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複合材料工藝技術大全

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複合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用,代替了很多傳統的材料。複合材料按其組成分爲金屬與金屬複合材料、非金屬與金屬複合材料、非金屬與非金屬複合材料。下面是小編爲大家整理的複合材料工藝技術大全,歡迎大家閱讀瀏覽。

複合材料工藝技術大全

層壓及卷管成型工藝

1層壓成型工藝層壓成型是將預浸膠布按照產品形狀和尺寸進行剪裁、疊加後,放入兩個拋光的金屬模具之間,加溫加壓成型複合材料製品的生產工藝。它是複合材料成型工藝中發展較早、也較成熟的一種成型方法。該工藝主要用於生產電絕緣板和印刷電路板材。現在,印刷電路板材已廣泛應用於各類收音機、電視機、電話機和移動電話機、電腦產品、各類控制電路等所有需要平面集成電路的產品中。

層壓工藝主要用於生產各種規格的複合材料板材,具有機械化、自動化程度高、產品質量穩定等特點,但一次性投資較大,適用於批量生產,並且只能生產板材,且規格受到設備的限制。

層壓工藝過程大致包括:預浸膠布製備、膠布裁剪疊合、熱壓、冷卻、脫模、加工、後處理等工序。

2卷管成型工藝卷管成型工是用預浸膠布在卷管機上熱捲成型的一種複合材料製品成型方法,其原理是藉助卷管機上的熱輥,將膠布軟化,使膠布上的樹脂熔融。在一定的張力作用下,輥筒在運轉過程中,藉助輥筒與芯模之間的摩擦力,將膠布連續捲到芯管上,直到要求的厚度,然後經冷輥冷卻定型,從卷管機上取下,送入固化爐中固化。管材固化後,脫去芯模,即得複合材料卷管。

卷管成型按其上布方法的不同而可分爲手工上布法和連續機械法兩種。其基本過程是:首先清理各輥筒,然後將熱輥加熱到設定溫度,調整好膠布張力。在壓輥不施加壓力的情況下,將引頭布先在塗有脫模劑的管芯模上纏上約1圈,然後放下壓輥,將引頭布貼在熱輥上,同時將膠布拉上,蓋貼在引頭布的加熱部分,與引頭布相搭接。引頭布的長度約爲800~1200mm,視管徑而定,引頭布與膠布的搭接長度一般爲150~250mm。在卷制厚壁管材時,可在卷制正常執行後,將芯模的旋轉速度適當加快,在接近設計壁厚時再減慢轉速,至達到設計厚度時,切斷膠布。然後在保持壓輥壓力的情況下,繼續使芯模旋轉1~2圈。最後提升壓輥,測量管坯外徑,合格後,從卷管機上取出,送入固化爐中固化成型。

3預浸膠布製備工藝預浸膠布是生產複合材料層壓板材、卷管和布帶纏繞製品的半成品。

(1)原材料

預浸膠布生產所需的主要原材料有增強材料(如玻璃布、石棉布、合成纖維布、玻璃纖維氈、石棉氈、碳纖維、芳綸纖維、石棉紙、牛皮等)和合成樹脂(如酚醛樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機硅樹脂等)。

(2)預浸膠布的製備工藝

預浸膠布的製備是使用經熱處理或化學處理的玻璃布,經浸膠槽浸漬樹脂膠液,透過刮膠裝置和牽引裝置控制膠布的樹脂含量,在一定的溫度下,經過一定時間的洪烤,使樹脂由A階轉至B階,從而得到所需的預浸膠布。通常將此過程稱之爲玻璃的浸膠。

樹脂傳遞模塑成型(RTM)

樹脂傳遞模塑成型簡稱RTM(Resin Transfer Molding)。RTM起始於50年代,是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術,可以生產出兩面光的製品。在國外屬於這一工藝範疇的還有樹脂注射工藝 (Resin Injection)和壓力注射工藝(Pressure Infection)。

