用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测试设备的制作方法

本实用新型涉及材料测间测试设备，具体是一种自行设计的可同时用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测试设备。

背景技术：

凝胶时间是高分子材料从软化到凝胶化出现的时间，是从粘性液体到弹性凝胶的不可逆变形过程。凝胶时间是临界加工时间，因为材料的凝胶点过后，材料不再能够流动，从而不可能再进行加工。所以凝胶时间是影响树脂和预浸料最主要的工艺参数之一。

目前，国内对热固性树脂凝胶测试方法有电热板法、流变仪法以及延用《环氧树脂凝胶时间测定方法》等。由于GBT12007.7方法需要借助专用的驱动设备进行检测，不仅投入成本大且不适用于高粘度树脂和有填料的体系，使用范围狭窄，实际采用的并不多。而流变仪法需要投入的成本很高，因此，目前采用较多的方法是热板法。

CN102494968A提供一种采用旋转粘度仪测试凝胶化状态的测试方法，类似于凝胶化GT测试仪的工作原理，克服了采用现有凝胶化GT测试仪进行时，受人为误差影响所造成的测试结果重复性和再现性差的固有缺陷。缺点是只能测试树脂的凝胶化GT，无法测试预浸料的凝胶温度。

CN201110437240提供了一种用于热固性化合物的凝胶时间测定仪，利用同步电机通过扭转导线驱动玻璃搅拌棒，同时利用计时电路计时，在测试样品达到凝胶点、玻璃搅拌棒的旋转速度减缓时，上接头金属片和下接头金属片接通，向控制电路传递电信号，控制电路输出计时电路的计时结果。本实用新型可精确测定凝胶时间，操作简单。但仅适用于粘度较低的树脂，同样不能测试预浸料的凝胶温度。

CN201220293951公开了一种用于测试环氧树脂凝胶时间及凝胶放热峰的装置，该装置使用时需要放置在一定温度、湿度环境中，同时需要借助于热电偶测试其温度，而且该装置也只能用于环氧树脂凝胶时间的测定，不能用于预浸料凝胶时间的测定。

碳纤维预浸料凝胶时间的测试方法主要参照HB7736.7-2004，当中描述的方法有两种：拔丝法和滑板法，拔丝法由于样品量少，拔丝现象不易观察，因此多用滑板法。

不管是热固性树脂还是预浸料，热板法由于设备简单、操作简便测试其凝胶时间都是应用最为广泛的，但试验过程受人为的影响很大，如样品的多少、搅动的速度、温度的控制精度等，以及环境的影响等，都会造成测得结果的变化。为了保证测试结果的重现性、准确性，热板温度均匀、稳定，实现样品量的一致性、样品铺覆的厚薄以及均匀性等都是非常重要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测试设备，既可以较为容易的控制测试样品的量，从而保证测试结果的准确性和重现性，又可以实现一机两用，提高了仪器的使用效率。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测定设备，包括箱本体，其特点在于：该箱本体内设有样品测试单元、加热单元和测温单元；在所述的箱本体的上方设有保温移门；在该箱本体的一侧设有恒温控制仪；在该箱本体的底部设有放液口，该放液口通过管子与位于箱本体外部上方的膨胀罐连接；所述的样品测试单元位于箱本体内部上方，并分为两个区域，即热固性树脂测试区和碳纤维预浸料测试区，所述热固性树脂测试区均匀分布有孔，用于热固性树脂凝胶时间的测试，所述碳纤维预浸料测试区的上表面设有上推板和下推板；所述的加热单元位于箱体内部下方，包括测温元件、导热载体和电热装置，该加热单元的底部和周围设有保温层；测温元件与所述恒温控制仪相连。

进一步，所述的保温移门是由两组耐高温透明有机玻璃制成的透盖组成，透盖底部装有滑轮，用于在轨道上的滑移。

进一步，所述热固性树脂测试区为400mm*400mm的光滑正方形金属表面，所述碳纤维预浸料测试区为200mm*400mm的光滑长方形金属表面。

进一步，所述测温元件设有二个温控点，一个现场显示控制，另一个加热控制。

用于预浸料测试的上下推板为表面光滑并带有把手，用于预浸料测试时放置样品和推动样品，上下推板加装把手，用于测试时固定下推板和把持用力推动上推板。

电热装置设成基本加热，辅助加热，调节加热三组，便于温度控制。

导热载体根据测试温度选用不同的加热介质，如水或导热油等，加热单元四周及底部设有保温层；

加热单元右侧为温度控制仪，控制仪前面板上装有温度控制仪表、电源开关。电气箱内有控制电路和传感器。

本实用新型中所述的温度控制仪、温度控制电路和电源开启开关等均可采用现有技术中的公知方案，本领域的技术人员均已了解，在此不再赘述。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：容易控制测试样品的量，保证测试结果的准确性和重现性，又可以实现一机两用，提高了仪器的使用效率。

