本发明涉及真空灌注成型、热压罐成型复合材料技术领域，尤其涉及一种可快速密封成型的柔性真空袋及其制备方法。
背景技术：
随着我国航空航天事业的飞速发展，真空辅助材料作为复合材料产品生产过程中必不可少的耗材需求量也逐渐加大，在风电、航空航天等领域，复合材料的生产往往耗时耗力，在铺层及固化工艺时需以真空袋密封形成真空体系。为避免架桥，需依据模具形貌每隔一定距离预留真空袋膜余量而打褶子，这一方面增加了工人制袋的劳动强度，导致效率降低；另一方面增加了制袋缺陷发生的概率，导致复合材料制件合格率降低。
当前国内暂无此类真空袋膜的生产与销售，市面上的袋膜均为尼龙、pp等材质吹塑成型制备，袋膜初始模量高，需依据模具形貌每隔一定距离预留真空袋膜余量而打褶子。为降低工人制袋劳动强度，提高复合材料生产效率，降低复合材料生产成本，本申请人研发出该款适用于热压罐工艺、真空灌注工艺的可快速密封成型的柔性真空袋，以满足曲面、复杂工装的快速密封制袋，促进复合材料成型工艺的发展。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种可快速密封成型的柔性真空袋及其制备方法，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种可快速密封成型的柔性真空袋，其特征在于，采用改性聚氨酯为原料，经过螺杆挤出、流延、双向拉伸、热定型、收卷工艺制备而成。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:66～100份；
抗氧剂:0.2～2份；
热稳定剂:0.2～2份；
尼龙6粒子:0～30份；
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成，所述改性剂包括抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:89份；
抗氧剂:0.5份；
热稳定剂:0.5份；
尼龙6粒子:10份。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:80份；
抗氧剂:1份；
热稳定剂:1份；
尼龙6粒子:18份。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性聚氨酯熔融指数为3-20g/10min(190℃/2.16kg)。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)。
一种上述任一技术方案所述的可快速密封成型的柔性真空袋的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
在本发明的一个优选实施例中，所述步骤(1)中的干燥塔的干燥温度为105-130℃。
在本发明的一个优选实施例中，所述挤出机螺杆转速为50-100r/min。
在本发明的一个优选实施例中，所述流延机铸片辊温度设定为10-50℃。
在本发明的一个优选实施例中，所述纵拉机拉伸倍数为2-5倍，横拉机拉伸倍数为2-5倍。
在本发明的一个优选实施例中，所述热定型温度为110-150℃。
由于采用了如上的技术方案，本发明的柔性真空袋操作性能好，具有延展性能好、断裂强度高、气密性好、制袋无需保留余量等优点，最高使用温度达170℃，可显著简化制袋工艺，提高劳动效率。本发明的制备方法工艺简单，成本较低，原料大多可在市场购买。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
一种可快速密封成型的柔性真空袋，采用改性聚氨酯为原料，经过螺杆挤出、流延、双向拉伸、热定型、收卷工艺制备而成。优选地，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:66～100份；
抗氧剂:0.2～2份；
热稳定剂:0.2～2份；
尼龙6粒子:0～30份；
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成，改性剂包括抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种，其中改性聚氨酯熔融指数为3-20g/10min(190℃/2.16kg)，优选的改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)。
以下列举五个实施例对本发明加以说明：
实施例1
聚氨酯塑料粒子与抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种配比，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:99份；
抗氧剂:0.5份；
热稳定剂:0.5份；
尼龙6粒子:0份；
改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)；
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成。具体该实施例的制备方法包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出，挤出机螺杆转速为50r/min；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片，流延机铸片辊温度设定为10℃；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数，纵拉机拉伸倍数为2倍，横拉机拉伸倍数为2倍；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型，热定型温度为110℃；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
实施例2
聚氨酯塑料粒子与抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种配比，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:80份；
抗氧剂:1份；
热稳定剂:1份；
尼龙6粒子:18份；
改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成。具体该实施例的制备方法包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出，挤出机螺杆转速为62r/min；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片，流延机铸片辊温度设定为17℃；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数，纵拉机拉伸倍数为3倍，横拉机拉伸倍数为3倍；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型，热定型温度为120℃；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
实施例3
聚氨酯塑料粒子与抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种配比，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:89份；
抗氧剂:0.5份；
热稳定剂:0.5份；
尼龙6粒子:10份；
改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成。具体该实施例的制备方法包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出，挤出机螺杆转速为75r/min；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片，流延机铸片辊温度设定为25℃；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数，纵拉机拉伸倍数为3.5倍，横拉机拉伸倍数为3.5倍；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型，热定型温度为130℃；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
实施例4
聚氨酯塑料粒子与抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种配比，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:93份；
抗氧剂:1份；
热稳定剂:1份；
尼龙6粒子:5份；
改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成。具体该实施例的制备方法包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出，挤出机螺杆转速为88r/min；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片，流延机铸片辊温度设定为38℃；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数，纵拉机拉伸倍数为4倍，横拉机拉伸倍数为4倍；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型，热定型温度为140℃；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
实施例5
聚氨酯塑料粒子与抗氧剂、热稳定剂、尼龙6粒子中的一种或几种配比，改性聚氨酯为聚氨酯塑料粒子与改性剂按以下重量份配比：
聚氨酯:68份；
抗氧剂:1份；
热稳定剂:1份；
尼龙6粒子:30份；
改性聚氨酯熔融指数为4-18g/10min(190℃/2.16kg)
经双螺杆共混挤出造粒后制备而成。具体该实施例的制备方法包括下列步骤：
(1)将改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后气流输送至螺杆加料斗熔融挤出，挤出机螺杆转速为100r/min；
(2)经由步骤(1)处理后得到的螺杆挤出熔体直接进入流延机初步流延制片，流延机铸片辊温度设定为50℃；
(3)经由步骤(2)处理后得到的高温聚氨酯片材由输送辊送入纵拉机与横拉机，先后沿纵向及横向拉伸一定倍数，纵拉机拉伸倍数为5倍，横拉机拉伸倍数为5倍；
(4)经由步骤(3)处理后得到的拉伸膜在张紧状态下输送至电加热烘箱中进行热定型，热定型温度为150℃；
(5)经由步骤(4)处理后得到的定型膜切边并卷绕后，制得柔性真空袋。
上述各实施例与现有技术的利用尼龙、pp等材质吹塑成型的真空袋做性能对比，如下表1：
表1
由上表可知，本发明的柔性真空袋操作性能好，具有延展性能好、断裂强度高、气密性好、制袋无需保留余量等优点，最高使用温度达170℃，可显著简化制袋工艺，提高劳动效率。本发明的制备方法工艺简单，成本较低，原料大多可在市场购买。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。