CN1228184C - 玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺及设备，其工艺包括：(1)玻璃纤维通过导纱器和预成型模后，进入连续树脂传递模塑模具中；(2)配好的树脂胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5 MPa和1～3L/hr的流量注入高压浸胶器内；(3)牵引机以8～15cm/hr的速度牵引芯棒；(4)玻璃纤维进入固化成型模具内。其中树脂胶的组分是，(1)双酚F形环氧树脂100份；(2)甲基四氢邻苯二甲酸酐做固化剂80～90份；(3)促进剂1～10份；(4)液体脱模剂1～5份；设备是，在成型模的前部连接有高压浸胶器，该高压浸胶器通过管路与注射机械连接。本发明具有玻璃纤维得到充分浸透、制品中气泡含量少、保证了产品性能的稳定和一致性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种注射拉挤工艺生产的玻璃纤维增强环氧树脂芯棒(或用连续树脂传递模塑工艺生产的芯棒，即CRTM生产的玻璃纤维增强环氧树脂芯棒)，是一种FRP(纤维增强塑料)形材。依据有机复合或合成绝缘子的具体使用条件，本发明用新型配方和新工艺，即CRTM工艺生产绝缘子用注射拉挤玻璃纤维增强环氧树脂芯棒。
背景技术
目前，用于连续生产FRP型材的拉挤生产工艺均采用开放式的浸胶，在常压下使玻璃纤维通过胶槽而浸胶，经过成型模固化成型后，由牵引机拉出，制成各种FRP型材；由于玻璃纤维在经过浸胶槽时，是常压状态下的浸胶，容易发生玻璃纤维浸胶不透和夹带气泡；产品性能受环境因数影响大；生产工艺对树脂基的适用期有较高的要求；从而大大影响产品的质量和生产效率。
目前胶的配方一般用双酚A形环氧，如，E54，E51，E44等，甲基四氢邻苯二甲酸酐做固化剂，脱模剂通常为硬脂酸锌、褐煤蜡或其提纯产品。为了满足注射拉挤工艺的要求，本发明采用了新的配方。
发明内容
本发明的目的是提供一种使玻璃纤维充分浸透，所生产的制品中气泡含量少，可得到高纤维含量，机电性能优良，树脂胶与大气容易隔离，产品性能不易受环境影响，结构简单，使用方便，可提高产品质量和生产效率的玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺及设备。
1、一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺，其包括下列步骤：
(1)、玻璃纤维3通过导纱器1和预成型模2后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具6中，该连续树脂传递模塑模具6是由高压浸胶器4和固化成型模具7两部分构成；
(2)、储胶罐内配好的胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5MPa，和1～3L/hr的流量注入高压浸胶器内；
(3)、牵引机以8～15cm/hr的速度牵引芯棒，使玻璃纤维3充分浸透和排除气泡；
(4)、充分浸透和不含气泡的玻璃纤维3在牵引机8的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具7内，固化采用分阶段固化，共分为四个区，第一区为预热区，温度控制在100℃±5℃内；第二区为胶凝区，温度控制在150℃±5℃内；第三区为固化区，温度控制在170℃±5℃内；第四区为后固化区，温度控制在180℃±5℃内，经固化区后制成绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒。
所述的储胶罐内配好的胶是由下列组分混合组成：按重量份：
(1)、双酚F形环氧树脂100份；
(2)、甲基四氢邻苯二甲酸酐或甲基纳迪克酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐做固化剂80～90份；
(3)、促进剂1～10份；
(4)、液体脱模剂1～5份；
将以上各种组分混合后，通过注射机械注入CRTM模具中。本配方的特点是黏度低，采用不同的固化剂和促进剂克服双酚F形环氧树脂耐热低的弱点，使树脂基体的耐热性达到较好的水平。
一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产设备，它包括导纱器、预成型模、成型模、牵引机，其特征在于：在成型模的前部连接有高压浸胶器，该高压浸胶器通过管路与注射机械连接。
所述的高压浸胶器内设有密封浸胶室。可使玻璃纤维充分浸透，树脂与大气容易隔离，产品性能不受环境影响。
所述的高压浸胶器上设有与浸胶室相通的均压管路。使浸胶室内的压力均衡。
