一种碳纤维复合材料阀门的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料应用领域，特别是涉及一种碳纤维复合材料阀门的制造方法。
【背景技术】
[0002]阀门在人类各行各业中应用十分广泛，阀门材料与质量的提高使装备制造业现代化和自动化进一步完善，完善了工业及各行各业水平、性能和功能，而目前的阀门行业中均是铸件铸钢和有色金属等制造，而防腐阀门者是优质有色防腐材料所制造。因阀门的功能性和适用性及必须性被广泛应用，所消耗的钢材和稀有金属其数量也在剧增，在钢材和稀有金属增加的同时，也增加了整体装备重量，增加了总体装备重量将带来大量的能源消耗和资源紧俏。因为阀门压力高，阀门的制造材料需具备高的强度，采用的材料还要留有产品安全系数，需经久耐用，由于钢材比重大，整体装备重量就很难减轻，如果能研发一种新型阀门材料可其比重小，可有效减轻整体重量、提高使用性能，而且具有防腐功能，将会给材料领域及制造业带来质的飞跃。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种碳纤维复合材料阀门的制造方法，使其强度高、抗压力性能好、可用于制造阀门、耐腐蚀、使用寿命长、安全系数高。
[0004]本发明提供一种碳纤维复合材料阀门的制造方法，包括以下步骤:选取T300-T700或以上级别的、含碳量在90-95%、弹性模量220Gpa的长度为3_5毫米的高强度碳纤维，将45重量份的高强度碳纤维、44重量份的不饱和树脂添加3重量份的丙酮固化剂、5重量份的纳米级碳纤维材料和3重量份的稀土材料放入容器中采取机械化搅拌机进行搅拌均匀；把搅拌均匀的碳纤维复合材料注塑到模具中，采用100-190度加热定型、停留30-120分钟后降至室温，取出模具，然后进行致密、焙烧2-3次，再进行表面电镀或喷塑即可。
[0005]进一步的，致密工艺是把上述制造好的成型的碳纤维复合材料投放到压力容器中，进行抽吸真空到负压18-20个负压，注入含有质量分数为5%的纳米级碳纤维、质量分数为90%的不饱和树脂及质量分数为5%的丙酮的树脂混合溶液，搅拌均匀后注入到容器中，加温至100-110度，同时加压至12公斤，然后继续加压到30-100公斤后停留到30-120分钟后，然后断电降温到室温，排气减压至零压力放出容器中剩余的树脂混合溶液。
[0006]然后把产品送到焙烧设备中采用150-320度阶梯型温度进行焙烧，当温度达到320度时停留30分钟后开始断电降温，降至室温后取出产品进行表面清理后，再次重复致密工艺及焙烧，降至室温后经过表面电镀或喷塑即可。
[0007]制备树脂混合溶液所用的不饱和树脂与制备碳纤维复合材料所用的不饱和树脂为同一种不饱和树脂。
[0008]采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点:
[0009]本发明采用的新的复合材料，本发明的复合材料用于阀门等零部件的制造时，将阀门制造材料的比重由7.85减轻到本发明的采用高性能复合材料比重，本发明的复合材料的比重可低至1.5，可有效减轻重量80%，提高性能100%，采用复合材料制造的阀门不仅仅是阀门质的提高，防腐等性能均有提升，在将为传统工艺设备升级功能，提升性能做出了很大贡献，同时保护提升了设备安全率。
[0010]采用本发明的复合材料制造的阀门质量轻、强度高、抗压能力好耐腐蚀，使用寿命长。
[0011]本发明的复合材料可用于制造阀门，该阀门适用于所有需要安装阀门装置的机械、车辆船舶、航空航天，工程机械，土木建筑等等。
【具体实施方式】
[0012]本发明提供一种碳纤维复合材料阀门的制造方法，包括以下步骤:选取T300-T700或以上级别的、含碳量在90-95%、弹性模量220Gpa的长度为3_5毫米的高强度碳纤维，将45重量份的高强度碳纤维、44重量份的不饱和树脂添、3重量份的丙酮固化剂及5重量份的纳米级碳纤维材料和3重量份的稀土材料放入容器中采取机械化搅拌机进行搅拌均匀；把搅拌均匀的碳纤维复合材料注塑到模具中，采用100-190度加热定型、停留30-120分钟后降至室温，取出模具，然后对碳纤维复合材料的外表面采用致密工艺致密。
