一种大型曲面模具表面保护膜的制作方法

文档序号:12081727阅读:341来源:国知局

本发明涉及一种大型曲面模具表面保护膜,尤其涉及适用于风电叶片等大型环氧树脂复合材料制品的复杂曲面模具表面保护膜。本发明还涉及该种模具表面保护膜对接缝的封闭技术。

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。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。

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。

发明专利CN102905866A描述了一种用增强材料和基体材料模制风电叶片的模具,模具上包括固态不粘衬里,该固态不粘衬里包括粘合剂涂层和聚四氟乙烯材料层,粘合剂涂层粘合到模具表面,聚四氟乙烯材料层与制品接触。固态不粘衬里使得不需用脱模剂,并且在固化后,风电叶片可被容易地从不粘衬里拆开。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;由于加工方式,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。

针对上述问题,本发明提供一种模具表面保护膜和该种模具表面保护膜对接缝的封闭技术,这一技术可以在大型曲面模具表面形成完全连续的保护贴膜。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供一种大型曲面模具表面保护膜,其从紧贴于模具表面向外依次包括网格布导气层、压敏胶自粘层和高分子功能层;

其中,所述高分子功能层与固化后环氧树脂不相粘。

作为本发明的一种实施方式,所述网格布导气层的制备原料为玻璃纤维、聚酯纤维或尼龙纤维中的一种。

作为本发明的一种实施方式,所述压敏胶自粘层选自丙烯酸类压敏胶粘剂、橡胶型压敏胶粘剂或硅胶压敏胶粘剂。

作为本发明的一种实施方式,所述压敏胶自粘层为丙烯酸类压敏胶粘剂。

作为本发明的一种实施方式,所述高分子功能层的制备原料为聚烯烃类或半硫化橡胶类低熔点高分子材料。

作为本发明的一种实施方式,所述网格布导气层的厚度为5-20μm。

作为本发明的一种实施方式,所述压敏胶自粘层的厚度为40-150μm。

作为本发明的一种实施方式,所述高分子功能层的厚度为40-200μm。

作为本发明的一种实施方式,所述模具表面保护膜的总厚度小于300μm。

作为本发明的一种实施方式,所述模具表面保护膜的总厚度在100-250μm。

作为本发明的一种实施方式,所述自粘层不需要热激活,能够在5℃-35℃进行施涂。

作为本发明的一种实施方式,所述曲面模具表面保护膜以条状的方式施加,且相邻条的边缘对接,形成对接缝。

本发明的第二方面提供一种曲面模具表面保护膜的对接缝封闭技术,其步骤包括:

(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)以聚乙烯粉末为封闭剂,使用熔焊技术将聚乙烯粉末和高分子功能层表面同时熔化焊接在一起。

本发明的第三方面提供第二种曲面模具表面保护膜的对接缝封闭技术,其步骤包括:

(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)使用液体硅橡胶将保护膜对接缝封闭后,固化。

本发明的有益效果:本发明的模具表面保护膜具有导气层,可以避免铺放过程中的包气;本发明的模具表面保护膜耐磨性大幅度提高,多次重复使用,而不影响效果;本发明的模具表面保护膜对接缝封闭容易、可实现无缝化对接,提高了模具表面保护膜的重复利用次数,大大降低材料使用成本。

具体实施方式

除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。

质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值,例如,1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。关于子范围,具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如,示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40,或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。

为了解决上述问题,本发明提供一种大型曲面模具表面保护膜,其特征在于,其从紧贴于模具表面向外依次包括网格布导气层、压敏胶自粘层和高分子功能层;

其中,所述高分子功能层与固化后环氧树脂不相粘。

本发明涉及一种模具表面保护膜及其应用技术,该种模具表面保护膜为多层复合膜,多层复合膜从与模具表面接触层开始数起依次为网格布导气层、压敏胶自粘层和高分子功能层。

施工工艺

本发明中,模具表面保护膜可覆盖部分或全部模具表面,且保护膜以条状的方式贴敷在模具表面上,相邻条之间边缘对接,形成对接缝。

网格布导气层

在大面积贴膜时,特别是模具表面为曲面时,在覆盖过程中易形成包气区域,本发明中所述网格布导气层可以起到导气作用,从而避免形成包气区域。

本发明中,所述网格布导气层的材料不做限定,可以是本领域技术人员已知的任何一种网格布。

本发明中,所述网格布导气层的材料优选为玻璃纤维、聚酯纤维或尼龙纤维中的一种。

压敏胶自粘层

本发明中所述压敏胶自粘层选自丙烯酸类压敏胶粘剂、橡胶型压敏胶粘剂或硅胶压敏胶粘剂。

丙烯酸类压敏胶粘剂:根据需要,除了必要成分(丙烯酸类聚合物,或者用于形成丙烯酸类聚合物的单体混合物或其部分聚合产物)之外,丙烯酸类压敏胶粘剂组合物还可包含其它添加剂。