使用时，玻璃纤维通过导纱器和预成型模后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具中，在CRTM模具中以稳定的高压(高达几个至几十，甚至几百个大气压)和流量，注入专用树脂胶，使玻璃纤维充分浸透和排除气泡；充分浸透和不含气泡的玻璃纤维在牵引机的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具内，从而实现连续树脂传递模塑或注射拉挤。
本发明的优点是：
1、玻璃纤维充分浸透；
2、所生产的制品中气泡含量少；
3、可得到高纤维含量；
4、机电性能优良；
5、树脂与大气容易隔离，产品性能不易受环境影响，这一点对酸酐固化环氧树脂非常重要；
6、注射的树脂一直保持有相同的固化特性(一直是“新胶”)，这是胶槽浸胶所不能达到的，保证了产品性能的稳定和一致。
7、结构简单、使用方便、生产效率高。
附图说明
图1为发明的结构示意图
具体实施方式
实施例1
一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺，其包括下列步骤：
(1)、玻璃纤维3通过导纱器1和预成型模2后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具6中，该连续树脂传递模塑模具6是由高压浸胶器4和固化成型模具7两部分构成；
(2)、储胶罐内配好的胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5MPa，和1L/hr的流量注入高压浸胶器内；
(3)、牵引机以15cm/hr的速度牵引芯棒，使玻璃纤维3充分浸透和排除气泡；
(4)、充分浸透和不含气泡的玻璃纤维3在牵引机8的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具7内，固化采用分阶段固化，共分为四个区，第一区为预热区，温度控制在100℃±5℃内；第二区为胶凝区，温度控制在150℃±5℃内；第三区为固化区，温度控制在170℃±5℃内；第四区为后固化区，温度控制在180℃±5℃内，经固化区后制成绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒；
所述的储胶罐内配好的胶是由下列组分混合组成：按重量份g：
(1)、双酚F形环氧树脂100g；
(2)、甲基四氢邻苯二甲酸酐做固化剂80g；
(3)、促进剂DMP-30为1g；
(4)、脱模剂为液体褐煤蜡1g；
将以上各种组分混合后，通过注射机械注入CRTM模具中。本配方的特点是黏度低，采用不同的固化剂和促进剂克服双酚F形环氧耐热低的弱点，使树脂基体的耐热性达到较好的水平。
参见图1所示：连续树脂传递模塑成型生产线，它包括导纱器1、预成型模2、牵引机8。在预成型模2的后部设有连续树脂传递模塑模具6，该连续树脂传递模塑模具6是由高压浸胶器4和成型模具7两部分构成，高压浸胶器6通过管路14与多组分注射机12连接。在注射机12上连接有储胶罐13；树脂、固化剂、促进剂通过注射机12和管路14射入高压浸胶器4内的密封浸胶室11内，使通过密封浸胶室11内的纤维3进行高压、密封浸胶。在高压浸胶器4上设有与浸胶室11相通的均压管路5，浸胶室11内的胶通过均压管5的传递，使浸胶室内的压力均衡。
实施例2
一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺，其包括下列步骤：
(1)、玻璃纤维3通过导纱器1和预成型模2后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具6中，该连续树脂传递模塑模具6是由高压浸胶器4和固化成型模具7两部分构成；
(2)、储胶罐内配好的胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5MPa，和3L/hr的流量注入高压浸胶器内；
(3)、牵引机以8cm/hr的速度牵引芯棒，使玻璃纤维3充分浸透和排除气泡；
(4)、充分浸透和不含气泡的玻璃纤维3在牵引机8的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具7内，固化采用分阶段固化，共分为四个区，第一区为预热区，温度控制在100℃±5℃内；第二区为胶凝区，温度控制在150℃±5℃内；第三区为固化区，温度控制在170℃±5℃内；第四区为后固化区，温度控制在180℃±5℃内，经固化区后制成绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒；
所述的储胶罐内配好的胶是由下列组分混合组成：按重量份g：
(1)、双酚F形环氧树脂100g；
(2)、甲基四氢邻苯二甲酸酐做固化剂90g；
(3)、促进剂DMP-30为10g；
(4)、脱模剂为液体褐煤蜡5g；
