專利名稱：一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料成型領(lǐng)域，具體涉及一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
目前碳纖維復(fù)合材料成型工藝以真空灌注工藝為主，其原理為用塑料真空袋膜將模具密閉，形成閉模狀態(tài)，通過抽真空的方式將樹脂導(dǎo)入模具內(nèi)與纖維復(fù)合并壓制成型，此種工藝方法原理簡單，對設(shè)備沒有需求，但是輔材用量大，每次制備的真空體系所用輔材都不能重復(fù)使用，且封閉模具的過程為純?nèi)斯げ僮?，人為影響因素較大，穩(wěn)定性一般。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，利用硅橡膠及網(wǎng)眼布在模具表面制備硅膠膜待用，在模具上鋪好增強纖維布，用硅膠膜將模具封閉，利用抽真空的方式灌注樹脂，維持固定的壓強使材料成型，材料固化后脫模即得到制
品O具體技術(shù)方案如下一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，采用如下步驟硅橡膠袋膜的制備(I)利用硅橡膠及網(wǎng)眼布在模具表面制備硅橡膠袋膜待用；碳纖維復(fù)合材料的成型(2)在模具上鋪好增強纖維布；(3)用硅橡膠袋膜將模具封閉；(4)利用抽真空的方式灌注樹脂材料；(5)維持固定的壓強使材料成型；(6)待材料固化后脫模即得到制品。進(jìn)一步地，步驟(I)中進(jìn)一步包括(1-1)模具表面處理；(1-2)預(yù)埋注膠口及抽氣口；( 1-3)利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在模具表面；(1-4)在硅橡膠表面鋪網(wǎng)眼布；(1-5)在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，固化后將硅橡膠袋膜從模具表面脫出待用。進(jìn)一步地，步驟(1-1)中用酒精或者丙酮清除模具表面的油脂及水分，保證模具表面清潔干燥，步驟(1-2)中在模具中心部位預(yù)埋注膠口，在模具邊緣部位預(yù)埋抽氣口，步 驟(1-3)中利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在包括模具邊緣部分的模具表面，抽氣口及注膠口位置需要保留，所用硅橡膠為室溫硫化硅橡膠，其為甲基室溫硫化硅橡膠、甲基雙苯室溫硫化硅橡膠、甲基嵌段室溫硫化硅橡膠、氟硅橡膠等中的一種，步驟(1-4)中在硅橡膠表面鋪1-3層網(wǎng)眼布或者三明治網(wǎng)眼布，網(wǎng)眼布厚度為O. 5-5_，網(wǎng)眼布材料為滌綸、尼龍、棉中的一種或幾種，網(wǎng)眼形狀是三角形、菱形、六邊形、圓形中的一種或者幾種，步驟(1-5)中在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，所用硅橡膠與步驟(1-3)中相同，硅橡膠為室溫固化，固化時間為5-24h。進(jìn)一步地，步驟(2)中進(jìn)一步包括(2-1)模具前處理先用丙酮或乙醇將模具擦拭干凈，再在模具表面打脫模蠟或者脫模劑；(2-2)配樹脂，樹脂為不飽和樹脂或者環(huán)氧樹脂中的一種，按照質(zhì)量比樹脂與纖維為I :1-3 :1，不飽和樹脂與固化劑為100 2-100 :4，環(huán)氧樹脂與固化劑為100 :20-100 40 ；(2-3)鋪層碳纖維布的厚度為O. 3-0. 6mm，編織方式為單向編織和/或雙向編織。進(jìn)一步地,步驟(3)中進(jìn)一步包括(3-1)在鋪設(shè)好的纖維布表面鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)；(3-2)將抽氣管在模具邊緣一圈固定住；(3-3)將制作好的硅橡膠膜鋪設(shè)在模具表面；( 3-4 )在注膠口連接注膠管；( 3-5)將硅膠模預(yù)留抽氣口內(nèi)部接口與抽氣管連接，外部接口通過管路與樹脂收集器連接，樹脂收集器與真空泵連接；(3-6)用密封膠帶將娃膠膜周圍一圈封閉。