RTM的基本原理是將玻璃纖維增強材料鋪放到閉模的模腔內,用壓力將樹脂膠液注入模腔,浸透玻纖增強材料,然後固化,脫模成型製品。

從上前的研究水平來看,RTM技術的研究發展方向將包括微機控制注射機組,增強材料預成型技術,低成本模具,快速樹脂固化體系,工藝穩定性和適應性等。

RTM成型技術的特點:①可以製造兩面光的製品;②成型效率高,適合於中等規模的玻璃鋼產品生產(20000件/年以內);③RTM爲閉模操作,不污染環境,不損害工人健康;④增強材料可以任意方向鋪放,容易實現按製品受力狀況鋪放增強材料;⑤原材料及能源消耗少;⑥建廠投資少,上馬快。

RTM技術適用範圍很廣,目前已廣泛用於建築、交通、電訊、衛生、航空航天等工業領域。已開發的產品有:汽車殼體及部件、娛樂車構件、螺旋漿、8.5m長的風力發電機葉片、天線罩、機器罩、浴盆、沐浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線杆、小型遊艇等。

1RTM工藝及設備成型工藝 RTM全部生產過程分11道工序,各工序的操作人員及工具、設備位置固定,模具由小車運送,依次經過每一道工序,實現流水作業。模具在流水線上的循環時間,基本上反映了製品的生產週期,小型製品一般只需十幾分鍾,大型製品的生產週期可以控制在1h以內完成。

成型設備

RTM成型設備主要是樹脂壓注機和模具。

①樹脂村注機

樹脂壓注機由樹脂泵、注射槍組成。樹脂泵是一組活塞式往復泵,最上端是一個空氣動力泵。當壓縮空氣驅動空氣泵活塞上下運動時,樹脂泵將桶中樹脂經過流量控制器、過濾器定量地抽入樹脂貯存器,側向槓桿使催化劑泵運動,將催化劑定量地抽至貯存器。壓縮空氣充入兩個貯存器,產生與泵壓力相反的緩衝力,保證樹脂和催化劑能穩定的流向注射槍頭。注射槍口後有一個靜態紊流混合器,可使樹脂和催化劑在無氣狀態下混合均勻,然後經槍口注入模具,混合器後面設計有清洗劑入口,它與一個有0.28MPa壓力的溶劑罐相聯,當機器使用完後,開啟開關,溶劑自動噴出,將注射槍清洗乾淨。

②模具

RTM模具分玻璃鋼模、玻璃鋼表面鍍金屬模和金屬模3種。玻璃鋼模具容易製造,價格較低,聚酯玻璃鋼模具可使用2000次,環氧玻璃鋼模具可使用4000次。表面鍍金屬的玻璃鋼模具可使用10000次以上。金屬模具在RTM工藝中很少使用,一般來講,RTM的模具費僅爲SMC的2%~16%。

2RTM原材料RTM用的原材料有樹脂體系、增強材料和填料。

樹脂體系:RTM工藝用的樹脂主要是不飽和聚酯樹脂。

增強材料:一般RTM的增強材料主要是玻璃纖維,其含量爲25%~45%(重量比);常用的增強材料有玻璃纖維連續氈、複合氈及軸向布。

填料:填料對RTM工藝很重要,它不僅能降低成本,改善性能,而且能在樹脂固化放熱階段吸收熱量。常用的填料有氫氧化鋁、玻璃微珠、碳酸鈣、雲母等。

袋壓法、熱壓罐法等工藝

袋壓法、熱壓罐法、液壓釜法和熱膨脹模塑法統稱爲低壓成型工藝。其成型過程是用手工鋪疊方式,將增強材料和樹脂(含預浸材料)按設計方向和順序逐層鋪放到模具上,達到規定厚度後,經加壓、加熱、固化、脫模、修整而獲得製品。四種方法與手糊成型工藝的區別僅在於加壓固化這道工序。因此,它們只是手糊成型工藝的改進,是爲了提高製品的密實度和層間粘接強度。

以高強度玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維和環氧樹脂爲原材料,用低壓成型方法制造的高性能複合材料製品,已廣泛用於飛機、導彈、衛星和航天飛機。如飛機艙門、整流罩、機載雷達罩,支架、機翼、尾翼、隔板、壁板及隱形飛機等。

