CN116653196A - 树脂覆层成型工艺的废料利用方法以及复合结构板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种树脂覆层成型工艺的废料利用方法以及复合结构板。所述树脂覆层使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成，所述废料利用方法包括：收集固体废料和液体废料，所述固体废料包括铺层以及使所述铺层固化成型的固化树脂，所述铺层包括依次铺设的脱模布、导流网和真空袋膜，所述液体废料包括未固化树脂；将所述液体废料施加到所述固体废料并固化成型，以形成复合结构板。根据本发明的废料利用方法，可避免物资浪费并防止废物处置污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及转子技术领域，尤其涉及一种转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法以及复合结构板。
背景技术
为了提高电机的使用寿命，其转子磁极需要进行严格的防腐防护。目前已有将真空辅助树脂灌注成型工艺应用于转子磁极，以在转子磁极的表面成型一定厚度的树脂覆层。
在通过真空辅助树脂灌注成型工艺在转子磁极的表面上成型树脂覆层的过程中，会出现大量的废料和废液，造成较大的损失和物资浪费。
例如，对于风力发电机的一台转子，转子磁极的覆层材料和树脂最多可消耗180公斤，成本约1.8万元，其中废料和废液80公斤，废弃物价值约0.8万元。此外，还需要对废料和废液进行危废品的处置处理，处理费为0.2万/吨，并且还需要为其单独设置户外储存间和管理费用。
另外，废料和废液的处置污染环境严重，目前的主要方式是掩埋和焚烧，降解非常困难，焚烧产生大量有毒有害气体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法，以避免物资浪费并防止废物处置污染环境。
根据本发明的一方面，提供一种转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法，所述树脂覆层使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成，所述废料利用方法包括：收集固体废料和液体废料，所述固体废料包括铺层以及使所述铺层固化成型的固化树脂，所述铺层包括依次铺设的脱模布、导流网和真空袋膜，所述液体废料包括未固化树脂；将所述液体废料施加到所述固体废料并固化成型，以形成复合结构板。
可选地，将所述液体废料施加到所述固体废料并固化成型的步骤包括：从所述固体废料剥离所述脱模布形成预定尺寸的片状料；将所述液体废料涂刷到所述片状料。
可选地，将所述液体废料施加到所述固体废料并固化成型的步骤还包括：堆叠其上涂刷有所述液体废料的片状料，形成预定厚度的层叠体；对所述层叠体进行热压成型。
可选地，所述废料利用方法还包括：将从所述固体废料剥离的所述脱模布铺到所述层叠体的两面；在对所述层叠体进行热压成型之后，撕除所述脱模布。
可选地，在从所述固体废料剥离所述脱模布之后通过剪切形成所述预定尺寸的片状料。
可选地，所述液体废料的重量占所述固体废料和所述液体废料的总重量的27％-37％。
可选地，所述脱模布的重量占所述固体废料和所述液体废料的总重量的2％-4％，所述导流网和所述真空袋膜的总重量占所述固体废料和所述液体废料的总重量的30％-40％，所述固化树脂的重量占所述固体废料和所述液体废料的总重量的25％-35％。
可选地，所述固化树脂和所述未固化树脂为同种树脂，并且为热固性树脂。
可选地，所述固化树脂和所述未固化树脂为聚氨酯树脂，对所述层叠体进行热压成型的步骤包括在80℃-120℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压2h-4h。
可选地，所述固化树脂和所述未固化树脂为环氧树脂，对所述层叠体进行热压成型的步骤包括在140℃-170℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压6h-8h。
可选地，将所述液体废料施加到所述固体废料并固化成型的步骤还包括：在形成所述片状料之后并且在将所述液体废料涂刷到所述片状料之前，在所述片状料上开孔。
可选地，所述铺层还包括设置在所述导流网与所述真空袋膜之间的半渗透膜。
根据本发明的另一方面，还可提供一种复合结构板，所述复合结构板根据如上所述的废料利用方法制备而成。
可选地，所述复合结构板为发电机的盖板。
根据本发明的废料利用方法，可避免物资浪费并防止废物处置污染环境。
根据本发明的废料利用方法，可提高废料利用率。
根据本发明的废料利用方法，无需对固体废料内的各个成分进行复杂且高成本的分离工艺，而是直接利用该固体废料，因此可节约废料利用的工艺成本。
