化的同时增加结构强度。

Description

一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法
技术领域
本发明涉及一种三明治保温板的制备方法，具体涉及一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，属于冷链运输保温技术领域。
背景技术
冷藏车保温板主要有三种成型工艺，热压工艺、负压工艺和发泡工艺，其中由于发泡工艺还有存在有气包以及粘接力不足的问题，无法完美解决，所以世界范围内主要还是采用“三明治”结构成型工艺。
传统的“三明治”结构的热压工艺热压制板是一种对铺装涂树脂胶后的板，通过热压机加热加压制成具有一定的机械强度和耐水性能板材的工艺过程。其中涂树脂胶工艺需采用手工涂胶，手工涂胶会造成板材涂胶厚度不均匀、产品一致性差、滞留空气多，容易带入水分，板材容易局部鼓泡和使用材料多的问题，使得制板成本高，板材重量大，增加了冷藏车油耗；另外因热压使用的树脂胶中ＶＯＣｓ含量高，因此需要投入专业环保设施进行治理，环保投入费用和运行费用高。
传统的负压工艺是目前国内冷藏车厂家普遍采用的制板工艺。负压制板是对铺装涂结构胶的板坯通过负压机抽去型腔内的空气，使用大气压力将板材压制成型的工艺过程。而负压制板工艺中的上层玻璃钢蒙皮是采用橡胶布压紧，导致单侧板表面平整度不容易保证，蒙皮与保温材料之间的粘接强度低于热压工艺，由于结构密度、胶粘度较大，造成胶量重，在抽真空的过程中，气泡很难排净，孔隙率增大，强度降低。车厢板在使用的过程中，由于环境的热胀冷缩现象，造成车厢板鼓包，长时间不做处理，鼓包面积会逐步增大，进而对整个厢板结构造成破坏。
因此，亟需一种保温板的一体化成型工艺，在避免因手工涂胶液不均匀造成贫富胶现象的同时，提高板材的结构强度。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中存在的问题，提供一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，通过使用预浸料来避免因胶液不均匀造成的制件翘曲变形现象，提高大尺寸制件的厚度均匀性和平整性，同时结合真空负压工艺，降低孔隙率，提高纤维含量，在实现轻量化的同时增加结构强度。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：清理模具表面，打脱模剂，并在模具表面涂一层树脂，树脂用量为100g/㎡；
S2、湿法预浸料制作：根据产品设计尺寸，采用长纤维编织布并利用浸胶机制作蒙皮的预浸料，根据纤维布铺层角度0°/90°进行裁剪，并用记号笔在纤维布膜上进行标记，标记内容为牌号、方向、应用层数；
S3、下蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料采用人工在模具表面根据纤维布铺层角度进行下蒙皮的铺贴，并在泡沫对接的区域进行纤维加强；
S4、泡沫铺放：按照产品设计尺寸，在裁切好的聚氨酯泡沫的下表面上均匀刷上一层粘接剂，将聚氨酯泡沫的下表面放在下蒙皮上，并将泡沫的接缝位置放在上述纤维加强区域上；再将泡沫的上表面和四周轮廓均匀刷上粘接剂，将泡沫四周的纤维加强区域向上翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边；
S5、上蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料根据纤维布铺层角度进行上蒙皮的铺贴，并在泡沫对接的区域进行纤维加强；再将泡沫四周的纤维加强区域向下翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边；
S6、工艺蒙皮铺放：按照产品设计尺寸，将工艺蒙皮打脱模剂，铺放工艺蒙皮，工艺蒙皮的尺寸小于或等于实际产品尺寸减去2cm；工艺蒙皮主要用于保证制品上表面的表面质量；
S7、辅料铺放：在上述步骤S6中工艺蒙皮铺层完成后，依次进行脱模布、有孔膜、透气毡的铺放，再对透气毡使用纸胶带或3M super 77喷胶进行固定；