丙烯酸类聚合物是包含丙烯酸类单体作为必要单体单元(单体单元、单体结构单元)的聚合物。换句话说,丙酸类聚合物包含衍生自丙烯酸类单体的结构单元作为其结构单元。即,丙烯酸类聚合物是由丙烯酸类单体作为必要单体成分所构成(形成)的聚合物。在本说明书中,术语“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”(“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的一种或两种),并且下文中同样适用。

丙烯酸类聚合物优选包含具有直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(下文中可称为“(甲基)丙烯酸烷基酯”)作为必要单体单元。

作为(甲基)丙烯酸烷基酯,包括具有含1至20个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯和(甲基)丙烯酸二十烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯可单独使用或以其两种以上的组合使用。

橡胶型压敏胶粘剂:橡胶型压敏胶又可分为天然橡胶压敏胶粘剂和合成橡胶压敏胶粘剂。

硅胶压敏胶粘剂:有机硅压敏胶一般是指用有机硅聚合物为主体的压敏胶,或由有机硅聚合物改性的丙烯酸和有机硅改性橡胶型压敏胶。

作为本发明的一种优选方式,所述压敏胶自粘层优选为丙烯酸类压敏胶粘剂。

作为本发明的一种实施方式,所述压敏胶自粘层不需要热激活,能够在5℃-35℃进行施涂。

高分子功能层

本发明中所述高分子功能层主要起到保护模具和脱模的作用。本发明中所述高分子功能层优选为与固化后环氧树脂不粘的高分子材料。

作为本发明的一种优选方式,所述高分子功能层的制备原料为聚烯烃类或半硫化橡胶类低熔点高分子材料。

聚烯烃类高分子材料:本发明中所述聚烯烃选自以下各项组成的组中的至少一种:均聚聚乙烯和均聚聚丙烯组成的组中的均聚物;选自由乙烯、丙烯、丁烯、己烯和辛烯组成的组中一种或多种共聚单体共聚的无规共聚物。

例如可以是:乙烯和丙烯的无规共聚物;乙烯和丁烯的无规共聚物;乙烯和己烯的无规共聚物;乙烯和辛烯的无规共聚物;丙烯和丁烯的无规共聚物;丙烯和己烯的无规共聚物;丙烯和辛烯的无规共聚物;丁烯和己烯的无规共聚物;丁烯和辛烯的无规共聚物;乙烯、丙烯和丁烯的无规共聚物;乙烯、丙烯和己烯的无规共聚物;乙烯、丙烯和辛烯的无规共聚物;乙烯、丁烯和己烯的无规共聚物;乙烯、丁烯和辛烯的无规共聚物;丙烯、丁烯和己烯的无规共聚物;丙烯、丁烯和辛烯的无规共聚物;丁烯、己烯和辛烯的无规共聚物。

所述聚烯烃可以为均聚聚丙烯,或由丙烯单体和12mol%或更少的乙烯或基于C4-C10烯烃的单体共聚的无规共聚物。

所述聚烯烃可以是88-99mol%的丙烯单体1-12mol%的乙烯单体的共聚物。

所述聚烯烃树脂可以使用具有熔融指数低于0.3g/10min(230℃、2.16Kgf)的聚烯烃。

聚烯烃指含有来源于烯烃的单体单元的聚合物。可以例如:聚乙烯类聚合物。

作为聚乙烯类聚合物,可以例示聚乙烯。作为聚乙烯没有特别限定,可以使用低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。

作为聚乙烯类聚合物,可以优选例示乙烯和其他烯烃的共聚物。作为在此的“其他烯烃”,可以优选为丙烯、丁烯、己烯、辛烯等。这些“其他烯烃”可以单独使用1种或组合使用2种以上。作为聚乙烯类聚合物,更具体而言,优选乙烯-丙烯共聚物,乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物等,其中,尤其优选为乙烯-己烯共聚物。

