CN209633810U - 一种复合材料模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合材料模具，模具由表面向内部依次为基体树脂层、聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层，聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层均被基体树脂浸润并固化，基体树脂层与聚丙烯腈无纺织物层的总厚度不小于0.2mm；所述聚丙烯腈无纺织物层为一层或多层聚丙烯腈无纺织物；增强纤维层为玻璃纤维层或碳纤维增强材料层；所述基体树脂的材质为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂。本实用新型复合材料模具的表面为基体树脂层和富含树脂的聚丙烯腈无纺织物层，其强度和耐高温性能均强于传统的胶衣层，在不影响模具打磨抛光性能的前提下，使得模具能够应用于更多类型的产品和更多的领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及模具领域，尤其涉及一种复合材料模具。
背景技术
复合材料产品制造过程中使用的模具材质有复合材料、金属、木质、石膏、硅胶等。金属模具具有寿命长、尺寸精度高的优点，同时具有造价高昂、加工周期长及尺寸受加工设备限制等缺点，实际只在产品尺寸较小时选用。木质模具、石膏模具、硅胶模具等寿命短、精度差，仅用于产品精度和质量要求不高的场合。复合材料模具寿命适中，且易于制造维护，在复合材料成型中应用最为广泛，常用于造船、风电、新能源汽车、防腐、卫浴等领域。
复合材料模具一般采用手糊或真空导入工艺制成，具体是以不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂为基体材料，玻璃纤维或碳纤维为增强材料，在母模上翻制成型。为了获得较高质量的模具表面，利于后续对模具表面进行打磨、修补，现有技术一般在需要在模具表面设置一层富树脂层，主要是通过在母模表面喷涂或刷涂一层胶衣来实现。
随着复合材料成型温度的逐步提高，相应的复合材料模具的耐温性能要求也越来越高。为了获得较高的耐温性能，一般可选用耐高温环氧树脂来制造复合材料模具；但是，胶衣的耐温性能往往难以满足要求。现阶段，模具上使用的胶衣耐温性能一般不超过120℃，这就形成了耐高温复合材料模具的最严重的一块短板。另外，环氧树脂胶衣的工艺性能普遍较差，这也是环氧树脂基复合材料模具制造成型过程中最容易出问题的一个环节。本行业为了解决这个问题，使用环氧树脂为基体制造模具时，一般不使用胶衣层，直接以玻璃纤维或碳纤维织物作为模具表面，采用真空导入工艺来成型。这种方法不能形成有效的富树脂层(表面打磨后纤维外露，无法形成光滑的致密表面)，难以满足模具表面质量要求较高时的要求，且为后续模具表面的打磨、抛光、维修处理带来不便。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的复合材料模具，同时满足耐温性和模具表面质量的要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种复合材料模具，模具由表面向内部依次为基体树脂层、聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层，聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层均被基体树脂浸润并固化，基体树脂层与聚丙烯腈无纺织物层的总厚度不小于0.2mm，聚丙烯腈无纺织物层中树脂的重量占比大于等于90％；
所述聚丙烯腈无纺织物层为一层或多层聚丙烯腈无纺织物；聚丙烯腈无纺织物单层面密度为30-150g/m2，优选的为50-100g/m2；
所述增强纤维层为玻璃纤维层或碳纤维增强材料层；所述基体树脂的材质为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂，优选的为环氧树脂。
本实用新型复合材料模具的具体做法是在母模表面先铺覆一层或多层聚丙烯腈无纺织物，然后铺覆玻璃纤维层或碳纤维增强材料层，再铺覆脱模布、导流网、真空袋等功能层，最后在真空环境下导入基体树脂，待基体树脂固化后脱模修整，制成复合材料模具。在基体树脂固化的过程中，聚丙烯腈无纺织物被基体树脂浸润，这一富含树脂的聚丙烯腈无纺织物层不仅强度和耐高温性能强于传统的胶衣层，而且便于打磨抛光，降低模具的保养难度，增加模具寿命。
