复合材料不饱和树脂真空灌注工艺流程及应用领域:
真空灌注制品:在真空环境下树脂浸润玻纤,与传统制造工艺相比,制品中的气泡极少。体系中不留有多余的树脂,玻纤含量很高,可达到时70%,甚至更低。所得制品重量更轻,强度更高。批与批之间也非常稳定。
b更少树脂损耗:用真空工艺,树脂的用量可以精确预算,对于手糊或喷射工艺来说,会因操作人员的多变性而难于控制。vip可以使得树脂的损耗达到最少,更重要的是,这样可以节约成本。 c树脂分布均匀:对于一个制品来说,不同部分的真空产生的压力是一致的,因此树脂对玻纤的浸润速度和含量趋于一致。这个对于重量要求稳定的frp制件来是很关键的。 d过程挥发更少:生产过程中没有刷子或辊子之类,不会造成树脂的泼洒或滴落现象发现,更不会有大量的气味出现。所以它能提供一个干净、安全和友好的工作环境, 保护操作者的身心健康。
e使用单面模具:仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,可以较好的控制产品的厚度。节约模具制造成本和时间。 正因为用真空工艺所做产品有如些的优点,最早应用于航天航空等特种领域,后来慢慢应用于高要求的民用产品。 真空导入工艺的应用领域
1)船艇工业--船体,甲板,方向舵,雷达屏蔽罩
2)风电能源-,机仓罩
3)体育休闲--头盔,帆板
4)汽车工业--各类车顶,挡风板,车厢
5)建筑领域--建筑物顶部件,建筑模板
6)农业和园艺 --粮仓圆盖,农机保护盖
4.1.1树脂
当准备开始真空灌注的试验时,首先要选用合适的树脂,是环氧树脂还是不饱和聚酯树脂。真空灌注工艺的树脂,不能用普通的树脂来代替,它对粘度,凝胶时间,放热峰,浸润性等有特殊的要求,具体可咨询树脂供应商。
4.1.2 固化体系
如果是环氧树脂,要使用其相对应的专用固化剂;不饱和树脂常用的固化剂是过氧化甲乙酮。不同的厂家其质量是不一样的,选用时对其评价,不能因为用量少的材料而影响到整个制品的质量。
4.1.3 增强材料
增强材料一般常用的是玻璃纤维和碳纤维。比如连续毡,复合缝边毡,单布等,具体要根据力学设计。选用时最好做一下实验,渗透性如何,因为纤维在制造过程中选用的浸润剂,粘接剂的不同对树脂的浸润会不一样,导致最终制品的力学性能会有很大的差异。
4.1.4 夹心材料
一般常用的是木板,balsa木,pvc泡沫,pur 泡沫,强蕊毡等。依据制品的需要选用合适的夹心材料。
4.1.5 设备、辅材
真空泵,接口,压力表,导流管,脱模布,导流布,真空袋等等。
真空导入工艺用所的材料不是随随便便拿来就能用,每种材料都要经过实验加以确认,以此判断是不是适用。
4.2 真空灌注 工艺流程
然后要了解材料如何使用和如何安排。为了解说方便,我们以如所例示意图为例子。
第一步:准备模具
和其它积层工艺一样, 对真空灌注来说高质量的模具也是必须的。表面要有较高的硬度和较高的光泽,并且模具边缘至少保留15厘米,便于密封条和管路的铺设。对模具进行清理干净,然后打脱模蜡或抹脱模水。
第二步: 施工胶衣面
可以根据制品的要求,可以用产品胶衣和打磨胶衣,选用类型有邻苯,间苯和乙烯基。用手刷和喷射的方法施工胶衣。(有些制品表面不做胶衣面就直接铺设满层表面毡)
第三步:增强材料铺设
选用增强材料-玻璃纤维,碳纤维,夹心材料…这要依据制品强度要求来定。选择增强材料对积层工艺来说是很重要的一步,但对于真空灌注要多考虑几点。 虽然所有织物都可以用,但不同的材料和织法会影响树脂流速。
第四步:真空袋材料铺设
先铺上脱模布,接着是导流布,最后是真空袋。在合上真空袋之前,要仔细考虑树脂和抽真空管路的走向,否则有的地方树脂会无法浸润到。铺设时要非常小心,以免一些尖锐物刺破真空袋。
第五步:抽真空
铺完这些材料后,夹紧各进树脂管,对整个体系抽真空,尽量把体系中空气抽空,并检查气密性,这一步很关键,如有漏点存在,当树脂导入时,空气会进体入体系,气泡会在漏点向其它地方渗入,甚至于有可能整个制品报废。
第六步:配树脂
抽真空达到一定要求后,准备树脂。按树脂不同凝胶时间配入相应的固化剂,切记不能忘加固化剂,否则很难弥补。
第七步:导入树脂
把进树脂管路插入配好的树脂桶中,根据进料顺序依次打开夹子,注意树脂桶的量,及时补充。
第八步:脱模
树脂凝胶固化到一定程度后,揭去真空袋材料。从模具上取出制品并进行后处理。
5 结语