根据本发明的废料利用方法，可提高复合结构板的剥离强度。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成的固体废料的示意图；
图2是使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成的液体废料的示意图；
图3是根据本发明的实施例的废料利用方法的流程图；
图4是图3中的步骤S20的具体工艺流程图。
附图符号说明：1-桶；10-固体废料；11-固化树脂；12-脱模布；13-导流网；14-真空袋膜；20-液体废料；21-固化树脂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
以下，将参照图1至图4详细描述根据本发明的实施例的转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法。
图1是使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成的固体废料的示意图；图2是使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成的液体废料的示意图；图3是根据本发明的实施例的废料利用方法的流程图；图4是图3中的步骤S20的具体工艺流程图。
在现有技术中，可通过真空辅助树脂灌注成型工艺在转子磁极上形成树脂覆层。真空辅助树脂灌注成型工艺具体可包括在转子(其上设置有转子磁极)上铺设脱模布和导流网、在导流网外侧布置真空辅助灌注系统(包括布置真空袋膜、注胶管路和抽气管)、灌注树脂并使树脂固化。
真空袋膜与转子之间形成树脂灌注空间，将树脂注入该灌注空间。树脂固化之后，一部分树脂会成型在脱模布的内侧，一部分树脂会成型在脱模布的外侧，这样揭去脱模布可以在转子上形成一定厚度的树脂覆层。脱模布、导流网和真空袋膜也会通过形成在脱模布外侧的这部分树脂而成型在一起，并且在撕除脱模布时，会被一起撕除，形成固体废料10。如图1所示，固体废料10包括铺层以及使铺层固化成型的固化树脂11，铺层包括依次铺设的脱模布12、导流网13和真空袋膜14。此外，在灌注树脂的过程中，还会残余一部分未灌注的树脂，这部分树脂形成液体废料20。如图2所示，液体废料20放置在桶1中，并且包括未固化树脂21。
在某型号的风力发电机的一台转子的转子磁极的树脂覆层的工艺中，可产生废料和废液80公斤。下面的表1对该工艺中产生的固体废料和液体废料做了相关说明。表1中仅示意性示出了一个示例的固体废料和液体废料的材料和占比。然而，固体废料和液体废料的材料和占比可根据具体的真空辅助树脂灌注成型工艺来确定，而不受具体限制。
在表1中，脱模布的材质为纤维并且具有聚四氟乙烯涂层。脱模布不可降解，但是，如图1所示，可将脱模布12从固体废料10撕掉。导流网的材质为聚乙烯或者尼龙，真空袋膜的材质为改性聚乙烯。如图1所示，虽然导流网13和真空袋膜14本身是可降解的材料，但是由于二者都和固化树脂11混在一起，变成了复合材料，因此难以将其与固化树脂11分离，并且分离所需成本较高。作为示例，固化树脂11可以为热固性聚氨酯。热固性聚氨酯不可降解也不可分离。此外，未固化树脂21为未固化的热固性聚氨酯。
表1
如背景技术部分所描述的，处理上述固体废料10和液体废料20需要一定的处理费用和存储费用。另外，固体废料10已经形成一个整体，难以将各个材料分离出来，并且固化树脂也不可降解。通过掩埋和焚烧的方式来处理，对环境污染严重。本发明提供了一种转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法，以避免物资浪费并防止废物处置污染环境。
如图3所示，根据本发明的实施例的转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法可包括：收集固体废料10和液体废料20(S10)；将液体废料20施加到固体废料10并固化成型(S20)，以形成复合结构板。
在步骤S10中，可收集固体废料10和液体废料20。如上所述，固体废料10可包括铺层以及使铺层固化成型的固化树脂11，铺层可包括依次铺设的脱模布12、导流网13和真空袋膜14。液体废料20包括未固化树脂21。
作为示例，液体废料20的重量可占固体废料10和液体废料20的总重量的27％-37％。作为示例，脱模布12的重量可占固体废料10和液体废料20的总重量的2％-4％。作为示例，导流网13和真空袋膜14的总重量占固体废料10和液体废料20的总重量的30％-40％。作为示例，固化树脂11的重量占固体废料10和液体废料20的总重量的25％-35％。根据本发明的实施例，当液体废料20、脱模布12、导流网13和真空袋膜14的重量比满足以上范围要求时，有利于提高通过本发明的废料利用方法形成的复合结构板的性能。同时，可将除了脱模布12之外的固体废料10和液体废料20全部消耗掉，提高废料利用率。