有益效果：(1)本实用新型复合材料模具的表面为富含树脂的聚丙烯腈无纺织物层，其强度和耐高温性能均强于传统的胶衣层，在不影响模具打磨抛光性能的前提下，使得模具能够应用于更多类型的产品和更多的领域。(2)本实用新型复合材料模具的表面增强材料为聚丙烯腈无纺织物层，容易均匀的贴合在母模表面且不易回弹，有利于模具加工。
附图说明
图1是实施例1复合材料模具的层状结构图。
其中：1、基体树脂层；2、聚丙烯腈无纺织物层；3、玻璃缝编短切毡；4、玻璃纤维织物。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例的复合材料模具为实验使用的平板式模具，由上至下分别为基体树脂层1、聚丙烯腈无纺织物层2、玻璃缝编短切毡3和玻璃纤维织物4；
本实施例模具的具体生产步骤是：
(1)在母模上铺覆一层聚丙烯腈无纺织物，确保均匀贴合母模表面且没有皱褶，使用喷胶辅助固定；本实施例制作的是实验用的模具，母模直接使用一块平板钢化玻璃；
(2)铺覆一层型号为CSM225的玻璃缝编短切毡(购自重庆国际复合材料有限公司)；
(3)铺覆25层型号为LT(0/90)600的玻璃纤维织物(购自重庆国际复合材料有限公司)；
(4)铺设脱模布、导流网、导流管和真空袋；
(5)开启真空泵，使用真空导入工艺导入型号为INV-E741/C741的低粘度环氧树脂(购自常州英乐维复合材料有限公司)；
(6)待树脂常温初步凝胶固化后，在50-60℃下后固化4-8h；
(7)移除真空袋膜、导流网及脱模布；在实际生产中，根据具体模具的形状，在有需求的情况下在此步骤中可以对模具制作加强筋，加固模具；
(8)从母模上脱模，利用外部热源进行梯度升温后固化处理，每小时升温10℃，每升高20℃保温1h，直到120℃，再保温2-4h。
模具制成后，对本实施例的模具进行检测，模具玻璃化转变温度Tg为123℃，满足模具的设计要求。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅仅在于：(1)本实施例使用的基体树脂是型号为INV-E742/C742的低粘度环氧树脂(购自常州英乐维复合材料有限公司)；(2)本实施例在步骤8中对模具进行梯度升温直到150℃。
模具制成后，对本实施例的模具进行检测，模具玻璃化转变温度Tg为158℃，满足模具的设计要求。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅仅在于：(1)本实施例使用的基体树脂是型号为INV-E745/C745的低粘度环氧树脂(购自常州英乐维复合材料有限公司)；(2)本实施例在步骤8中对模具进行梯度升温直到200℃。
模具制成后，对本实施例的模具进行检测，模具玻璃化转变温度Tg为207℃，满足模具的设计要求。
虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种复合材料模具，其特征在于：模具由表面向内部依次为基体树脂层、聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层，聚丙烯腈无纺织物层和增强纤维层均被基体树脂浸润并固化，基体树脂层与聚丙烯腈无纺织物层的总厚度不小于0.2mm。
2.根据权利要求1所述的复合材料模具，其特征在于：所述聚丙烯腈无纺织物层为一层或多层聚丙烯腈无纺织物。
3.根据权利要求2所述的复合材料模具，其特征在于：所述聚丙烯腈无纺织物单层面密度为30-150g/m2。
4.根据权利要求1所述的复合材料模具，其特征在于：所述增强纤维层为玻璃纤维层或碳纤维增强材料层。
5.根据权利要求1所述的复合材料模具，其特征在于：所述基体树脂的材质为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114746266A (zh) * | 2019-11-20 | 2022-07-12 | 赫克塞尔合成有限公司 | 模制材料 |
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2018
- 2018-09-14 CN CN201821511838.7U patent/CN209633810U/zh active Active
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