当然任何一个工艺不可能是十全十美的,目前来说真空灌注所需的一次性耗材很大一部分需要进口,提高材料成本,但这部分可以减少树脂用量上得到平衡。另外对操作人员的技能要求更高。每一过程都仔细按步骤做好才能进入下一步的操作,否则会造成不能逆转的损失。所以这种工艺目前用在附加值高的fpr部件和制品中,如体育用品配件,游艇,风力发电叶片等。但人们对更高性能材料的大量需要,真空导入工艺正被越来越多的人认识和采用。
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达森(天津)材料科技有限公司引进了发达国家的最先进环氧树脂技术和专利产品-纳米增强增韧液生产设备和批生产技术,并同北京航空航天大学科研团队和其他科研院所合作,组建了达森公司具有国内第一流水平的科研团队,其中国家专家库专家2人,教授博士11人,经该团队潜心研究吸收国外引进的环氧树脂最先进技术和进一步创新发明,运用航空航天纤维/树脂匹配原理开发出了性能优异的环氧树脂体系,产品分手糊、真空灌注、拉挤等工艺。其物理、力学及工艺性能指标均达到和超过国内外同类产品,并与国产玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和进口纤维都有很好的匹配性。
公司拥有远程监控的环氧树脂、环氧固化剂和环氧结构胶自动化生产线,公司现在可年产供环氧树脂14万吨;环氧结构胶1万吨;不饱和聚酯树脂4万吨。不仅可以同时满足国家科技部“国科发高(2010)569号”文件的要求---实现全中国兆瓦级风电叶片用环氧树脂和环氧结构胶国产化(即满足全国风电叶片生产所需的全部环氧树脂和环氧结构胶),产品还广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶生产、机械、建筑、石油、化工等众多行业。公司研产供的环氧树脂获得中国知识产权局颁发的中国唯一的风电叶片环氧树脂“发明专利证书”、中国唯一的环氧结构胶“发明专利证书”及德国劳埃德船级社颁发的gl证书、质量管理体系iso9001证书等荣誉。
真空导入成型用聚酯树脂
一般性状 :
dsdb-6610vp是一种对苯树脂,其是使用改性新戊二醇进行合成的不饱和聚酯树脂。
特 长 :
1.机械强度佳。
2.高冲击强度。
3.耐热性高。
4.玻璃纤维含浸性佳, 浸润快且不会浮纤白化。
5.适合厚的积层。
用 途 :
1.真空灌注成型工艺。
规 格
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外状 紫红微浊液体
苯乙烯含量, % 39-45
粘度-(dpa.s)brookfield at 25℃ 170-240
酸值, mg koh/g resin 7-13
硬化特性 :
25℃, 常温硬化, 1.5 % mekpo (55%)胶化时间, 分 40-60’
最高发热温度, ℃ 110
一般特性
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(仅供参考用)
机械强度 :
注型品, dsydb-6610vp
barcol (934-1) 硬度(jis k 6919) 41
拉伸强度, mpa (jis k 7113) 71
拉伸弹性率, % (jis k 7113) 3.2
拉伸伸长率,% (jis k 7113) 4.9
弯曲强度,mpa (jis k 7203) 117
弯曲弹性率, mpa (jis k 7203) 3.4
抗冲击强度kj㎡(jis k 6911) 13.0
热变形温度, ℃ (jis k 6919) 90
吸水率(25℃-4hr)% (jis k6919) 0.24
煮沸吸水率(100℃-2hr)% (jis k6919) 0.59
硬化条件:固化剂(55%mekpo) 1.0phr、6%co-naph 0.5phr
20℃下固化24小时,50℃温度下后固化 16小时
贮存注意事项 :
以上数据仅供参考,请根据实际情况进行调整使用; 贮存时间低于25℃可达6个月,但随温度升高而缩短,且应避免热源如日光直接照射、蒸气管等。为避免湿气混入及单体之挥发,容器须保持密封,以保証使用。
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