[发明专利]一种模具表面保护层构建方法及其制品

说明书

本发明提供一种模具表面保护层的构建方法，至少包括以下步骤：提供模具、多孔玻璃纤维增强胶带、液体硅胶；将多孔玻璃纤维增强胶带铺于模具的表面；然后再将液体硅胶通过喷涂或滚涂的方式涂于多孔玻璃纤维增强胶带的表面，充分渗透填满玻璃纤维和孔洞的间隙，通过热固化形成整体的保护层。

技术领域

本发明涉及一种模具表面保护层构建方法及其制品，尤其涉及适用于风电叶片等大型环氧树脂基复合材料制品的复杂曲面模具表面保护层。

技术背景

模具，包括单面硬模模具及闭式双面硬模模具等，常用于制造轻质高刚的复合材料部件，例如风电叶片。通常的制作过程是，将多层纤维织物铺设在模具中，通过真空或其他方式将树脂等基体材料导入到模具中与纤维增强材料结合，并在模具中固化，以得到纤维增强复合材料制品(EP 1310351A1)。风电叶片等大型纤维增强复合材料制品常用到长达四十米的复杂曲面模具。

用于隔离模具和复合材料制件的技术现在常用的有两种，一是在模具上施涂脱模剂，二是在模具上施加聚四氟乙烯(PTFE)不粘衬里。在模具上施涂脱模剂的缺点已经在之前进行了详细说明，例如：容易产生不均匀涂抹和漏涂区域，导致制品粘模，破坏模具表面和制品表面；液态脱模剂含有挥发性有机物(VOC)，危害工人身体健康；需要定期对模具表面进行打磨维护保养，增加制造成本；影响制品表面的涂装，需要打磨表面，耗费大量时间和人工。

在模具上施加聚四氟乙烯(PTFE)不粘衬里，可以免除脱模剂的使用，厚度均一，但也有其缺点：聚四氟乙烯材料本身价格高，材料成本高；聚四氟不粘层不耐磨，在使用过程中容易磨损破坏；由于对接缝的存在，该膜容易渗透树脂，影响膜的使用寿命和脱模效果；聚四氟乙烯加工过程需要高温，加工难度大；含氟导致其加工过程及废弃后均对环境危害大；对接缝封闭困难，在模具上使用时常用胶带密封，胶带更换频繁、费时，成本增加较多；聚四氟乙烯为热固性材料，回收难度大。

为了便于复合材料制品固化后的脱模，通常在模具表面上施加脱模剂，使得制品不与模具粘合，便于制品脱模。常用的脱模剂为液态或蜡状，而在面积比较大的模具上施涂这些脱模剂，不可避免地会出现涂抹不均匀和漏涂的地方，这样在制品脱模的时候，容易发生粘模现象，从而破坏模具表面和制品表面。液态脱模剂常含有挥发性有机物(VOC)，危害工人的身体健康。现行模具中的大部分是玻璃钢模具，在模具表面施涂脱模剂，由于脱模剂对玻璃钢的腐蚀作用，且为保证玻璃钢模具表面的光滑度，需要定期对模具表面进行打磨维护保养，产生高额的模具表面维护保养费用。另外，脱模剂可能会转移到制品表面，严重影响涂装界面，因此涂装前需要对制品表面进行打磨，花费大量时间和人工，增加制品的制造成本。

针对上述问题，本发明提供一种模具表面保护层构建方法及其制品，尤其涉及适用于风电叶片等大型环氧树脂基复合材料制品的复杂曲面模具表面保护层。

发明内容

针对上述问题，本发明第一个方面提供了一种模具表面保护层的构建方法，至少包括以下步骤：

提供模具、多孔玻璃纤维增强胶带、液体硅胶；

将多孔玻璃纤维增强胶带铺于模具的表面；

然后再将液体硅胶通过喷涂或滚涂的方式涂于多孔玻璃纤维增强胶带的表面，充分渗透填满玻璃纤维和孔洞的间隙，通过热固化形成整体的保护层。

作为本发明的优选的实施方案，所述多孔玻璃纤维增强胶带由带孔双面胶带和玻璃纤维编织物贴合而成。

作为本发明的优选的实施方案，所述液体硅胶在80℃以内固化。

作为本发明的优选的实施方案，所述带孔双面胶带的厚度需要小于150微米。

作为本发明的优选的实施方案，所述玻璃纤维编织物的厚度小于100微米。

作为本发明的优选的实施方案，所述多孔玻璃纤维增强胶带采用对接铺放的方式铺于模具的表面。