[发明专利]树脂基复合材料的热压罐/液体模塑成型组合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂基复合材料及其制品的制造装置，尤其是能在进行液 体模塑成型(树脂传递模塑成型(RTM)或真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM 工艺))成型复合材料时从外部施加温度、压力的装置。

背景技术

目前，公知的复合材料液体模塑成型技术(RTM或VARTM等)的主体装置为 RTM设备或专用的真空加压装置，复合材料成型中利用真空或树脂泵产生的压力 差驱动液体树脂注入置于模腔内的复合材料增强体中进行树脂浸渍从而完成复 合材料的制备。这种成型技术可以满足增强材料的各种织物形态(平面、立体 等)的要求，但是主要的问题是树脂注入的效果与树脂粘度有直接的关系，通 常液体模塑成型要求的树脂粘度应控制在小于0.5Pa.s的范围，为了解决高粘 度树脂在液体模塑成型工艺中的应用，可以采用带加热系统的RTM设备和模具， 但是带加热功能的RTM设备价格昂贵，同时带有加热功能的模具的价格至少是 普通模具价格的数倍。另外，液体成型模塑成型技术中树脂流动过程的驱动力 仅来自树脂泵或真空导入的压差，没有从外部进一步获得压力的可能性。

同样，公知的复合材料热压罐成型技术的主体制造设备为热压罐，复合材 料成型中多采用树脂浸渍的平面织物经高温、真空和热压制备复合材料制件。 由于树脂浸渍平面织物可以采用溶剂法和热熔法予以实现，因此这种工艺方法 可以满足高粘度的高性能树脂基体浸渍平面织物的复合材料成型；但是对于立 体织物增强高性能树脂基体复合材料成型而言，热压罐工艺方法由于树脂浸渍 的问题而不能实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置及其相应的技术，该装置及其相应的技术可 以解决高粘度树脂基体液体模塑成型的问题；同时可使液体模塑成型过程进一 步获得外部压力。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：一种热压罐与液体模塑成型装置组 合的装置及其相应的技术，其中的装置包括：热压罐，树脂罐、真空泵、空压 机以及管道、阀门等；相应的技术包括本发明所含的复合材料液体模塑成型过 程的工艺，例如：增强体铺放、树脂配料、搅拌脱气、模腔抽真空、模具加热、 树脂真空加压、模具外部气体压力施加、内外部压力调节、固化加热等。

进一步，所述的热压罐除原有功能外，应具备树脂进入、树脂流出的2个 通道接口，这2个通道接口与树脂罐或与树脂采集罐相连；

树脂罐为密闭容器并具有耐压功能，容器的外壁可以是各种类型的加热夹 套。树脂罐与真空、压力气源或与热压罐相连；

树脂采集罐也为密闭容器并具有耐压功能。树脂采集罐与真空泵和热压罐 相连。

真空泵与空压设备可以独立配置也可以与热压罐原有系统共用。

上述4大部分形成一个系统装置，各自之间采用耐压耐温管道进行连接， 并配置必要的阀门和真空、压力表。

同样的，本发明的技术中搅拌脱气、模腔抽真空、树脂真空加压技术等由 组合装置系统中的真空泵予以实施；

树脂加热由树脂罐的加热单元予以实施；

模具加热、固化加热等有热压罐的加热系统予以实施；

树脂压力注入、模具外部气体压力施加、内外部压力调节由热压罐的压力 系统以及相应的调压阀门予以实施；

上述这些工艺参数是相互独立的，因此本发明在复合材料制备实施过程中 工艺参数使用灵活，调节范围大。

由于采用了上述方案，本发明的优点是：

①可以满足常温条件下为固体或高粘度状态的树脂体系实施液体成型工艺 并进行高温固化；②可以满足上述这些树脂用液体成型工艺技术制备出高纤维 含量的制品而且制品中不存在真空诱导缺陷。③由于热压罐的存在，可以提供 液体模塑成型的模具及制品一个均匀的温度场和压力场，保证成型过程模具及 树脂所需的温度得到满足；④同时由于热压罐压力的范围和压力可调，可以保 证RTM成型中模具获得一个较大的锁模力，使得模具自身的结构形状和强度大 大简化；或保证VARTM成型中获得较大的可以调节的外压，以控制或调节成形 过程中的树脂含量。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。