【讲堂】复合材料工艺详解之层压成型工艺(加压型)

层压成型工艺(加压型)

层压工艺是指将浸有或涂有树脂的片材层叠,组成叠合体,送入层压机,在加热和加压下,固化成型玻璃钢板材或其他形状简单的复合材料制品的一种方法。

1.原材料准备:已制备好的胶布(工艺见后面层压引申:胶布制备工艺)

2.工艺过程:

2.1下料

将胶布剪成一定尺寸,以便送入压机压制。剪切可以用连续切割机,也可以是手工剪切。

2.2 配叠(简称排板或配布)

需要注意下面几个问题:

①通常对多层层压板的每块布料,在两面各放2~3张面层胶布;

②挥发分含量不宜过大,挥发分含量若大于7%,应干燥处理后使用;

③在配叠内层胶布时,临近面层的10~20张应选择平整、无污染及破损的胶布,超过9mm的厚板其中间层可夹配有接头和取过样的胶布;

④根据压机的生产能力合理计算并确定制品的产量和规格。

2.3组合

由钢板、冷压铁板、衬垫及若干板料的堆迭组合称为一个叠合体。叠合体一般按下列顺序组合:铁板→衬纸→单面钢板→板料→双面钢板→板料→……→双面钢板→板料→单面钢板→衬纸→铁板。

2.4热压

一般分为预热预压和热压两个阶段。

①预热预压阶段

主要目的是使树脂熔化,去除挥发物,使熔融树脂进一步浸渍玻纤布,并使树脂逐步固化至凝胶态。预压到板坯边缘流出胶但不能拉丝时,立即加满压力并升温,此时预压结束,进入热压阶段。

②热压阶段

从加全压到热压结束,称为热压阶段。从到达指定的热压温度到热压结束的时间,称为保温时间。一般玻璃钢层压板的保温时间为2min/mm~7min/mm。

2.5冷却脱模

热压结束,关闭热源,通冷却水于热板中进行冷却,同时保持原有压力(冷压),一般冷却到板材温度为50℃以下,去除压力取出板材。

2.6后处理

有些固化体系在后阶段固化速度较慢,在压机上加热固化,基本定型后,可取出放在120℃~130℃的烘房中再进行后处理48h~75h,提高板材的耐热性、机械强度和电性能。

3.工艺参数

热压成型时的温度、压力、时间是三个最重要的工艺参数。

①成型压力的选定

压力的控制,包括压力的大小、加压次数和加压时机等问题。

②压制温度的选择

与树脂的固化温度和固化速率有关。一般认为酚醛树脂的热压温度控制在155℃~165℃为合适,有机硅树脂则在200℃以上。实践证明,层压板的热压温度采用五个阶段升温较为合理。

第一阶段:预热阶段。一般从室温到开始显著反应时的温度,即为预热阶段。此时压力一般为全压的1/3~1/2;

第二阶段:中间保温阶段。当树脂不能拉成细丝时,应立即加全压,并随即升温;

第三阶段:升温阶段。一般来讲,升温速度不宜过快。

第四阶段:热压保温阶段。

第五阶段:冷却阶段。

③压制时间的控制

预压、热压和冷却三个时间之和为压制时间。

 

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