S8、抽真空：制作真空袋，在抽真空过程中需要对零件表面存在R角、拐角以及下陷或凸起的区域进行压实，尤其是凸起区域于工装面的过度区域形成的R角和拐角的压实处理，并采用真空管进行抽真空达到规定压力；
S9、加热固化并脱模：根据步骤S1中选用的不同树脂体系的工艺要求，进行加热固化，将固化完成的保温板做脱模处理，并预留下一步工序所需胶接位置的脱模布：
S10、修剪并检验：将上述步骤S9中固化完成的保温板，按照产品设计尺寸进行轮廓修剪，检验修剪完成的保温板是否有脱层、气泡、褶皱的缺陷，并做补救处理。
所述步骤S1和步骤S6中，所述脱模剂优选采用脱模蜡。
所述步骤S2中，按照产品设计进行一层或多层纤维布铺层，对于多层纤维布铺层进行分批下料，再对已经下完的料根据设计的铺层信息进行标记；对于复杂件的下料，制作相应的下料样板或者使用自动下料机进行下料。
所述步骤S3和步骤S5中，在铺贴蒙皮的过程中，需要进行气泡的排除及纤维布铺贴角度的校验。
所述步骤S4中，所述粘接剂由树脂和3%气相二氧化硅粉末混合得到，或由树脂和粉末填充剂Cotton flakes、Eurocell300、AEROSIL 300、Q-Cel300中的一种或几种混合得到。
所述步骤S7中，所述脱模布要与纤维层的最后一层铺贴贴实，排出拐角处的气泡，拐角处要打剪口避免架桥；有孔膜要沿着产品外形贴实，范围要大于透气毡15mm；透气毡范围要覆盖纤维层区域，需大出纤维层区域的20~50mm。
所述步骤S8中，制作真空袋时对于存在尖锐棱角的工装用透气毡进行保护；在抽正空的过程中可将真空管对折捏紧来减缓抽真空达到预定压力值的时间，在这段时间内对R角及拐角进行压实处理，之后逐渐松开真空管，达到规定压力完成操作。
本发明的有益效果是：
1）本发明制备方法中去掉了传统工艺中的手动混胶，手动刷胶环节，也就是去掉了传统工艺环节中的不可控制，很难量化的部分；采用预浸料来解决因胶液不均匀造成的贫富胶现象，预浸料的浸胶均匀，提高了大尺寸制件的厚度均匀性和平整性，避免了因胶液不均匀造成的制件翘曲变形现象；同时减少工人工作量，提高生产效率，降低生产成本，有利于产品质量的保证。
2）本发明制备方法中通过采用长纤维编织布，并用自动化设备制作成预浸料，替代传统工艺中的玻璃钢蒙皮（短切毡）存在的纤维含量低，并且树脂中添加有滑石粉等填料有效的解决了玻璃钢重量较重，强度较低问题。
3）本发明制备方法中同时将蒙皮成型及泡沫粘接两套工序精简为共固化一套工序，节省了固化时间，提高了效率，降低了产品的制造成本；同时结合真空负压工艺，降低孔隙率，提高纤维含量，在实现轻量化的同时增加结构强度。
4）本发明制备方法中在泡沫板的周围采用长纤维预浸料进行包边加强，同时替代了传统工艺上的木头框架或者镀锌管框架等，即保证了厢板的强度，同时又降低了厢板的重量。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图；
图2为本发明制备轻量化保温板的工艺结构示意图；
图3为本发明制备方法的工艺成型图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例：如图1-3所示，本发明所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：清理模具表面，打脱模剂，脱模剂为脱模蜡，并在模具表面涂一层树脂，树脂用量为100g/㎡。
S2、湿法预浸料制作：根据产品设计尺寸，采用长纤维编织布并利用浸胶机制作蒙皮的预浸料，根据纤维布铺层角度0°/90°进行裁剪，并用记号笔在纤维布膜上进行标记，标记内容为牌号、方向、应用层数。
按照产品设计进行一层或多层纤维布铺层，对于多层纤维布铺层进行分批下料，再对已经下完的料根据设计的铺层信息进行标记；对于复杂件的下料，制作相应的下料样板或者使用自动下料机进行下料。
S3、下蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料采用人工在模具表面根据纤维布铺层角度进行下蒙皮的铺贴，在铺贴蒙皮的过程中，进行气泡的排除及纤维布铺贴角度的校验，并在泡沫对接的区域进行纤维加强。