進(jìn)一步地，步驟(4)中進(jìn)一步包括打開真空泵抽氣，真空度保持在-O. 05-0. IMpa，使模具內(nèi)氣體排出，再從樹脂導(dǎo)入管導(dǎo)入樹脂，待樹脂完全與纖維布浸潤后停止抽真空。進(jìn)一步地，步驟(5)中進(jìn)一步包括將樹脂導(dǎo)入管及抽真空管封閉保壓等待固化，不飽和樹脂固化時間為常溫2-10h，環(huán)氧樹脂固化溫度為60-180°C，時間為8-24h。進(jìn)一步地，步驟(6)中進(jìn)一步包括打開硅膠膜將制品取出，修剪邊部的毛刺，在制品表面噴涂清漆。進(jìn)一步地，硅橡膠膜重復(fù)使用。進(jìn)一步地，應(yīng)用于汽車、船舶領(lǐng)域。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以簡化工藝過程，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，硅橡膠膜代替塑料真空袋，可以重復(fù)使用，大大降低輔材浪費，硅橡膠膜可以制成各種與模、具表面相同的結(jié)構(gòu)，利于產(chǎn)品成型在封閉模具時操作簡單，簡化工藝步驟，提高產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性
具體實施例方式下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。一、硅橡膠袋膜的制備I、模具表面處理，用酒精或者丙酮清除模具表面的油脂及水分，保證模具表面清潔干燥；2、預(yù)埋注膠口及抽氣口，在模具中心部位預(yù)埋注膠口，在模具邊緣部位預(yù)埋抽氣□。3、利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在模具表面，包括模具邊緣部分，注意抽氣口及注膠口位置需要保留，所用硅橡膠為室溫硫化硅橡膠，可以是甲基室溫硫化硅橡膠、甲基雙苯室溫硫化硅橡膠、甲基嵌段室溫硫化硅橡膠、氟硅橡膠等中的一種。4、在硅橡膠表面鋪I——3層網(wǎng)眼布或者三明治網(wǎng)眼布，網(wǎng)眼布厚度為0. 5——5mm,網(wǎng)眼布材料為滌綸、尼龍、棉中的一種或幾種，網(wǎng)眼形狀可以是三角形、菱形、六邊形、圓形中的一種或者幾種，網(wǎng)眼布的作用是增加硅膠袋膜的強度及韌性。5、在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，所用硅橡膠與步驟3中相同，硅橡膠為室溫固化，固化時間為5—一24h，固化后將硅橡膠袋膜從模 具表面脫出待用。二、碳纖維復(fù)合材料成型I、模具前處理，先用丙酮或乙醇將模具擦拭干凈，再在模具表面打脫模蠟或者脫模劑，脫模蠟或者脫模劑涂2——4次，每次涂后干燥3——lOmin，再進(jìn)行下一次的操作；2、配樹脂，樹脂可以是不飽和樹脂或者環(huán)氧樹脂中的一種，樹脂與纖維的質(zhì)量比為I :1——3 :1，不飽和樹脂與固化劑的比例為100 2——100 :4，環(huán)氧樹脂與固化劑的比例是 100 20-100 40 ；3、鋪層，碳纖維布的厚度可以選擇0. 3——0. 6mm，編織方式可以是單向編織、雙向編織，鋪設(shè)前先將纖維布放在60——80°C環(huán)境下烘烤30——IOOmin,目的是除去水分，有利于與樹脂的充分浸潤復(fù)合。根據(jù)產(chǎn)品的厚度選擇合適的纖維厚度及層數(shù)。4、制作真空閉模工藝條件，先在鋪設(shè)好的纖維布表面鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)，導(dǎo)流網(wǎng)是加快樹脂流動的作用，有利于樹脂與纖維布的浸潤，將抽氣管在模具邊緣一圈固定住，將制作好的硅橡膠膜鋪設(shè)在模具表面，注意硅橡膠膜的形狀要與模具的形狀對應(yīng)整齊，在注膠口連接注膠管，將硅膠模預(yù)留抽氣口內(nèi)部接口與抽氣管連接，外部接口通過管路與樹脂收集器連接，樹脂收集器與真空泵連接；最后用密封膠帶將娃膠膜周圍一圈封閉；5、導(dǎo)入樹脂，真空壓制成型，打開真空泵抽氣，真空度保持在-0.05--0. IMpa,