[0013]所述的致密工艺是把上述制造好的成型的碳纤维复合材料投放到压力容器中，进行抽吸真空到负压18-20个负压，将含有质量分数为5%的纳米级碳纤维、质量分数为90%的不饱和树脂及质量分数为5%的丙酮的树脂混合溶液搅拌均匀后注入到容器中，加温至100-110度，同时加压至12公斤需要停留5分钟。然后继续加压到30-100公斤后停留到30-120分钟后，停留时间可根据产品要求选择，需要的产品强度越高停留时间越长。然后断电降温到室温，排气减压至零压力放出容器中剩余的树脂混合溶液。
[0014]具体的，加压到50公斤的产品可停留35分钟时间。
[0015]然后把产品送到焙烧设备中采用150-320度阶梯型温度进行焙烧，每个温度阶段温度提升20-25度，当温度达到320度时停留30分钟后开始断电降温，降至室温后取出产品进行表面清理后，再次重复致密工艺及焙烧，降至室温后经过表面电镀或喷塑即可。
[0016]碳纤维复合材料共进行2-3次致密、焙烧。
[0017]需要注意的是致密工艺中所用的树脂型号要与制造碳纤维复合材料的树脂型号相一致，加温是为了更好地稀释树脂，不可温度失控，失控后会对产品质量有很大负面影响。
[0018]采用复合材料制备的阀门比现有的金属阀门防腐性能好、可有效减重和节能环保，提尚使用寿命和性能。
[0019]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种碳纤维复合材料阀门的制造方法，其特征在于包括以下步骤:选取T300-T700或以上级别的、含碳量在90-95%、弹性模量220Gpa的长度为3_5毫米的高强度碳纤维，将45重量份的高强度碳纤维、44重量份的不饱和树脂添加3重量份的丙酮固化剂、5重量份的纳米级碳纤维材料和3重量份的稀土材料放入容器中采取机械化搅拌机进行搅拌均匀；把搅拌均匀的碳纤维复合材料注塑到模具中，采用100-190度加热定型、停留30-120分钟后降至室温，取出模具，然后进行致密、焙烧2-3次，再进行表面电镀或喷塑即可。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料阀门的制造方法，其特征在于:致密工艺是把上述制造好的成型的碳纤维复合材料投放到压力容器中，进行抽吸真空到负压18-20个负压，注入含有质量分数为5%的纳米级碳纤维、质量分数为90%的不饱和树脂及质量分数为5%的丙酮的树脂混合溶液，搅拌均匀后注入到容器中，加温至100-110度，同时加压至12公斤，然后继续加压到30-100公斤后停留到30-120分钟后，然后断电降温到室温，排气减压至零压力放出容器中剩余的树脂混合溶液。 然后把产品送到焙烧设备中采用150-320度阶梯型温度进行焙烧，当温度达到320度时停留30分钟后开始断电降温，降至室温后取出产品进行表面清理后，再次重复致密工艺及焙烧，降至室温后经过表面电镀或喷塑即可。
3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料阀门的制造方法，其特征在于:制备树脂混合溶液所用的不饱和树脂与制备碳纤维复合材料所用的不饱和树脂为同一种不饱和树脂。
【专利摘要】本发明涉及复合材料应用领域，特别是涉及一种碳纤维复合材料阀门的制造方法。一种碳纤维复合材料阀门的制造方法，包括以下步骤：选取T300-T700或以上级别的、含碳量在90-95％、弹性模量220Gpa的长度为3-5毫米的高强度碳纤维，将45重量份的高强度碳纤维、44重量份的不饱和树脂添加3重量份的丙酮固化剂、5重量份的纳米级碳纤维材料和3重量份的稀土材料放入容器中采取机械化搅拌机进行搅拌均匀。本发明的复合材料可用于制造阀门，该阀门适用于所有需要安装阀门装置的机械、车辆船舶、航空航天，工程机械，土木建筑等等。
【IPC分类】B29C71-00, B29C45-00, C08K7-06, B29C45-17, F16K27-00, C08L101-02
【公开号】CN104559283
【申请号】CN201410723732
【发明人】肖忠渊
【申请人】荣成复合材料有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月2日