S4、泡沫铺放：按照产品设计尺寸，在裁切好的聚氨酯泡沫的下表面上均匀刷上一层粘接剂，该粘接剂由树脂和3%气相二氧化硅粉末混合得到，或由树脂和粉末填充剂Cotton flakes、Eurocell300、AEROSIL 300、Q-Cel300中的一种或几种混合得到，用以改善其制品的力学和物理性能；树脂中添加有滑石粉等填料有效的解决了玻璃钢重量较重，强度较低问题。
将聚氨酯泡沫的下表面放在下蒙皮上，并将泡沫的接缝位置放在上述纤维加强区域上；再将泡沫的上表面和四周轮廓均匀刷上粘接剂，将泡沫四周的纤维加强区域向上翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边。
S5、上蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料根据纤维布铺层角度进行上蒙皮的铺贴，在铺贴蒙皮的过程中，进行气泡的排除及纤维布铺贴角度的校验，并在泡沫对接的区域进行纤维加强；再将泡沫四周的纤维加强区域向下翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边。
S6、工艺蒙皮铺放：按照产品设计尺寸，将工艺蒙皮打脱模剂，铺放工艺蒙皮，工艺蒙皮的尺寸小于或等于实际产品尺寸减去2cm，工艺蒙皮尺寸小于泡沫板的尺寸，防止工艺蒙皮将真空袋扎破，造成抽真空失败。工艺蒙皮的主要功能是保证制件非贴模面的表面质量。
S7、辅料铺放：在上述步骤S6中工艺蒙皮铺层完成后，依次进行脱模布、有孔膜、透气毡的铺放，其中脱模布要与纤维层的最后一层铺贴贴实，排出拐角处的气泡，拐角处要打剪口避免架桥，剪口数量不限，在不影响零件质量的情况下，可视实际情况确定。
有孔膜要沿着产品外形贴实，范围要大于透气毡15mm，可见图3的工艺成型图，由上至下第3条虚线为有孔模；透气毡范围要覆盖纤维层区域，需大出纤维层区域的20~50mm；最后对透气毡使用纸胶带或者其他喷胶，如3M super 77喷胶进行固定，防止抽真空时位置偏移，对零件表面质量产生影响。
S8、抽真空：制作真空袋，制作真空袋时对于存在尖锐棱角的工装用透气毡进行保护；在抽真空过程中需要对零件表面存在R角、拐角以及下陷或凸起的区域进行压实，尤其是凸起区域于工装面的过度区域形成的R角和拐角的压实处理，并采用真空管进行抽真空达到规定压力。
在抽真空的过程中可将真空管对折捏紧来减缓抽真空达到预定压力值的时间，在这段时间内对R角及拐角进行压实处理，之后逐渐松开真空管，达到规定压力完成操作。
S9、加热固化并脱模：根据步骤S1中选用的不同树脂体系的工艺要求，进行加热固化，将固化完成的保温板做脱模处理，并预留下一步工序所需胶接位置的脱模布，以保护下一步工序胶接面的清洁度，增加胶接的粘接力；
预留的脱模布以待保温板合箱的时候揭掉，以保护厢板合箱时需要胶接的区域免于污染，并保有应有的粗糙度，增大粘接力。
S10、修剪并检验：将上述步骤S9中固化完成的保温板，按照产品设计尺寸进行轮廓修剪，检验修剪完成的保温板是否有脱层、气泡、褶皱的缺陷，并做补救处理。
上述步骤S2中利用浸胶机制作预浸料的工艺，可采用申请号为CN201921532569.7的一种湿预浸料全自动浸胶机实现，结合现有工艺存在的问题，利用自动化设备，进行可按设计比例自动配制胶液，实现连续均匀喷涂、浸渍、自动裁剪的目的。
当冷藏车箱体类型的长为4.2米时，普通冷藏箱体（含副梁和附件）的自重为1120kg，肉钩冷藏车（含副梁和附件）的自重为1450kg，将上述制备轻量化保温板的步骤应用于冷藏车箱体的制备上，得到轻量化后的箱体（不含副梁和附件）的自重为500kg，轻量化后的箱体（含副梁和附件）的自重为750kg，与现有普通箱体相比，降低孔隙率、提高了结构强度，其纤维含量高，达到50%-65%的纤维含量，能够冷藏车的箱体减重30%-50%。
本发明通过使用预浸料来避免因胶液不均匀造成的制件翘曲变形现象，提高大尺寸制件的厚度均匀性和平整性，同时结合真空负压工艺，降低孔隙率，提高纤维含量，在实现轻量化的同时增加结构强度。可广泛应用于冷藏车、冷库板、冷链物流及房车领域的三明治结构保温板。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、模具准备：清理模具表面，打脱模剂，并在模具表面涂一层树脂，树脂用量为100g/㎡；