使模具內(nèi)氣體排出，再從樹脂導(dǎo)入管導(dǎo)入樹脂，待樹脂完全與纖維布浸潤后停止抽真空，此時將樹脂導(dǎo)入管及抽真空管封閉保壓等待固化，不飽和樹脂固化時間為常溫2——10h，環(huán)氧樹脂固化溫度為60——180°C，時間為8——24h ；6、脫模，表面處理，打開硅膠膜將制品取出，修剪邊部的毛刺，在制品表面噴涂清漆。硅橡膠膜可以重復(fù)使用。以上工藝方法可以應(yīng)用于汽車、船舶等領(lǐng)域。實例I :一、硅橡膠袋膜的制備I、模具表面處理，用酒精清除模具表面的油脂及水分，保證模具表面清潔干燥；2、預(yù)埋注膠口及抽氣口，在模具中心部位預(yù)埋注膠口，在模具邊緣部位預(yù)埋抽氣□。3、利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在模具表面，包括模具邊緣部分，注意抽氣口及注膠口位置需要保留，所用硅橡膠為甲基室溫硫化硅橡膠。
4、在硅橡膠表面鋪I層網(wǎng)眼布，網(wǎng)眼布厚度為1mm，網(wǎng)眼布材料為滌綸，網(wǎng)眼形狀為圓形，網(wǎng)眼布的作用是增加硅膠袋膜的強度及韌性。5、在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，所用硅橡膠與步驟3中相同，硅橡膠為室溫固化，固化時間為8h，固化后將硅橡膠袋膜從模具表面脫出待用。二、碳纖維復(fù)合材料成型I、模具前處理，先用乙醇將模具擦拭干凈，再在模具表面打脫模蠟2次，每次涂后干燥3min，再進(jìn)行下一次的操作；2、配樹脂，選擇不飽和聚酯樹脂，樹脂與纖維的質(zhì)量比為I :1，不飽和樹脂與固化劑的比例為100 2 ；3、鋪層，碳纖維布的厚度為0. 6mm，編織方式為單向編織，鋪設(shè)前先將纖維布放在70°C環(huán)境下烘烤30min，目的是除去水分，有利于與樹脂的充分浸潤復(fù)合。根據(jù)產(chǎn)品的厚度選擇合適的纖維厚度及層數(shù)。4、制作真空閉模工藝條件，先在鋪設(shè)好的纖維布表面鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)，導(dǎo)流網(wǎng)是加快樹脂流動的作用，有利于樹脂與纖維布的浸潤，將抽氣管在模具邊緣一圈固定住，將制作好的硅橡膠膜鋪設(shè)在模具表面，注意硅橡膠膜的形狀要與模具的形狀對應(yīng)整齊，在注膠口連接注膠管，將硅膠模預(yù)留抽氣口內(nèi)部接口與抽氣管連接，外部接口通過管路與樹脂收集器連接，樹脂收集器與真空泵連接；最后用密封膠帶將娃膠膜周圍一圈封閉；5、導(dǎo)入樹脂，真空壓制成型，打開真空泵抽氣，真空度保持在-0. 05Mpa，使模具內(nèi)氣體排出，再從樹脂導(dǎo)入管導(dǎo)入樹脂，待樹脂完全與纖維布浸潤后停止抽真空，此時將樹脂導(dǎo)入管及抽真空管封閉保壓等待固化，不飽和樹脂固化時間為常溫5h ；6、脫模，表面處理，打開硅膠膜將制品取出，修剪邊部的毛刺，在制品表面噴涂清漆。硅橡膠膜可以重復(fù)使用。實例2:一、硅橡膠袋膜的制備I、模具表面處理，用丙酮清除模具表面的油脂及水分，保證模具表面清潔干燥；2、預(yù)埋注膠口及抽氣口，在模具中心部位預(yù)埋注膠口，在模具邊緣部位預(yù)埋抽氣□。3、利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在模具表面，包括模具邊緣部分，注意抽氣口及注膠口位置需要保留，所用硅橡膠為甲基雙苯室溫硫化硅橡膠。4、在硅橡膠表面鋪2層網(wǎng)眼布，網(wǎng)眼布厚度為0. 5mm和2_，網(wǎng)眼布材料分別為棉及尼龍，網(wǎng)眼形狀為六邊形，網(wǎng)眼布的作用是增加硅膠袋膜的強度及韌性。5、在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，所用硅橡膠與步驟3中相同，硅橡膠為室溫固化，固化時間為18h，固化后將硅橡膠袋膜從模具表面脫出待用。二、碳纖維復(fù)合材料成型