作为示例，固化树脂11和未固化树脂21可以为同种树脂，并且可以为热固性树脂。作为示例，导流网13和真空袋膜14可以为热塑性材质。导流网13可包括聚乙烯或者尼龙，真空袋膜14可包括聚乙烯，例如改性聚乙烯。导流网13和真空袋膜14为热塑性材质，在加热至例如超过110℃后会熔化，但是由于其与热固性的固化树脂11混在一起，因此即使熔化也难以将其完全分离出来。
另外，虽然未示出，但根据真空辅助灌注树脂工艺，铺层还可包括设置在导流网13与真空袋膜14之间的半渗透膜。在真空辅助灌注树脂工艺中，通过在真空袋膜和导流网4之间设置半渗透膜，能够使得树脂灌注效果更好。半渗透膜可以为热塑性材质。半渗透膜的具体材质不受限制，例如可以为聚四氟乙烯膜等。
作为示例，在收集转子覆层工艺中的固体废料10和液体废料20时，可将一个转子覆层工艺中的液体废料20与上一个转子覆层工艺中剩余的固体废料10收集到一起并进行废料利用。
在步骤S20中，可将液体废料20施加到固体废料10并固化成型。也就是说，本发明无需对固体废料10内的各个成分进行复杂且高成本的分离工艺，而是直接利用该固体废料10，因此可节约废料利用的工艺成本。
根据本发明的实施例，如图3所示，将液体废料20施加到固体废料10并固化成型的步骤S20可包括从固体废料10剥离脱模布12形成预定尺寸的片状料(S21)和将液体废料20涂刷到片状料(S22)。
由于脱模布12是可分离的，因此在步骤S21中，可首先从固体废料10上将脱模布12分离下来形成片状料。作为示例，可根据待形成的复合结构板的尺寸，将去除了脱模布12之后的固体废料10剪切成预定尺寸的片状料。
在步骤S22中，可将液体废料20涂刷到片状料。涂刷的具体工艺不受限制，例如，可通过刷涂、滚涂等方式将液体废料20涂刷到片状料。
作为示例，将液体废料20施加到固体废料10并固化成型的步骤还可包括堆叠其上涂刷有液体废料20的片状料，形成预定厚度的层叠体(S23)。根据待形成的复合结构板的尺寸，可堆叠片状料形成层叠体。然而，应理解的是，如果待形成的复合结构板的尺寸较小，则可省略形成层叠体的步骤，而是直接使上述片状料固化成型即可。
根据本发明的实施例，在形成层叠体时，还可将脱模布12铺到层叠体的两面，以便于成型之后脱模。具体地，可首先将脱模布12铺设在待形成的复合结构板的模具中，然后在模具上铺设一层片状料，并在片状料上涂刷液体废料20(即，未固化树脂21)，重复执行该步骤，直到形成预定厚度的层叠体，最后在层叠体上再铺设脱模布。
作为示例，将液体废料20施加到固体废料10并固化成型的步骤还可包括对层叠体进行热压成型(S24)。在S24中，可采用热压成型的方式使层叠体成型。
在热压成型过程中，液体废料20会固化并将层叠体粘接为一个整体。在成型后，可将脱模布12撕除，从而形成复合结构板。
热压成型的具体工艺可根据未固化树脂21的具体材料来确定。当固化树脂11和未固化树脂21为聚氨酯树脂，对层叠体进行热压成型的步骤可包括在80℃-120℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压2h-4h。作为示例，可在超过110℃的温度下对层叠体进行热压成型。当导流网13和真空袋膜14为热塑性材质，在加热至例如超过110℃后会熔化，熔化的导流网13和真空袋膜14会与未固化树脂21融合在一起，在固化后一定程度上可提高复合结构板的剥离强度。另外，导流网13和真空袋膜14熔化或不熔化，都可对复合结构板起到一定的增强作用。
根据本发明的实施例，当固化树脂11和未固化树脂21为环氧树脂时，对层叠体进行热压成型的步骤包括在140℃-170℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压6h-8h。
根据本发明的实施例，由于固化树脂11和未固化树脂21为同种树脂，因此有利于提高固化树脂11和未固化树脂21之间的结合力。此外，根据本发明的实施例，为了提高复合结构板的剥离强度，在形成片状料之后并且在将液体废料20涂刷到片状料之前，还可在片状料上开孔。在片状料上形成开孔的情况下，在涂刷未固化树脂21时，一部分未固化树脂21会流入孔中连接位于片状料两侧的未固化树脂21，从而有利于提高层叠的多个片状料之间的结合强度，进而提高复合结构板的剥离强度。
在热压成型的工艺中，由于片状料中的固化树脂11嵌在导流网13的网状结构中，且片状料的厚度较薄，因此片状料具有一定的柔性和随型性，能够形成形状较为简单的复合结构板。例如，可形成平板状的复合结构板、筒状或弧状的复合结构板。作为示例，复合结构板可用作发电机的盖板。在用作发电机的盖板的情况下，复合结构板可以为平板状。然而，本发明不限于此，复合结构板还可以用在其它对密封要求不严格的场合，并且可根据具体应用场合来设计相应形状的模具形成相应形状的复合结构板。