1袋壓法袋壓成型是將手糊成型的未固化製品,透過橡膠袋或其它彈性材料向其施加氣體或液體壓力,使製品在壓力下密實,固化。

袋壓成型法的優點是:①產品兩面光滑;②能適應聚酯、環氧和酚醛樹脂;③產品性能比手糊高。

袋壓成型分壓力袋法和真空袋法2種:

①壓力袋法

壓力袋法是將手糊成型未固化的製品放入一橡膠袋,固定好蓋板,然後通入壓縮空氣或蒸汽(0.25~0.5MPa),使製品在熱壓條件下固化。

②真空袋法

此法是將手糊成型未固化的製品,加蓋一層橡膠膜,製品處於橡膠膜和模具之間,密封周邊,抽真空(0.05~0.07MPa),使製品中的氣泡和揮發物排除。真空袋成型法由於真空壓力較小,故此法僅用於聚酯和環氧複合材料製品的溼法成型。

2熱壓釜和液壓釜法熱壓釜和液壓釜法都是在金屬容器內,透過壓縮氣體或液體對未固化的手糊製品加熱、加壓,使其固化成型的一種工藝。

熱壓釜法

熱壓釜是一個臥式金屬壓力容器,未固化的手糊製品,加上密封膠袋,抽真空,然後連同模具用小車推進熱壓釜內,通入蒸汽(壓力爲1.5~2.5MPa),並抽真空,對製品加壓、加熱,排出氣泡,使其在熱壓條件下固化。它綜合了壓力袋法和真空袋法的優點,生產週期短,產品質量高。熱壓釜法能夠生產尺寸較大、形狀複雜的高質量、高性能複合材料製品。產品尺寸受熱壓釜限制,目前國內最大的熱壓釜直徑爲2.5m,長18m,已開發應用的產品有機翼、尾翼、衛星天線反射器,導彈載入體、機載夾層結構雷達罩等。此法的.最大缺點是設備投資大,重量大,結構複雜,費用高等。

液壓釜法

液壓釜是一個密閉的壓力容器,體積比熱壓釜小,直立放置,生產時通入壓力熱水,對未固化的手糊製品加熱、加壓,使其固化。液壓釜的壓力可達到2MPa或更高,溫度爲80~100℃。用油載體、熱度可達200℃。此法生產的產品密實,週期短,液壓釜法的缺點是設備投資較大。

3熱膨脹模塑法熱膨脹模塑法是用於生產空腹、薄壁高性能複合材料製品的一種工藝。其工作原理是採用不同膨脹係數的模具材料,利用其受熱體積膨脹不同產生的擠壓力,對製品施工壓力。熱膨脹模塑法的陽模是膨脹係數大的硅橡膠,陰模是膨脹係數小的金屬材料,手糊未固化的製品放在陽模和陰模之間。加熱時由於陽、陰模的膨脹係數不同,產生巨大的變形差異,使製品在熱壓下固化。

噴射成型技術

噴射成型技術是手糊成型的改進,半機械化程度。噴射成型技術在複合材料成型工藝中所佔比例較大,如美國佔9.1%,西歐佔11.3%,日本佔21%。目前國內用的噴射成型機主要是從美國進口。

1噴射成型工藝原理及優缺點噴射成型工藝是將混有引發劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出,同時將切斷的玻纖粗紗,由噴槍中心噴出,使其與樹脂均勻混合,沉積到模具上,當沉積到一定厚度時,用輥輪壓實,使纖維浸透樹脂,排除氣泡,固化後成製品。

噴射成型的優點:①用玻纖粗紗代替織物,可降低材料成本;②生產效率比手糊的高2~4倍;③產品整體性好,無接縫,層間剪切強度高,樹脂含量高,抗腐蝕、耐滲漏性好;④可減少飛邊,裁布屑及剩餘膠液的消耗;⑤產品尺寸、形狀不受限制。其缺點爲:①樹脂含量高,製品強度低;②產品只能做到單面光滑;③污染環境,有害工人健康。