I、模具前處理，先用乙醇將模具擦拭干凈，再在模具表面打脫模劑3次，每次涂后干燥5min，再進(jìn)行下一次的操作；2、配樹脂，選擇環(huán)氧樹脂，樹脂與纖維的質(zhì)量比為2 :1，樹脂與固化劑的比例為100:30 ；3、鋪層，碳纖維布的厚度為0. 35mm，編織方式為雙向編織，鋪設(shè)前先將纖維布放在90°C環(huán)境下烘烤20min，目的是除去水分，有利于與樹脂的充分浸潤復(fù)合。根據(jù)產(chǎn)品的厚度選擇合適的纖維厚度及層數(shù)。
4、制作真空閉模工藝條件，先在鋪設(shè)好的纖維布表面鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)，導(dǎo)流網(wǎng)是加快樹脂流動的作用，有利于樹脂與纖維布的浸潤，將抽氣管在模具邊緣一圈固定住，將制作好的硅橡膠膜鋪設(shè)在模具表面，注意硅橡膠膜的形狀要與模具的形狀對應(yīng)整齊，在注膠口連接注膠管，將硅膠模預(yù)留抽氣口內(nèi)部接口與抽氣管連接，外部接口通過管路與樹脂收集器連接，樹脂收集器與真空泵連接；最后用密封膠帶將娃膠膜周圍一圈封閉；5、導(dǎo)入樹脂，真空壓制成型，打開真空泵抽氣，真空度保持在-0. 075Mpa，使模具內(nèi)氣體排出，再從樹脂導(dǎo)入管導(dǎo)入樹脂，待樹脂完全與纖維布浸潤后停止抽真空，此時將樹脂導(dǎo)入管及抽真空管封閉保壓等待固化，環(huán)氧樹脂固化溫度為100°C，時間為8. 5h ；6、脫模，表面處理，打開硅膠膜將制品取出，修剪邊部的毛刺，在制品表面噴涂清漆。硅橡膠膜可以重復(fù)使用。上面對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，采用如下步驟 硅橡膠袋膜的制備 (1)利用硅橡膠及網(wǎng)眼布在模具表面制備硅橡膠袋膜待用； 碳纖維復(fù)合材料的成型 (2)在模具上鋪好增強纖維布； (3)用硅橡膠袋膜將模具封閉； (4)利用抽真空的方式灌注樹脂材料； (5)維持固定的壓強使材料成型； (6)待材料固化后脫模即得到制品。
2.如權(quán)利要求I所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(I)中進(jìn)一步包括 (1-1)模具表面處理； (1-2)預(yù)埋注膠口及抽氣口 ； (1-3)利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在模具表面； (1-4)在硅橡膠表面鋪網(wǎng)眼布； (1-5)在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，固化后將硅橡膠袋膜從模具表面脫出待用。
3.如權(quán)利要求I或2所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(1-1)中用酒精或者丙酮清除模具表面的油脂及水分，保證模具表面清潔干燥，步驟(1-2)中在模具中心部位預(yù)埋注膠口，在模具邊緣部位預(yù)埋抽氣口，步驟(1-3)中利用膠槍將硅橡膠均勻的涂覆在包括模具邊緣部分的模具表面，抽氣口及注膠口位置需要保留，所用硅橡膠為室溫硫化硅橡膠，其為甲基室溫硫化硅橡膠、甲基雙苯室溫硫化硅橡膠、甲基嵌段室溫硫化硅橡膠、氟硅橡膠等中的一種，步驟(1-4)中在硅橡膠表面鋪1-3層網(wǎng)眼布或者三明治網(wǎng)眼布，網(wǎng)眼布厚度為O. 