根据本发明的另一方面，还可提供一种根据上述废料利用方法制备而成的复合结构板。如上所述，复合结构板可形成为发电机的盖板。
根据本发明的实施例的转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法，可取得不限于以下描述的有益效果。
根据本发明的废料利用方法，可避免物资浪费并防止废物处置污染环境。
根据本发明的废料利用方法，可提高废料利用率。
根据本发明的废料利用方法，无需对固体废料内的各个成分进行复杂且高成本的分离工艺，而是直接利用该固体废料，因此可节约废料利用的工艺成本。
根据本发明的废料利用方法，可提高复合结构板的剥离强度。
尽管已经参照示例具体描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (14)
1.一种转子磁极的树脂覆层成型工艺的废料利用方法，其特征在于，所述树脂覆层使用真空辅助树脂灌注成型工艺形成，所述废料利用方法包括：
收集固体废料(10)和液体废料(20)，所述固体废料(10)包括铺层以及使所述铺层固化成型的固化树脂(11)，所述铺层包括依次铺设的脱模布(12)、导流网(13)和真空袋膜(14)，所述液体废料(20)包括未固化树脂(21)；
将所述液体废料(20)施加到所述固体废料(10)并固化成型，以形成复合结构板。
2.根据权利要求1所述的废料利用方法，其特征在于，将所述液体废料(20)施加到所述固体废料(10)并固化成型的步骤包括：
从所述固体废料(10)剥离所述脱模布(12)形成预定尺寸的片状料；
将所述液体废料(20)涂刷到所述片状料。
3.根据权利要求2所述的废料利用方法，其特征在于，将所述液体废料(20)施加到所述固体废料(10)并固化成型的步骤还包括：
堆叠其上涂刷有所述液体废料(20)的片状料，形成预定厚度的层叠体；
对所述层叠体进行热压成型。
4.根据权利要求3所述的废料利用方法，其特征在于，所述废料利用方法还包括：
将从所述固体废料(10)剥离的所述脱模布(12)铺到所述层叠体的两面；
在对所述层叠体进行热压成型之后，撕除所述脱模布(12)。
5.根据权利要求2所述的废料利用方法，其特征在于，在从所述固体废料(10)剥离所述脱模布(12)之后通过剪切形成所述预定尺寸的片状料。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的废料利用方法，其特征在于，所述液体废料(20)的重量占所述固体废料(10)和所述液体废料(20)的总重量的27％-37％。
7.根据权利要求6所述的废料利用方法，其特征在于，所述脱模布(12)的重量占所述固体废料(10)和所述液体废料(20)的总重量的2％-4％，所述导流网(13)和所述真空袋膜(14)的总重量占所述固体废料(10)和所述液体废料(20)的总重量的30％-40％，所述固化树脂(11)的重量占所述固体废料(10)和所述液体废料(20)的总重量的25％-35％。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的废料利用方法，其特征在于，所述固化树脂(11)和所述未固化树脂(21)为同种树脂，并且为热固性树脂。
9.根据权利要求3所述的废料利用方法，其特征在于，所述固化树脂(11)和所述未固化树脂(21)为聚氨酯树脂，对所述层叠体进行热压成型的步骤包括在80℃-120℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压2h-4h。
10.根据权利要求3所述的废料利用方法，其特征在于，所述固化树脂(11)和所述未固化树脂(21)为环氧树脂，对所述层叠体进行热压成型的步骤包括在140℃-170℃的温度以及1MPa-3MPa的压力下热压6h-8h。
11.根据权利要求2所述的废料利用方法，其特征在于，将所述液体废料(20)施加到所述固体废料(10)并固化成型的步骤还包括：在形成所述片状料之后并且在将所述液体废料(20)涂刷到所述片状料之前，在所述片状料上开孔。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的废料利用方法，其特征在于，所述铺层还包括设置在所述导流网(13)与所述真空袋膜(14)之间的半渗透膜。
13.一种复合结构板，其特征在于，所述复合结构板根据权利要求1至12中任一项所述的废料利用方法制备而成。
14.根据权利要求13所述的复合结构板，其特征在于，所述复合结构板为发电机的盖板。
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