附图说明

图1是本实用新型用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测定设备的结构示意图；

图2是本实用新型中热固性树脂测试区的示意图。

图3是本实用新型中碳纤维预浸料测试区的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进一步阐释。

如图1、2、3所示，本实用新型的用于热固性树脂和预浸料凝胶时间测试设备，样品测试单元包括工作区一3A和工作区二3B，加热单元包括测温元件4、导热载体5、电热装置6、和保温层7，温度控制单元包括温度控制仪9、膨胀槽1以及保温移门2，可实现精密控温，温度均匀分布。样品测试单元为样品测试区域，上表面加工成400×400mm正方形，所述的样品测试单元包括3A工作区一：热固性树脂测试区和3B工作区二：预浸料测试区，热固性树脂测试区由6个30×10(直径*深度)孔均匀分布；碳纤维预浸料测试区为200*400mm的长方形金属表面，并附有用于预浸料测试的上下推板3对，用于放置和推动样品。预浸料测试的上下推板为表面光滑并带有把手，便于测试时固定下推板和推动上推板，上推板把手在上表面的中间位置，下推板把手在一侧。

加热单元位于箱体下部围成的空腔，充满导热载体5，均匀布置电热装置6，通过测温元件4实现温度控制，设二个温控点，一个现场显示控制，另一个加热控制。电热装置6设成基本加热，辅助加热，调节加热三组，便于温度控制。导热载体5可根据温度范围使用不同的加热介质如水或导热油，加热单元四周及底部设有保温层7；

箱体底部设有放液口8，上部设有膨胀罐1，利于导热载体的放出和热胀冷缩引起的液体膨胀。

加热单元上方装有可移动式保温移门2，由两组耐高温透明有机玻璃制成的透盖组成，透盖底部装有滑轮，可在特定轨道上滑移，加装保护罩的作用是可减少加热过程的热损失，加快升温速率，同时，保证测试过程中样品的保温，确保测试样品的温度。

加热单元右侧为温度控制仪9，控制仪前面板上装有温度控制仪表、电源开关。电气箱内有温度控制系统和传感器。

实施例1

本实施例的工作过程为：用模子折成一定形状的铝箔纸，铝箔纸的尺寸为30(底面直径)×12mm(H)，将该铝箔纸放在烧杯中，在铝箔纸上加入2g左右的待测样品，若样品刚从冷柜中取出，则需放在干燥器中恒温0.5h；开启凝胶时间测试装置，设定树脂凝胶时间测试温度，关闭保温移门，并开始加热，待到达测试温度并稳定后，将装有待测样品的铝箔纸放在凝胶时间测试单元的热固性树脂测试区的测试孔中，保证底面平整，紧贴孔的平面，并用秒表开始计时。测试过程中不断用玻璃棒取少量树脂，观察其流动状况，树脂开始拔丝则停止计时，此时的时间即为树脂的凝胶时间。由于凝胶时间测试装置在热固性树脂测定区域有6个孔，可同时进行多个样品测试，操作简单，快速。下表1为酸酐体系树脂配方不同温度下的凝胶时间。

表1.不同温度下环氧树脂/酸酐体系的凝胶时间

实施例2

本实施例的工作过程为：待测碳纤维预浸料样品裁成尺寸为100mm×100mm的正方形，样品裁制12片，每组样品需要三片，将预浸料上下表面的离心纸和PE膜拆除后，将样品正交铺叠，上下表面的离心纸或PE膜最后测试前拆除。开启凝胶时间测试装置，将电热板加热至试验温度(以表面温度为准)并至温度稳定，温度偏差为±1℃。将测试单元预浸料测试区域的附加装置下板置于碳纤维预浸料测试区表面上，再将4片正交铺叠的试样放在附加装置下板中央，然后，把上板盖在试样上。当温度达到规定温度时开始计时，同时不断推动钢板来回滑动。当钢板不再滑动时，记录所经历的时间，即为凝胶时间，精确至1s。下表2为东丽T700-12K-50SC碳纤维与中温固化环氧树脂体系制得的100g/cm2预浸料凝胶时间测试结果。

表2

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。