将以上各种组分混合后，通过注射机械注入CRTM模具中。本配方的特点是黏度低，采用不同的固化剂和促进剂克服双酚F形环氧耐热低的弱点，使树脂基体的耐热性达到较好的水平。
生产设备同实施例1相同。
实施例3
一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺，其包括下列步骤：
(1)、玻璃纤维3通过导纱器1和预成型模2后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具6中，该连续树脂传递模塑模具6是由高压浸胶器4和固化成型模具7两部分构成；
(2)、储胶罐内配好的胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5MPa，和20L/hr的流量注入高压浸胶器内；
(3)、牵引机以12cm/hr的速度牵引芯棒，使玻璃纤维3充分浸透和排除气泡；
(4)、充分浸透和不含气泡的玻璃纤维3在牵引机8的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具7内，固化采用分阶段固化，共分为四个区，第一区为预热区，温度控制在100℃±5℃内；第二区为胶凝区，温度控制在150℃±5℃内；第三区为固化区，温度控制在170℃±5℃内；第四区为后固化区，温度控制在180℃±5℃内，经固化区后制成绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒；
所述的储胶罐内配好的胶是由下列组分混合组成：按重量份g：
(1)、双酚F形环氧树脂100g；
(2)、甲基四氢邻苯二甲酸酐做固化剂85g；
(3)、促进剂DMP-30为5g；
(4)、脱模剂为液体褐煤蜡3g；
将以上各种组分混合后，通过注射机械注入CRTM模具中。本配方的特点是黏度低，采用不同的固化剂和促进剂克服双酚F形环氧耐热低的弱点，使树脂基体的耐热性达到较好的水平。
生产设备同实施例1相同。
本发明生产的复合绝缘子所用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒，其机电性能优越，产品性能稳定，色调一致，外观光滑透明，性能超过目前使用的玻璃纤维增强环氧树脂芯棒，具有如下特点：
玻璃纤维充分浸透；所生产的制品中气泡含量少；可得到高纤维含量；机电性能优良；树脂与大气容易隔离，产品性能不易受环境影响，这一点对酸酐固化环氧树脂非常重要；注射的树脂一直保持有相同的固化特性，这是开放式胶槽浸胶所不能达到的，保证了产品性能的稳定和一致性。
Claims (4)
1、一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产工艺，其包括下列步骤：
(1)、玻璃纤维(3)通过导纱器(1)和预成型模(2)后，进入连续树脂传递模塑(CRTM)模具(6)中，该连续树脂传递模塑模具(6)是由高压浸胶器(4)和固化成型模具(7)两部分构成；
(2)、储胶罐内配好的胶，通过注射机以稳定的压力30MPa±5MPa，和1～3L/hr的流量注入高压浸胶器内；
(3)、牵引机以8～15cm/hr的速度牵引芯棒，使玻璃纤维(3)充分浸透和排除气泡；
(4)、充分浸透和不含气泡的玻璃纤维(3)在牵引机(8)的牵引下进入CRTM模具的固化成型模具(7)内，固化采用分阶段固化，共分为四个区，第一区为预热区，温度控制在100℃±5℃内；第二区为胶凝区，温度控制在150℃±5℃内；第三区为固化区，温度控制在170℃±5℃内；第四区为后固化区，温度控制在180℃±5℃内，经固化区后制成绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂芯棒；
所述的储胶罐内配好的胶是由下列组分混合组成：按重量份：
(1)、双酚F形环氧树脂100份；
(2)、甲基四氢邻苯二甲酸酐或甲基纳迪克酸酐或甲基六氢邻苯二甲酸酐做固化剂80～90份；
(3)、促进剂1～10份；
(4)、液体脱模剂1～5份；
将以上各种组分混合后，通过注射机械注入CRTM模具中。
2、一种玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产设备，它包括导纱器、预成型模、成型模、牵引机，其特征在于：在成型模的前部连接有高压浸胶器，该高压浸胶器通过管路与注射机械连接。
3、根据权利要求2所述的玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产设备，其特征在于：所述的高压浸胶器内设有密封浸胶室。
4、根据权利要求2所述的玻璃纤维增强环氧树脂绝缘子芯棒的生产设备，其特征在于：所述的高压浸胶器上设有与浸胶室相通的均压管路。
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