CN1459367A - 采用注射成型层内树脂混杂复合材料用的隔离层及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
在一块预成型件(预成型件的增强物可以是单一的也可以是混杂的，包括层间混杂或层内混杂)上沿一定曲线CD(见附图)在不同厚度方向上注入液态物质(如适当粘度快速固化的粘接剂)，使得在预成型件内部形成A－B(见附图)之间的隔离层(简称AB界面)将预成型件分为两个区域A和B。当在A、B两个区域分别或同时注入不同树脂时形成AB两个不同的树脂区(如聚酯/硅橡胶)，从而得到层内树脂混杂复合材料，复合材料的每个区域各有不同的性能。
Description
多树脂混杂复合材料部件可以采用多种方法制造，包括铺层成型、共挤出、共拉挤、共注射和共固化等。
铺层成型用于制造层间树脂混杂复合材料，从表面开始，每一个不连续的树脂/预成型件或预浸料组由手糊、自动铺放、其他普通的制造过程所制造，每一步只限于单一树脂系统。
共挤出包括注塑、吹塑、挤出工艺，有较高效率，然而这些技术只限于塑料(或只含颗粒增强材料)而不包含连续增强料；
共拉挤可以制造包含连续增强材料的复合材料，但制品形状较简单。
共注射树脂转移模塑(CIRTM，USP6048488)，在预成型件层间置放固体隔离层薄膜后注射树脂，提供了用单一步骤制造层间混杂树脂复合材料部件、降低成本、提高部件质量的工艺过程。这一过程可以用于一些现存的制造工艺，如树脂转移模塑(RTM)、真空辅助树脂转移模塑(VARTM)、及各种真空辅助注射(VIP)成型。
以上制造方法只用于制造层间树脂混杂复合材料。层内分区树脂混杂复合材料可以使复合材料具备更优良的性能，可以代替多部件组合体，以满足多功能要求。
共固化可以制造层内分区混杂复合材料，共固化实际上是将各个部分分别成型，只在固化过程中形成统一的部件，共固化可以制造任何形式的混杂复合材料，但效率不高。
本项发明用于注射成型，在预成型件厚度方向上制造隔离层，从而可以采用分区树脂注射或树脂共注射等多种树脂注射成型工艺(如RTM、VATRM)，使制层内分区多树脂系统的多功能混杂复合材料部件成为可能。可以制造形状复杂的构件，并大大提高生产效率。
本发明的主要过程如图1所示：在一块预成型件(预成型件的增强物可以是单一的也可以是混杂的，包括层间混杂或层内混杂)上沿一定曲线CD在不同厚度方向上注入液态物质(如适当粘度快速固化的粘接剂)，使得在预成型件内部形成A-B之间的隔离层(简称AB界面)将预成型件分为两个区域A和B。当在A、B两个区域分别或同时注入不同树脂时形成AB两个不同的树脂区(如聚酯/硅橡胶)，从而得到层内树脂混杂复合材料，复合材料的每个区域各有不同的性能。
本发明最根本的优势在于采用低成本简单方法制造层内树脂混杂复合材料，采用在预成型件中注射液态物质成型隔离层，隔离层的形状、尺寸不受限制，并采用单一注射树脂步骤来实现层内混杂复合材料，从而提高质量，降低低成本。这项技术还通过共固化来提高制品性能，提高界面连接强度和消除与二次连接有关的缺陷。本技术有以下几方面的优点：
A.它提高了产品性能：
1.产品具有面内不同的结构特性，大大提高了力学性质，拓宽了混杂复合材料应用的领域。
2.通过共固化改良连接和力学性质。
3.减重。
B.它还在环保方面具有很大的优势：
1.由于工艺流程的简化，采用闭模成型，使废气的排放大大降低了。
2.提高了材料的使用效率。
C.它通过以下几点来降低成本：
1.降低制造周期，提高产率。
2.通过最大程度降低缺陷出现的可能性来降低人力消耗和提高质量。
3.简化加工步骤。
4.节能。
5.可以不需要粘结，从而消除了表面处理、组装以及制品的持久力问题，还使得与二次连接有关的缺陷降低到了最小。
实施实例
采用用专用注射装置将中粘度快速固化丙烯酸粘接剂注入到玻璃纤维预成型件中，调整注入高度形成连续的玻璃纤维/丙烯酸复合材料隔离层，将经隔离层分区后的预成型件放入模具，采用VARTM成型方法，在两个区域各设置注胶口和抽真空口。注胶口分别连接聚酯树脂和液态硅橡胶，抽真空口连接真空泵，抽真空后，聚酯树脂和液态硅橡胶分别进入各自的区域(如图2所示)，经若10余小时固化后成为分区树脂混杂复合材料，聚酯树脂复合材料区有较高的机械强度和硬度，而硅橡胶复合材料则有较高弹性和韧性、抗冲击十分优良。
Claims (8)
1.一种制备层内树脂混杂复合材料用隔离层及其制造方法，该方法通过对预成型件的某一连续区域(简称分界区)进行一定处理，形成层内(即垂直于成型面)的低渗透性区域(简称隔离层)。该隔离层将预成型件分为两个区域，以便通过分区树脂注射成型得到层内树脂混杂复合材料。
1.根据权利要求第一条所陈述方法，可在分界区注入与基体树脂相容的快速固化的粘结剂。
2.根据权利要求第二条所陈述方法，固化剂可以与粘接剂同时或依次注入到预成型件分界区。
3.根据权利要求第二条所陈述方法，粘接剂可以是丙烯酸、环氧、聚酯和聚胺酯。
4.根据权利要求第二条所陈述方法，固化剂可以是空气中的某一组分，如氧气、水分等。
5.根据权利要求第一条所陈述方法，可在预成型件AB交界处注入快速固化剂，从而使A或B区域注射的树脂在接触CD边界时快速固化而形成层内树脂隔离层(实际上只是一个界面)。
6.根据权利要求第一条所陈述方法，也可以将预成型件AB区域分别表面化学处理后，导致注入的树脂在AB区间渗透率的不同使得各树脂能在各自的区域内得到充分扩散，而在相邻区域受到抑制。从而相当于形成了层内树脂隔离层。
7.根据权利要求第一条所陈述方法，本发明还包括形成多界面多树脂区域的层内混杂复合材料。
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| CN02113050A CN1459367A (zh) | 2002-05-24 | 2002-05-24 | 采用注射成型层内树脂混杂复合材料用的隔离层及其制造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107825661A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-23 | 鲁班嫡系机器人（深圳）有限公司 | 一种骨架、包括骨架的rim模具、rim成型件及加工方法 |
| US11293405B2 (en) | 2018-10-29 | 2022-04-05 | Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology, S.L. | Method of manufacturing a panel of a wind turbine nacelle |
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2002
- 2002-05-24 CN CN02113050A patent/CN1459367A/zh active Pending
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