噴射成型效率達15kg/min,故適合於大型船體制造。已廣泛用於加工浴盆、機器外罩、整體衛生間,汽車車身構件及大型浮雕製品等。

2生產準備場地:噴射成型場地除滿足手糊工藝要求外,要特別注意環境排風。根據產品尺寸大小,操作間可建成密閉式,以節省能源。

材料準備:原材料主要是樹脂(主要用不飽和聚酯樹脂)和無捻玻纖粗紗。

模具準備:準備工作包括清理、組裝及塗脫模劑等。

噴射成型設備:噴射成型機分壓力罐式和泵供式兩種:

①泵式供膠噴射成型機,是將樹脂引發劑和促進劑分別由泵輸送到靜態混合器中,充分混合後再由噴槍噴出,稱爲槍內混合型。其組成部分爲氣動控制系統、樹脂泵、助劑泵、混合器、噴槍、纖維切割噴射器等。樹脂泵和助劑泵由搖臂剛性連接,調節助劑泵在搖臂上的位置,可保證配料比例。在空壓機作用下,樹脂和助劑在混合器內均勻混合,經噴槍形成霧滴,與切斷的纖維連續地噴射到模具表面。這種噴射機只有一個膠液噴槍,結構簡單,重量輕,引發劑浪費少,但因系內混合,使完後要立即清洗,以防止噴射堵塞。

②壓力罐式供膠噴射機是將樹脂膠液分別裝在壓力罐中,靠進入罐中的氣體壓力,使膠液進入噴槍連續噴出。主要由兩個樹脂罐、管道、閥門、噴槍、纖維切割噴射器、小車及支架組成。工作時,接通壓縮空氣氣源,使壓縮空氣經過氣水分離器進入樹脂罐、玻纖切割器和噴槍,使樹脂和玻璃纖維連續不斷的由噴槍噴出,樹脂霧化,玻纖分散,混合均勻後沉落到模具上。這種噴射機是樹脂在噴槍外混合,故不易堵塞噴槍嘴。

3噴射成型工藝控制

噴射工藝參數選擇:

①樹脂含量

噴射成型的製品中,樹脂含量控制在60%左右。

②噴霧壓力

當樹脂粘度爲0.2Pa·s,樹脂罐壓力爲0.05~0.15MPa時,霧化壓力爲0.3~0.55MPa,方能保證組分混合均勻。

③噴槍夾角

不同夾角噴出來的樹脂混合交距不同,一般選用20°夾角,噴槍與模具的距離爲350~400mm。改變距離,要高速噴槍夾角,保證各組分在靠近模具表面處交集混合,防止膠液飛失。

噴射成型應注意事項:

①環境溫度應控制在(25±5)℃。過高,易引起噴槍堵塞;過低,混合不均勻,固化慢;

②噴射機系統內不允許有水分存在,否則會影響產品質量;

③成型前,模具上先噴一層樹脂,然後再噴樹脂纖維混合層;

④噴射成型前,先調整氣壓,控制樹脂和玻纖含量;

⑤噴槍要均勻移動,防止漏噴,不能走弧線,兩行之間的重疊富庶小於1/3,要保證覆蓋均勻和厚度均勻;

⑥噴完一層後,立即用輥輪壓實,要注意棱角和凹凸表面,保證每層壓平,排出氣泡,防止帶起纖維造成毛刺;

⑦每層噴完後,要進行檢查,合格後再噴下一層;

⑧最後一層要噴薄些,使表面光滑;

⑨噴射機用完後要立即清洗,防止樹脂固化,損壞設備。

泡沫塑料夾層結構製造

1原材料泡沫塑料夾層結構用的原材料分爲面板(蒙皮)材料、夾芯材料和粘接劑。

①面板材料

主要是用玻璃布和樹脂製成的薄板,與蜂窩夾層結構面板用的材料相同。

②粘接劑

面板和夾芯材料的粘接劑,主要取決於泡沫塑料種類,如聚苯乙烯泡沫塑料,不能用不飽和聚酯樹脂粘接。

③泡沫夾芯材料

泡沫塑料的種類很多,其分類方法有兩種:

