一种注射拉挤工艺用注射模具及采用其制备树脂基复合材料的方法，涉及注射模具及采用其制备树脂基复合材料的方法。解决现有注射拉挤工艺用注射模具结构繁琐问题。注射模具设有模腔和注胶孔，模腔由圆台形模腔和圆柱形模腔组成，注胶孔位于圆台形模腔的模壁上。方法：将树脂基体通过注胶孔注入圆台形模腔中，然后连续纤维在牵引装置的牵引下，由注射模具的圆台形模腔的大直径端进入注射模具的模腔，再经圆柱形模腔进入拉挤成型模具的模腔，经定型和固化后即可。注射模具的模腔为前锥后平，浸渍树脂的纤维受到圆台形模腔小直径端和圆柱形模腔的腔壁的压迫，排出气泡，降低复合材料的空隙率，提高力学性能。简化注射模具，扩大注射拉挤工艺应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种注射模具及采用其制备树脂基复合材料的方法。
技术介绍
拉挤成型工艺是复合材料主要成型工艺之一，其特点是一、工艺简单、高效，适合于高性能纤维复合材料的大规模生产。拉挤线速度已知达到4m/min以上，加上可同时生产多件产品，更进一步提高了生产效率。二、拉挤能最好地发挥纤维的增强作用。在大多数复合材料制造工艺中纤维是不连续的，这使纤维强度损失极大，即使连续纤维缠绕，由于纤维的弯曲、交迭等也使其强度有一定损失。例如螺旋缠绕中，纤维的张度发挥一般只有75% 85%。在拉挤中，纤维不仅连续而且充分展直，是发挥纤维强度的理想形式。三是质量波动小。拉挤工艺自动化程度高，工序少，时间短，操作技术和环境对制品质量影响都很小，因此用同样原材料，拉挤制品质量稳定性较其他工艺制品要高。拉挤成型这项工艺，目前还处在高速发展阶段。从国内外发展趋势来看，主要为生产大尺寸、复杂截面、厚壁产品，发展重点为新型海洋用复合材料、电力传输、民用工程的结构组件、以及高层建筑项目。目前国外最厚的拉挤成型产品已达100mm，同时拉挤工艺也从模腔内“黑色艺术”发展到以更加科学的实验手段，反复验证研究模内固化动力学，同时借助于各种电子设备、树脂注射、模具设计等不断优化质量提高生产率，随着先进设备的发展，那些之前被认为不可想象的工艺也将不断涌现。如反应注射拉挤成型技术，该技术是 20世纪70年代后期发展起来的。玻璃纤维通过导纱器和预成型模后，进入连续树脂传递模塑模具中，在模具中以稳定的高压和流量，注入专用树脂，使玻璃纤维充分浸透和排除气泡，在牵引机的牵引下进入模具固化成型，从而实现连续树脂传递模塑或称注射拉挤。注射拉挤具有以下优点1、玻璃纤维充分浸透，所生产的FRP制品中微气泡含量少，介电性能优良；2、供树脂系统与大气容易隔离，产品性能不易受环境影响；3、注射的树脂一直保持有相同的固化特性(一直是“新胶”)；4、容易得到透明的产品，使产品缺陷(如夹杂、结纱等) 易于发现和剔除；5、对环境和操作人员的影响小。但目前的注射拉挤工艺及模具设计掌握在少数企业手中，且注胶模具较为繁琐，现提出较为简便的新型注射模具设计方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有注射拉挤工艺用注射模具结构繁琐的问题，本专利技术提供了。本专利技术注射拉挤工艺用注射模具，所述注射模具设有模腔和注胶孔，模腔由圆台形模腔和圆柱形模腔组成，注胶孔位于圆台形模腔的模壁上，注胶孔与圆台形模腔连通，圆台形模腔的大直径端口为入纱口，圆台形模腔的小直径端与圆柱形模腔的一端贯通，圆台形模腔的小直径端口的直径与圆柱形模腔的直径相同，圆柱形模腔的另一端与拉挤成型模具的模腔密封连通，注射模具的外侧壁与拉挤成型模具螺纹连接。本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具，注射模具的外侧壁与拉挤成型模具螺纹连接部位的拉挤成型模具的外侧壁上设有循环水冷却装置。防止因长时间使用，热量传递引起树脂在注射浸胶工装内固化。本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具中注胶孔的个数为1 4个，均勻分布在圆台形模腔的模壁上。