[发明专利]高硅氧玻纤网片成分在线检测工艺

说明书

技术领域

    本发明属于特种新材料技术领域，具体涉及一种高硅氧玻纤网片成分在线检测工艺。

背景技术

高硅氧玻璃纤维属于特种玻璃纤维，所含二氧化硅质量比在96%以上。该纤维虽然强度略低，但耐高温性能非常好，可在1000℃高温下长期使用，短时间可耐1700℃高温，是优良的耐烧蚀材料和隔热材料，已在喷气发动机、金属熔体过滤、高温烟气净化等方面获得应用，是高科技纤维之一。以高硅氧玻璃纤维作为增强材料的耐高温复合材料，一般选用俗称“电木”的酚醛树脂作为基体材料，其特点是耐高温性能良好，尤其具有突出的瞬时耐高温烧蚀性能和较好的耐冲刷性能。

普通玻璃纤维增强树脂复合材料的生产工艺主要有手糊、喷射、拉挤、模压、树脂传递模塑(RTM)等，工业化大批量生产常用模压、RTM和拉挤。其中，拉挤法产品各项异性严重，结构限制较大，工艺不成熟；RTM工艺较为先进，发达国家生产普通玻纤增强复合材料多使用RTM法，国内近年来也在逐步引进。然而，高硅氧玻纤增强酚醛树脂复合材料的生产条件较为特殊，由于普通酚醛树脂的固化反应是缩合反应，固化过程中有小分子放出，容易造成制品缺陷，不太适用于RTM工艺成型。所以，国内生产高硅氧玻纤增强酚醛树脂复合材料，仍首选模压法。

模压法首先将高硅氧纱、线或短切料与酚醛树脂混合制成预混料，然后把预混料放入对模中加热加压进行固化，最后形成复合材料产品。该工艺较为传统，生产设备方面问题不大，主要问题是预混料中常常含有低分子杂质、溶剂等一些易挥发物，因而在制备过程中极易使复合材料表面和内部形成裂纹、气孔、夹渣、疏松等缺陷。另外，预混料制作、铺放、固化过程往往存在很多人为因素和工艺不稳定性，使得产品质量无法保证。只有设定合理的工艺参数，进行可靠的过程控制，实时监测产品缺陷，才能提高产品性能，减少内部缺陷，提高成品率和可靠性，实现规模化生产，这在军工产品生产中尤为关键。因此，国内外对模压法工业生产高硅氧玻纤增强酚醛树脂复合材料的研究，主要集中在预混料成分和产品质量的在线检测，实现有针对性的工艺调节。

预混料成分在线检测，国内相关研究较少，目前尚处于间断检测阶段，普遍采用溶剂法、酸分解法、灼烧法、称重法等。这些检测技术需要从生产线上截取样品，不仅造成产品整体的破坏和浪费，而且耗费大量时间，无法实现在线检测，信息反馈不及时，严重阻碍了大批量生产。工业先进国家主要采用的在线检测方法有：伽马射线法、贝塔射线法、光学线性扫描法、超声法、电容法、以及红外脉冲指纹法等。其中，贝塔射线、伽马射线和光学线性扫描技术只能测量预混料的树脂含量一项指标，且射线的存在会对操作人员产生潜在危害；超声、红外技术虽然能测量预混料的树脂含量和预固化度两项指标，但无法从树脂信息中分离出挥发分信息，不能全面表征预混料质量。

发明内容

本发明针对以上缺点，立足于解决现有高硅氧玻纤网片成分无法实现在线检测造成产品整体的破坏和时间浪费的问题。设计了一种高硅氧玻纤网片成分在线检测工艺。该方法通过近红外光谱仪在线对高硅氧玻纤网片进行扫描获取红外光谱图并利用化学计量分析软件对获取的图谱进行计算同时获取同时获得网片中树脂含量、挥发份含量以及预固化度三项指标，为后续工艺调节提供依据。

实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

  高硅氧玻纤网片成分在线检测工艺，包括以下步骤，

（1）将一组红外探头安装在固化炉出口处，探头安装方式为竖向与网片运动方向垂直；

（2）将浸完酚醛树脂的高硅氧玻纤网片放入固化炉进行固化成型，固化温度190-230℃，时间5-8min；

（3）开启近红外光谱仪对固化成型之后的网片扫描获取进红外光谱图；

（4）将扫描获取进红外光谱图通过数据线传输到计算机，利用化学计量分析软件计算同时获得网片树脂含量、挥发份含量以及预固化度三项指标；

（5）根据步骤4计算获得树脂含量、挥发份含量以及预固化度三项指标参数不断对树脂配比和固化温度进行调整，最终确定最优的工艺参数。

优先地，根据不同的网片厚度，所述步骤（4）中近红外光谱仪光谱范围为8000-4000cm^-1。  

  本发明的优点是：通过近红外光谱仪在线对高硅氧玻纤网片进行扫描获取红外光谱图并利用化学计量分析软件对获取的图谱进行计算同时获取同时获得网片中树脂含量、挥发份含量以及预固化度三项指标，为后续工艺调节提供依据。与现有技术相比，本发明具有检测速度快、成本低和反馈及时的优点，具有广阔的市场前景。

附图说明