一種是按樹脂基體分,可分爲:聚氯乙烯泡沫塑料,聚苯乙烯泡沫塑料,聚乙烯泡沫塑料,聚氨酯泡沫塑料,酚醛,環氧及不飽和聚酯等熱固性泡沫塑料等。

另一種是按硬度分,可分爲硬質、半硬質和軟質三種。

用泡沫塑料芯材生產夾層結構的最大優點是防寒、絕熱,隔音性能好,質量輕,與蒙皮粘接面大,能均勻傳遞荷載,抗衝擊性能好等。

2泡沫塑料製造技術生產泡沫塑料的發泡方法較多,有機械發泡法、惰性氣體混溶減壓發泡法、低沸點液體蒸發發泡法、發泡劑分解放氣發泡法和原料組分相互反應放氣發泡法等。

①機械發泡法

利用強烈機械攪拌,將氣體混入到聚合物溶液、乳液或懸浮液中,形成泡沫體,然後經固化而獲得泡沫塑料。

②惰性氣體混溶減壓發泡法

利用惰性氣體(如氮氣、二氧化碳等)無色、無臭、難與其它化學元素化合的原理,在高壓下壓入聚合物中,經升溫、減壓、使氣體膨脹發泡。

③低沸點液體蒸發發泡法

將低沸點液體壓入聚合物中,然後加熱聚合物,當聚合物軟化、液體達到沸點時,藉助液體氣化產生的蒸氣壓力,使聚合物發泡成泡沫體。

④化學發泡劑發泡法

藉助發泡劑在熱作用下分解產生的氣體,使聚合物體積膨脹,形成泡沫塑料。

⑤原料化學反應發泡法

此法是利用能發泡的原料組分,相互反應放出二氧化碳或氮氣等使聚合物膨脹發泡成泡沫體。

3泡沫塑料夾層結構製造泡沫塑料夾層結構的製造方法有:預製粘接法、現場澆注成型法和連續機械成型法三種。

①預製粘接法

將蒙皮和泡沫塑料芯材分別製造,然後再將它們粘接成整體。預製成型法的優點是能適用各種泡沫塑料,工藝簡單,不需要複雜機械設備等。其缺點是生產效率低, 質量不易保證。

②整體澆注成型法

先預製好夾層結構的外殼,然後將混合均勻的泡沫料漿澆入殼體內,經過發泡成型和固化處理,使泡沫漲滿腔體,並和殼體粘接成一個整體結構。

③連續成型法

適用於生產泡沫塑料夾層結構板材。

其他成型工藝

聚合物基複合材料的其它成型工藝,主要指離心成型工藝、澆鑄成型工藝、彈性體貯存樹脂成型工藝(ERM)、增強反應注射成型工藝(RRIM)等。

1離心成型工藝離心成型工藝在複合材料製品生產中,主要是用於製造管材(地埋管),它是將樹脂、玻璃纖維和填料按一定比例和方法加入到旋轉的模腔內,依靠高速旋轉產生的離心力,使物料擠壓密實,固化成型。

離心玻璃鋼管分爲壓力管非壓力管兩類,其使用壓力爲0~18MPa。這種管的管徑一般爲φ400~φ2500mm,最大管徑或達5m,以φ1200mm以上管徑經濟效果最佳,離心管的長度2~12m,一般爲6m。

離心玻璃鋼管的優點很多,與普通玻璃鋼管和混凝土管相比,它強度高、重量輕,防腐、耐磨(是石棉水泥管的5~10倍)、節能、耐久(50年以 上)及綜合工程造價低,特別是大口徑管等;與纏繞加砂玻璃鋼管相比,其最大特點是剛度大,成本低,管壁可以按其功能設計成多層結構。離心法制管質量穩定,原材料損耗少,其綜合成本低於鋼管。離心玻璃鋼管可埋深15m,能隨真空及外壓。其缺點是內表面不夠光滑,水力學特性比較差。