较佳地，注胶孔位于与圆台形模腔的大直径端口(即下底面端口)的距离为圆台形模腔的长度的六分之一至三分之一的的模壁上。此处纤维分布较松散，便于树脂在纤维空隙间渗透。本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具中圆台形模腔的小直径端口与大直径端口的直径比为1 2 6。本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具的模腔为圆形横截面，方便于后续的圆形横截面的树脂基复合材料的制备。但本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具的模腔的横截面形状不局限于圆形横截面，根据实际生产需要的树脂基复合材料的产品规格，对注射模具的模腔的模腔横截面做相应的变化，也在本专利技术的设计构思中，因此，凡是依据本专利技术中的设计构思所作出的等效变化或修饰，均应被视为在本专利技术的保护范围内。如本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具的模腔的横截面形状为正多边形(例如为正方形、正三角形或正五边形)，则注射拉挤工艺用注射模具中的模腔由棱台形模腔和棱柱形模腔组成，注胶孔位于棱台形模腔的模壁上，注胶孔与棱台形模腔连通，棱台形模腔的大横截面端口为入纱口，棱台形模腔的小横截面端与棱柱形模腔的一端贯通，棱台形模腔的小横截面端口与棱柱形模腔的形状和面积均相同，棱柱形模腔的另一端与拉挤成型模具的模腔密封连通，其它连接关系不变。采用本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具制备树脂基复合材料的方法，是通过以下步骤实现的一、将按配方制备的适用注射拉挤工艺的树脂基体加入注胶罐，控制注胶罐的温度为室温至200°C，然后将注胶罐中的树脂基体经由注胶头后进入注射模具上的注胶孔注入圆台形模腔中；二、在牵引装置的牵引下，依次经过烘纱房和梳理分散处理后的呈单丝状均勻分布的连续纤维由注射模具的圆台形模腔的大直径端进入注射模具的模腔，再经圆柱形模腔进入拉挤成型模具的模腔，浸渍有树脂的纤维依次经拉挤成型模具的定型区域、 固化区域和后固化区域后，即得到树脂基复合材料，完成采用注射拉挤工艺用注射模具制备树脂基复合材料的方法；其中步骤二中控制连续纤维的牵引速度为100 500mm/min。本专利技术控制得到的乙烯基树脂基复合材料中乙烯基树脂的体积百分含量为30% 60%，玻璃纤维增强材料的体积百分含量为40% 70%。本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具的模腔为前锥后平设计，圆台形模腔的大直径端口为入纱口，并且注胶孔开在圆台形模腔的模壁上，同时根据纱量(纤维量)及树脂粘度，调节注胶孔数量及位置。较佳地，在靠近圆台形模腔的大直径端的位置开注胶孔时，此处纤维分布较松散，便于树脂在纤维空隙间渗透浸润。随着纤维的前进，浸润至纤维上的树脂受到圆台形模腔的小直径端(上底面端)和圆柱形模腔的腔壁的压迫，从而进一步浸润纤维，并向后压迫纤维空隙间的气体，向后排出气泡，减少复合材料中的空隙率，浸渍有树脂的纤维继续前进，进入拉挤成型模具，并依次经拉挤成型模具的定型区域、固化区域和后固化区域后得到树脂基复合材料。采用本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具制备树脂基复合材料的方法中步骤一中采用的树脂基体均为现有本领域技术人员掌握的常用的树脂基体，其配方及制备方法均处于想得知，即可得知的状态。步骤一采用的注胶罐为能够控温的注胶罐，根据树脂体系的不同及工艺需要调整注胶罐的温度。步骤一中采用定量注射设备将注胶罐中的树脂基体通过注射模具上的注胶孔注入圆台形模腔中，所述定量注射设备是通过将计量泵与注胶罐连通，并在注胶罐与注胶孔之间的输胶管道上设置计量阀得到的。