高强凸帽类复合材料产品成型工艺研究.pdfVIP

D一1 玻璃钢学会第十五剧全国玻璃钢／复合材料学术年会论文集 2003年 高强凸帽类复合材料产品成型工艺研究 王春欣杨洪先 (北京玻璃钢研究设计院102101) 摘要：本文介绍了高强凸帽类复合材料产品的研制，通过难点分析，选用了环氧酚醛树脂作基体，玻璃 布为增强材料，采用湿法层叠热压成型的工艺方法，得到了具有高强度、耐高温等性能的凸帽类复合材料 产品。 关键词：环氧酚醛树脂湿法层叠热压成型耐高温 1前言 复合材料因轻质高强而广泛应用于各种形状的 产品中，某些高强凸帽类复合材料产品，不但要求具有 很高的比强度和比刚度，而且还要求有一定的耐高温 性能。本文介绍了高强凸帽类复合材料产品的研制 图1产品外形 (如图1)，通过难点分析，选用了环氧酚醛树脂作基体， 玻璃布为增强材料，采用湿法层叠热压成型的工艺方法，得到了具有高强度、耐高温等性能的 凸帽类复合材料产品。 2原材料选择 产品试制前，首先进行了所用增强材料与基体材料的优化筛选，在选择基材时，主要考虑 产品的技术要求，对所选的增强材料与基体材料分别进行物理机械性能试验，最后确定了环氧 酚醛树脂／沃兰处理玻璃布体系。由于酚醛树脂具有优异的阻燃性、耐烧蚀性，热变形温度高， 抗热老化性好，但它存在不少弱点，这些弱点因其固有结构所致，酚醛树脂分子结构中的弱点 在于酚羟基和苯环，酚羟基为强极性基团，易吸水，不耐碱，光照易老化，因而使制品电性能和 机械性能大大降低；另一方面，苯环虽使树脂耐热性好，但易使树脂脆性增大，强度降低，粘接 性降低。环氧树脂粘接性能好，具有良好的工艺性，与酚醛树脂有良好的反应性，常作酚醛树 脂的增韧剂，它们两者相结合，可提高制品的机械强度和耐热性，综合性能大大提高。而沃兰 处理玻璃布易变形，铺覆性能好，且具有良好的浸润性，适于整体成型。通过小板的工艺试验， 证明了环氧酚醛树脂／沃兰处理玻璃布体系成型的产品能够达到所要求的技术性能指标。 3成型工艺方法的确定 由于复合材料及其制品是一步到位生产出来，因而不管材料设计得多好，如果制作工艺不 合适，就难以得到当初设定的材料性能、产品功能及经济性。根据高强凸帽类复合材料产品对 性能的要求和对尺寸精度的要求，我们设计了湿法层叠热压成型的工艺方案，即在金属模具上 用环氧酚醛树脂／沃兰处理玻璃布湿法层叠成复合材料毛坯件，然后在高温高压下成型复合材 料产品，成型工艺流程如图2所示。 148 4产品性能数据 用相同的树脂配方和同一种成型工艺制 作平板，加工成标准试样，测试其性能，测试结 果见表1。 图2成型I艺流程 表1性能测试结果 项 目 测试标准 平均值 材料密度／Kz·m以 GBl463—88 1800 拉伸强度／MPa GBl447—83 380 拉伸模量／GPa GBl447—83 273 压缩强度／MPa GBl448—83 271 压缩模量／GPa GBl448—83 224 拉伸强度(300℃)／MPa GBl447—83 157 拉伸模量(300℃)／GPa GBl447—83 16．9 纵横剪切强度／MPa GB3355—82 80．7 纵横剪切模量／GPa GB