離心玻璃鋼管的應用前景十分廣闊,其主要應用範圍包括:給水及排水工程幹管,油田注水管、污水管、化工防腐管等。

(1)原材料

生產離心管的原材料有樹脂、玻璃纖維及填料(粉狀和粒狀填料)等。

樹脂:應用最廣的是不飽和聚酯樹脂,可根據使用條件和工藝要求選擇樹脂牌號和固化劑。

增強材料:主工是玻璃纖維及其製品。玻纖製品有連續纖維氈、網格布及單向布等,製造異形斷面製品時,可先將玻纖製成預製品,然後放入模內。

填料:填料的作是用增加製品的剛度、厚度、降低成本,填料的種類要根據使用要求選擇,一般爲石英砂、石英粉、輝綠岩粉等。

(2)工藝流程

離心制管的加料方法與纏繞成型工藝不同,加料系統是把樹脂、纖維和填料的供料裝置,統一安裝在可往復運動的小車上。

(3)模具

離心法生產玻璃鋼管的模具,主要是鋼模,模具分整體式和拼裝式兩種:小於φ800mm管的模具,用整體式,大於φ800mm管的模具,可以用拼裝式。

模具設計要保證有足夠的強度和剛度,防止旋轉、震動過程中變形。模具由管身、封頭、託輪箍組成。管身由鋼板卷焊而成,小直徑管身可用無縫鋼 管。封頭的作用是增加管模端頭的強度和防止物料外流。託輪箍的作用是支撐模具,傳遞旋轉力,使模具在離心機上高速度旋轉,模具的管身內表面必須平整,光滑,一般都要精加工和拋光,保證順利脫模。

2澆注成型工藝澆注成型主要用於生產無纖維增強的複合材料製品,如人造大理石,鈕釦、包埋動、植物標本、工藝品、錨杆固定劑、裝飾板等。

澆注成型比較簡單,但要生產出優質產品,則需要熟練的操作技術。

(1)鈕釦生產工藝

用聚酯樹脂澆注的鈕釦,具有硬度高,光澤好,耐磨、耐燙、耐乾洗、花色品種多及價格低等優點,目前在國內外已基本取代了有機玻璃鈕釦,佔鈕釦市場80%以上。 生產鈕釦的原料主要是不飽和聚酯樹脂、固化劑(引發劑採用過氧化甲乙酮)和輔助材料(包括色漿、珠光粉、觸變劑等)。

聚酯鈕釦採用離心澆注式棒材澆注法生產,先製成板材或棒材,然後經切板、切棒製成鈕釦,再經熱處理、刮面、刮底、銑槽、打眼、拋光等工序製成鈕釦。

(2)人造石材生產工藝

人造石材是用不飽和聚酯樹脂和填料製成的。由於所選用的填料不同,製成的人造石材分爲人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗石和聚酯混凝土等。

生產人造石材的原材料是不飽和聚酯樹脂,填料和顏料:

①樹脂

生產人造石材的樹脂分面層和結構層兩層,表面裝飾層樹脂要求收縮性小,有韌性、硬度好,耐熱、耐磨、耐水等,同時要求易調色。辛戌二醇鄰苯型樹脂用於人造石材,辛戌二醇間苯型樹脂用於生產衛生潔具。固化體系,常用過氧化甲乙酮、萘酸鈷溶液。

②填料

生產人造石材的填料有很多,生產人造大理石的填料是大理石粉,石英粉、白雲石粉、碳酸鈣粉等,生產人造花崗石的填料是用粒料級配,不同品種花崗石用不同色彩的粒料,生產人瑪瑙的填料要有一定透明性,一般選用氫氧化鋁或三氧化二鋁等。

③顏料

生產人造石材需要各色顏料,如制人造大理石或人造瑪瑙浴盆,應選擇耐熱、耐水的色漿,製造裝飾板及工藝品時,要選用耐光、耐水及耐久的顏料。

生產人造大理石、花崗石板材用的模具材料有玻璃鋼、不鏽鋼、塑料、玻璃等。生產人造石板材的模板,要求表面平整,光澤、有足夠的強度和剛度,能經受生產過程中的熱應力、搬運荷載及碰撞等。

3彈性體貯樹脂模塑成型技術彈性體貯樹脂模塑成型(Elastic Reservir Molding, ERM)是80年代在歐美出現的新工藝,它是用柔性材料(開孔聚氨酯泡沫塑料)作爲芯材並滲入樹脂糊。這種滲有樹脂糊的泡沫體留在成型好的ERM材料中間,泡沫體使ERM製成的產品密度降低,衝擊強度和剛度提高,故可稱爲壓制成型的夾層結構製品。

