一种吹气工艺生产复合材料制品的方法与流程

1.本发明涉及复合材料的生产方法，更具体地说，涉及一种吹气工艺生产复合材料制品的方法。


背景技术：

2.吹气成型又称中空成型，吹塑成型，是形成中空塑料部件的制造工艺：它初期是用于形成玻璃瓶。一般来说，包括挤出吹塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑和袋压成型等多种吹塑方式。现有的袋压成型工艺中，是将纤维预制件铺放在模具中，盖上柔软的隔离膜，在热压下固化，经过所需的固化周期后，材料形成具有一定结构的构件。此种袋压成型方法工艺较为复杂，操作难度高，且难以保证模具与预浸料之间的密合性。


技术实现要素：

3.针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，先在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小，随后将芯轴放入预浸料中并吹气，保证了预浸料与模具型腔的贴合性，所制备的复合材料制品成型效果好。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，包括以下步骤：
5.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
6.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热并向芯轴吹气进行固化，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使芯轴与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
7.本发明在吹气成型之前，需要先将模具表面清洁干净，再抛光至光亮，以减少后期复合材料制品表面的印迹，随后涂抹脱模蜡和胶衣树脂，胶衣树脂可给预浸料提供一个保护层，进而提高复合材料制品的耐腐蚀、耐磨等性能。所述预成型膜为根据复合材料制品的内腔形状及尺寸制作而成的模具，其材质可为尼龙等塑料或金属，本发明先通过在预成型膜上包裹预浸料，相对于直接在模具型腔中平铺预浸料，在预成型膜上包裹预浸料的方法可初步形成复合材料制品的形状和大小，进而制备更为精确、成型效果更好的复合材料制品，随后用芯轴替换预成型膜，加热并向芯轴吹气进行固化，吹气过程中芯轴可充满所述模具型腔，与模具型腔内面紧密贴合，使制备的复合材料制品具有较为光滑的表面，避免了皱折的产生。
8.本发明中所述芯轴为硅胶或气袋。芯轴选用硅胶材质，硅胶材质具有独特的热胀冷缩性能，对于内侧平整度要求较高或主体较大但开口较小的复合材料制品，在产品固化并逐渐冷却的过程中，硅胶独有的热胀冷缩特性使其容易从复合材料制品中取出。
9.本发明中所述硅胶的硬度为20
°
～40
°
，优选地，所述硅胶的硬度为30
°
；所述硅胶
的体积热膨胀系数范围为5.9～7.9x10-4
/℃，优选地，所述硅橡胶的体积热膨胀系数范围为6.5～7.0x10-4
/℃，此体积热膨胀系数范围的硅胶具有良好的拉伸强度和密封性。
10.本发明中所述气袋的材质为聚乙烯或尼龙，选用聚乙烯材质的气袋具有更好的力学性能，避免气袋在成型过程中破孔，造成复合材料制品层间结合不良而报废。
11.本发明中所述预浸料为碳纤维预浸料或玻璃纤维预浸料。
12.本发明所述步骤(2)中，所述固化温度为130～140℃，所述固化时间为1～3h。
13.本发明具有以下有益效果：
14.(1)本发明先通过在预成型膜上包裹预浸料，相对于直接在模具型腔中平铺预浸料，在预成型膜上包裹预浸料的方法可初步形成复合材料制品的形状和大小，使预浸料与模具型腔内壁紧密贴合，进而制备更为精确、成型效果更好的复合材料制品，且本发明整体操作简单，便于施工操作；
15.(2)本发明可选用具有优异热胀冷缩性能的硅胶作为芯轴，对于内侧平整度要求较高或主体较大但开口较小的复合材料制品，在产品固化并逐渐冷却的过程中，硅胶独有的热胀冷缩特性使其容易从气袋中取出，整体操作简单，便于施工操作；
16.(3)本发明可选用聚乙烯或尼龙材质的气袋作为芯轴，避免气袋在成型过程中破孔，造成复合材料制品层间结合不良而报废。
具体实施方式
17.实施例1
18.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
19.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热至135℃并向芯轴吹气进行固化，固化时间为2h，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
20.其中，步骤(2)中，芯轴为硅胶，硬度为30
°
，硅胶的体积热膨胀系数范围为6.5x10-4
/℃。
21.实施例2
22.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
23.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热至140℃并向芯轴吹气进行固化，固化时间为1h，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
24.其中，步骤(2)中，芯轴为硅胶，硬度为20
°
，硅胶的体积热膨胀系数范围为5.9x10-4
/℃。
25.实施例3
26.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
27.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热至130℃并向芯轴吹气进行固化，固化时间为3h，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
28.其中，步骤(2)中，芯轴为硅胶，硬度为40
°
，硅胶的体积热膨胀系数范围为7.9x10-4
/℃。
29.实施例4
30.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
31.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热至135℃并向芯轴吹气进行固化，固化时间为2h，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
32.其中，步骤(2)中，芯轴为气袋，气袋的材质为聚乙烯。
33.实施例4
34.(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；
35.(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热至130℃并向芯轴吹气进行固化，固化时间为3h，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。
36.其中，步骤(2)中，芯轴为气袋，气袋的材质为尼龙。
37.前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例为申请人真实试验结果加以论证。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

技术特征：
1.一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)模具预处理：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；(2)吹气成型：在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小后取出预成型膜，放入芯轴，再将预浸料和芯轴放入模具型腔内，加热并向芯轴吹气进行固化，吹气过程中使芯轴充满所述模具型腔，使芯轴与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。2.根据权利要求1所述的一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，所述芯轴为硅胶或气袋。3.根据权利要求2所述的一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，所述硅胶的硬度为20
°
～40
°
，所述硅胶的体积热膨胀系数范围为5.9～7.9x10-4
/℃。4.根据权利要求2所述的一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，所述气袋的材质为聚乙烯或尼龙。5.根据权利要求1所述的一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，所述预浸料为碳纤维预浸料或玻璃纤维预浸料。6.根据权利要求1所述的一种吹气工艺生产复合材料制品的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述固化温度为130～140℃，所述固化时间为1～3h。

技术总结
本发明涉及复合材料制品的生产方法，更具体地说，涉及一种吹气工艺生产复合材料制品的方法。包括以下步骤：阴膜表面均匀涂抹脱模蜡，随后喷涂胶衣树脂，静置至胶衣树脂固化；在预成型膜上包裹预浸料，随后取出预成型膜，放入芯轴，再将预成型膜和芯轴放入模具型腔内，随后加热并向芯轴吹气进行固化，吹气过程中使芯轴充满预成型膜型腔，使其与模具型腔面贴合，固化完毕后去除芯轴获得复合材料制品。本发明先在预成型膜上包裹预浸料，达到复合材料制品的形状和大小，随后将芯轴放入预浸料中并吹气，整体操作简单，便于施工操作，且保证了预浸料与模具型腔的贴合性，所制备的复合材料成型效果好。效果好。


技术研发人员：刘成
受保护的技术使用者：湖北长盛复合材料科技有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/3/8