5-5_，網(wǎng)眼布材料為滌綸、尼龍、棉中的一種或幾種，網(wǎng)眼形狀是三角形、菱形、六邊形、圓形中的一種或者幾種，步驟(1-5)中在網(wǎng)眼布表面涂覆硅橡膠，所用硅橡膠與步驟(1-3)中相同，硅橡膠為室溫固化，固化時間為5-24h。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟(2)中進(jìn)一步包括 (2-1)模具前處理先用丙酮或乙醇將模具擦拭干凈，再在模具表面打脫模蠟或者脫模劑； (2-2)配樹脂，樹脂為不飽和樹脂或者環(huán)氧樹脂中的一種，按照質(zhì)量比樹脂與纖維為I : 1-3 1，不飽和樹脂與固化劑為100 2-100 4，環(huán)氧樹脂與固化劑為100 20-100 40 ； (2-3)鋪層碳纖維布的厚度為O. 3-0. 6mm，編織方式為單向編織和/或雙向編織。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的娃橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法,其特征在于，步驟(3)中進(jìn)一步包括 (3-1)在鋪設(shè)好的纖維布表面鋪一層導(dǎo)流網(wǎng)； (3-2)將抽氣管在模具邊緣一圈固定??； (3-3)將制作好的硅橡膠膜鋪設(shè)在模具表面； (3-4)在注膠口連接注膠管；(3-5)將硅膠模預(yù)留抽氣口內(nèi)部接口與抽氣管連接，外部接口通過管路與樹脂收集器連接，樹脂收集器與真空泵連接； (3-6)用密封膠帶將硅膠膜周圍一圈封閉。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的娃橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法,其特征在于，步驟(4)中進(jìn)一步包括打開真空泵抽氣，真空度保持在-O. 05—0. IMpa,使模具內(nèi)氣體排出，再從樹脂導(dǎo)入管導(dǎo)入樹脂，待樹脂完全與纖維布浸潤后停止抽真空。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的娃橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法,其特征在于，步驟(5)中進(jìn)一步包括將樹脂導(dǎo)入管及抽真空管封閉保壓等待固化，不飽和樹脂固化時間為常溫2-10h,環(huán)氧樹脂固化溫度為60-180°C,時間為8_24h。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟￠)中進(jìn)一步包括打開硅膠膜將制品取出，修剪邊部的毛刺，在制品表面噴涂清漆。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，硅橡膠膜重復(fù)使用。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，其特征在于，應(yīng)用于汽車、船舶領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅橡膠袋閉模工藝制備碳纖維復(fù)合材料的方法，采用如下步驟硅橡膠袋膜的制備利用硅橡膠及網(wǎng)眼布在模具表面制備硅橡膠袋膜待用；碳纖維復(fù)合材料的成型在模具上鋪好增強纖維布；用硅橡膠袋膜將模具封閉；利用抽真空的方式灌注樹脂材料；維持固定的壓強使材料成型；待材料固化后脫模即得到制品。
文檔編號B29C70/54GK102632623SQ20121002194
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者李祥偉 申請人:奇瑞汽車股份有限公司