本专利技术的方法简单，控制连续纤维的牵引速度为100 500mm/min，使得树脂基体完全浸渍纤维。得到的树脂基复合材料进行切割后即可得到实际所需长度的树脂基复合材料制品。制备得到的树脂基复合材料空隙率少，提高树脂基复合材料力学性能，例如采用本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具制备的乙烯基树脂基玻璃纤维复合材料(乙烯基树脂基体和玻璃纤维增强材料的体积比为1 1)的力学性能提高了 5%。本专利技术简化了注射模具，及注射模具与拉挤成型模具之间的连接关系，扩大了注射拉挤工艺的应用范围，并且实现了拉挤工艺的机械化、自动化。对延长高反应活性树脂适用期、减少环境对树脂体系影响、降低工人误操作几率均有显著效果。附图说明图1是本专利技术的注射拉挤工艺用注射模具的剖视图。 具体实施例方式本专利技术技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注射拉挤工艺用注射模具设有模腔（１）和注胶孔（２），模腔（１）由圆台形模腔（１－１）和圆柱形模腔（１－２）组成，注胶孔（２）位于圆台形模腔（１－１）的模壁上，注胶孔（２）与圆台形模腔（１－１）连通，圆台形模腔（１－１）的大直径端口为入纱口，圆台形模腔（１－１）的小直径端与圆柱形模腔（１－２）的一端贯通，圆台形模腔（１－１）的小直径端口的直径与圆柱形模腔（１－２）的直径相同，圆柱形模腔（１－２）的另一端与拉挤成型模具（３）的模腔密封连通，注射模具的外侧壁与拉挤成型模具（３）螺纹连接。
【技术特征摘要】
1.一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注射拉挤工艺用注射模具设有模腔(1) 和注胶孔O)，模腔(1)由圆台形模腔(1-1)和圆柱形模腔(1-2)组成，注胶孔(2)位于圆台形模腔(1-1)的模壁上，注胶孔(2)与圆台形模腔(1-1)连通，圆台形模腔(1-1)的大直径端口为入纱口，圆台形模腔(1-1)的小直径端与圆柱形模腔(1-2)的一端贯通，圆台形模腔(1-1)的小直径端口的直径与圆柱形模腔(1-2)的直径相同，圆柱形模腔(1-2)的另一端与拉挤成型模具( 的模腔密封连通，注射模具的外侧壁与拉挤成型模具( 螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注射模具的外侧壁与拉挤成型模具( 螺纹连接部位的拉挤成型模具( 的外侧壁上设有循环水冷却装置 ⑷。3.根据权利要求1或2所述的一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注胶孔(2) 的个数为1 4个，均勻分布在圆台形模腔(1-1)的模壁上。4.根据权利要求1或2所述的一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注胶孔(2) 的个数为2个，均勻分布在圆台形模腔(1-1)的模壁上。5.根据权利要求1或2所述的一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于注胶孔(2) 位于与圆台形模腔(1-1)的大直径端口的距离为圆台形模腔(1-1)的长度的六分之一至三分之一的模壁上。6.根据权利要求1或2所述的一种注射拉挤工艺用注射模具，其特征在于圆台形模腔 (1-1)的小直径端口与大直径端口的直径比为1 2 6。7.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王非，荆玉玺，孙云龙，梁钒，陈玉廷，
申请(专利权)人：哈尔滨玻璃钢研究院，
类型：发明
国别省市：93
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