半硫化橡胶类高分子材料:所述半硫化橡胶类高分子材料是将橡胶进行预硫化处理。

作为本发明的一种实施方式,所述网格布导气层的厚度为5-20μm。

作为本发明的一种实施方式,所述压敏胶自粘层的厚度为40-150μm。

作为本发明的一种实施方式,所述高分子功能层的厚度为40-200μm。

作为本发明的一种实施方式,所述模具表面保护膜的总厚度小于300μm,更加优选为100-250μm。

施工工艺

模具表面保护膜的各层膜之间通过热复合的方式复合在一起。

在模具表面进行贴敷时,压敏胶自粘层不需要热激活,并且能够在-35℃之间进行贴敷。

根据需要,模具表面保护膜可覆盖部分或全部模具表面,且保护膜以条状的方式贴敷在模具表面上,相邻条之间边缘对接,形成对接缝。为确保对接缝处不渗透树脂,保证模具表面保护膜的使用寿命,这里提供一种简单便捷的对接缝封闭技术,即在对接缝处涂抹硅橡胶双组份胶水或用熔融聚乙烯将对接缝两端的膜粘接或焊接在一起,形成闭合对接缝。

所述对接缝封闭技术的步骤包括:(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)以聚乙烯粉末为封闭剂,使用熔焊技术将聚乙烯粉末和高分子功能层表面同时熔化焊接在一起。

另外一种对接缝封闭技术的步骤包括:(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)使用液体硅橡胶将保护膜对接缝封闭后,固化。

实施方式1:本发明实施方式1提供一种大型曲面模具表面保护膜,其从紧贴于模具表面向外依次包括网格布导气层、压敏胶自粘层和高分子功能层;

其中,所述高分子功能层与固化后环氧树脂不相粘。

实施方式2:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述网格布导气层的制备原料为玻璃纤维、聚酯纤维或尼龙纤维中的一种。

实施方式3:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述压敏胶自粘层选自丙烯酸类压敏胶粘剂、橡胶型压敏胶粘剂或硅胶压敏胶粘剂。

实施方式4:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述压敏胶自粘层为丙烯酸类压敏胶粘剂。

实施方式5:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述高分子功能层的制备原料为聚烯烃类或半硫化橡胶类低熔点高分子材料。

实施方式6:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述网格布导气层的厚度为5-20μm。

实施方式7:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述压敏胶自粘层的厚度为40-150μm。

实施方式8:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述高分子功能层的厚度为40-200μm。

实施方式9:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述模具表面保护膜的总厚度小于300μm。

实施方式10:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述模具表面保护膜的总厚度在100-250μm。

实施方式11:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述压敏胶自粘层不需要热激活,能够在5℃-35℃进行施涂。

实施方式12:实施方式1所述的一种大型曲面模具表面保护膜,所述曲面模具表面保护膜以条状的方式施加,且相邻条的边缘对接,形成对接缝。

实施方式13:实施方式13提供一种曲面模具表面保护膜的对接缝封闭技术,其步骤包括:

(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)以聚乙烯粉末为封闭剂,使用熔焊技术将聚乙烯粉末和高分子功能层表面同时熔化焊接在一起。

实施方式14:实施方式14提供第二种曲面模具表面保护膜的对接缝封闭技术,其步骤包括:

(1)所述模具表面保护膜以条状的方式施加于模具表面;

(2)使用液体硅橡胶将保护膜对接缝封闭后,固化。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,且以下物料所用份数均为重量份。

实施例1:实施例1提供一种大型曲面模具表面保护膜,其从紧贴于模具表面向外依次包括网格布导气层、压敏胶自粘层和高分子功能层;其中,所述高分子功能层与固化后环氧树脂不相粘。

所述网格布导气层为玻璃纤维,购买于杭州高科复合材料有限公司,其厚度为10μm。

所述压敏胶自粘层为丙烯酸类压敏胶粘剂,购买于昆山盛兴隆粘合剂有限公司,型号为SXL-90,其厚度为100μm。

所述高分子功能层为聚乙烯薄膜,购买于昆山名匠塑化有限公司,型号为1C7A,其厚度为90μm。

模具表面保护膜的各层膜之间通过热复合的方式复合在一起。

覆盖工艺:所述曲面模具表面保护膜以条状的方式施加,且相邻条的边缘对接,形成对接缝。

对接缝封闭技术:以聚乙烯粉末为封闭剂,使用熔焊技术将聚乙烯粉末和高分子功能层表面同时熔化焊接在一起。

实施例2:与实施例1的区别在于,未采用聚乙烯粉末进行对接缝封闭,而是采用胶带密封工艺,即在对接缝处用胶带进行粘贴。

实施例3:与实施例1的区别在于,不含有网格布导气层。

实施例4:采用聚四氟乙烯为不粘衬里,未采用实施例1的技术方案。

测试:

拉伸强度:依照标准ASTMD638-10。

180度剥离强度:依照标准GB-T 7122-1996

上述模具的材料为玻璃钢模具,待成型物质的材料为环氧树脂。

前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

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