ERM與SMC一樣,同屬於模壓成型的片狀模塑料,只是由於ERM具有夾層結構的構造,給它帶來優於SMC的特點:

(1)重量輕:ERM比用 氈和SMC製成的製品輕30%以上;

(2)ERM製品的比剛度優於SMC、鋁和鋼製成的製品;

(3)搞衝擊強度高:在增強材料含量相同的條件下,ERM比SMC的抗衝擊強度高很多;

(4)物理力學性能高:在增強材料含量相同的條件下,ERM製品的物理力學性能優於SMC製品;

(5)投資費用低:ERM成型機組比SMC機組簡單,ERM製品成型壓力比SMC製品低10倍左右,故生產ERM製品時可以採用低噸位壓機和低強度材料模具,從而減少建投資。

ERM製品生產工藝分爲ERM製造和ERM製品成型兩個過程:

(1)ERM生產工藝

ERM生產原材料爲開孔聚氨酯泡沫塑料,各種纖維製品(如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維製成的短切氈、連續纖維氈、針織氈等)和各種熱固性樹脂。其生產過程如下:先在ERM機組上將調好的樹脂糊浸漬開孔聚氨酯泡沫塑料,透過塗刮器將樹脂糊塗到泡沫上,用壓輥將樹脂糊壓擠到泡沫體的孔內,然後將兩層泡沫複合到一起,最後在上下兩個面鋪放玻纖維氈或其它纖維製品,製成ERM夾層材料,切割成適宜的尺寸,用於壓制成型或貯存。

(2)ERM製品生產工藝

ERM製品生產過程與其它熱固性模壓料(玻纖布或氈預浸料、SMC等)相比,需要在熱壓條件下固化成型,但成型壓力比SMC小很多,大約是SMC成型壓力的1/10,爲0.5~0.7MPa。

ERM技術目前主要用於汽車工業材料和輕質建築複合材料工業。由於ERM具有夾層結構材料的特點,是適用於生產大型結構的組合部件,各種輕質板材,活動房屋、雷達罩,房門等。在汽車工業中的製品有行李車拖斗、蓋板、儀表盤、保險槓、車門、底板等。

4增強反應注射模塑技術增強反應注射模塑工藝(Reinforced Reaction Injection Molding, RRIM)是利用高壓衝擊來混合兩種單體物料及短纖維增強材料,並將其注射到模腔內,經快速固化反應形成製品的一種成型方法。如果不用增強材料,則稱爲反應注射模塑(Reaction Injection Moling, RIM)。採用連續纖維增強時,稱爲結構反應注射模塑(Structure Reaction Injection Molding, SRIM)。

RRIM的原材料分樹脂體系和增強材料兩類

(1)樹脂體系

生產RRIM的樹脂應滯如下要求:

①必須由兩種以上的單體組成;

②單體在室溫條件下能保持穩定;

③粘度適當,容易用泵輸送;

④單體混合後,能快速固化;

⑤固化反應不產生副產物。

應用最多的是聚氨酯樹脂、不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂。

(2)增強材料

常用的增強材料有玻璃纖維粉、玻璃纖維和玻璃微珠。爲了增加增強材料與樹脂的粘接強度,上述增強材料都採用增強偶聯劑進行表面處理。

RRIM的工藝特點:

①產品設計自由度大,可以生產大尺寸部件;

②成型壓力低(0.35~0.7MPa),反應成型時,無模壓應力,產品在模 內發熱量小;

③製品收縮率低,尺寸穩定性好,因加有大量填料和增強材料,減少了樹脂固化收縮;

④製品鑲嵌件工藝簡便;

⑤製品表面質量好,玻璃粉和玻璃微珠 能提高製品耐磨性和耐熱性;

⑥生產設備簡單,模具費用低,成型週期短,製品生產成本低。

RRIM製品的最大用戶是汽車工業,可做汽車保險槓、儀表盤,高強度RRIM製品可以做汽車的結構材料、承載材料。由於其成型週期短,性能可設計,在電絕緣工程、防腐工程、機械儀表工業中代替工程塑料及高分子合金應用。