S2、湿法预浸料制作：根据产品设计尺寸，采用长纤维编织布并利用浸胶机制作蒙皮的预浸料，根据纤维布铺层角度0°/90°进行裁剪，并用记号笔在纤维布膜上进行标记，标记内容为牌号、方向、应用层数；
S3、下蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料采用人工在模具表面根据纤维布铺层角度进行下蒙皮的铺贴，并在泡沫对接的区域进行纤维加强；
S4、泡沫铺放：按照产品设计尺寸，在裁切好的聚氨酯泡沫的下表面上均匀刷上一层粘接剂，将聚氨酯泡沫的下表面放在下蒙皮上，并将泡沫的接缝位置放在上述纤维加强区域上；再将泡沫的上表面和四周轮廓均匀刷上粘接剂，将泡沫四周的纤维加强区域向上翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边；
S5、上蒙皮铺贴：将上述步骤S2中裁切好的预浸料根据纤维布铺层角度进行上蒙皮的铺贴，并在泡沫对接的区域进行纤维加强；再将泡沫四周的纤维加强区域向下翻边，均匀的贴敷在泡沫上进行包边；
S6、工艺蒙皮铺放：按照产品设计尺寸，将工艺蒙皮打脱模剂，铺放工艺蒙皮，工艺蒙皮的尺寸小于或等于实际产品尺寸减去2cm；
S7、辅料铺放：在上述步骤S6中工艺蒙皮铺层完成后，依次进行脱模布、有孔膜、透气毡的铺放，再对透气毡使用纸胶带或3M super 77喷胶进行固定；
S8、抽真空：制作真空袋，在抽真空过程中需要对零件表面存在R角、拐角以及下陷或凸起的区域进行压实，尤其是凸起区域于工装面的过度区域形成的R角和拐角的压实处理，并采用真空管进行抽真空达到规定压力；
S9、加热固化并脱模：根据步骤S1中选用的不同树脂体系的工艺要求，进行加热固化，将固化完成的保温板做脱模处理，并预留下一步工序所需胶接位置的脱模布：
S10、修剪并检验：将上述步骤S9中固化完成的保温板，按照产品设计尺寸进行轮廓修剪，检验修剪完成的保温板是否有脱层、气泡、褶皱的缺陷，并做补救处理。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S1和步骤S6中，所述脱模剂优选采用脱模蜡。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，按照产品设计进行一层或多层纤维布铺层，对于多层纤维布铺层进行分批下料，再对已经下完的料根据设计的铺层信息进行标记；对于复杂件的下料，制作相应的下料样板或使用自动下料机进行下料。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S3和步骤S5中，在铺贴蒙皮的过程中，需要进行气泡的排除及纤维布铺贴角度的校验。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述粘接剂由树脂和3%气相二氧化硅粉末混合得到，或由树脂和粉末填充剂Cotton flakes、Eurocell300、AEROSIL 300、Q-Cel300中的一种或几种混合得到。
6.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S7中，所述脱模布要与纤维层的最后一层铺贴贴实，排出拐角处的气泡，拐角处要打剪口避免架桥；有孔膜要沿着产品外形贴实，范围要大于透气毡15mm；透气毡范围要覆盖纤维层区域，需大出纤维层区域的20~50mm。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化三明治保温板的一体化制备方法，其特征在于：所述步骤S8中，制作真空袋时对于存在尖锐棱角的工装用透气毡进行保护；在抽真空的过程中可将真空管对折捏紧来减缓抽真空达到预定压力值的时间，在这段时间内对R角及拐角进行压实处理，之后逐渐松开真空管，达到规定压力完成操作。
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