[发明专利]一种异形低压容器增强体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料成型领域，具体涉及一种异形低压容器增强体的制备方法。

背景技术

水处理设备、家用热水器等行业所用的承压容器常常由内胆和外增强体组成，工程上常用长纤维增强树脂型复合材料来制备承压容器的增强体。

增强体的制备需根据容器形状的不同而采用适宜的成型方法。常规承压容器的形状一般为圆柱体承压容器本体加椭圆封头，对于这种形状的承压容器，其增强体易于采用长纤维缠绕成型机组设备进行成型，这种缠绕成型技术在工业应用中已较为成熟，是业内常规技术。但是，对于形状不是圆柱体的异形承压容器，如环形容器，不能采用长纤维缠绕成型机组设备制备其增强体。

发明内容

本发明的目的是提供一种异形低压容器增强体的制备方法，该方法可以有效解决异形承压容器(如环形容器)增强技术的难于机械化和批量化生产问题，并降低生产成本。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种异形低压容器增强体的制备方法，包括分段预成型步骤和二次整体成型步骤，其中分段预成型步骤是根据异形容器的外形将增强体划分为若干片段，然后让每段增强体片段在相应的预成型模具中进行预成型，得到增强体预成型片段；二次整体成型步骤，是将分段预成型步骤中得到的预成型片段在异形容器内胆的表面进行拼接、粘合、展平后固化为整体。

增强体制备所采用的材料为纤维增强树脂基复合材料，由增强纤维和基体树脂组成。增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维，其中玻纤最常用。

基体树脂的主要作用是保证纤维增强层紧密结合，兼顾固化后材料的强度和韧性。基体树脂通常采用热固性树脂，包括不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂等体系。环氧树脂体系粘接强度高，粘度适应性高。环氧树脂一般分为以下几类：缩水甘油醚型树脂、缩水甘油醇型树脂、缩水甘油胺型树脂、脂肪族环氧化合物、线状脂肪族环氧化合物。

优选的，所述增强体为纤维布(如：玻璃纤维布、碳纤布或芳纶纤维布，玻璃纤维布常用)和树脂，把经过预裁切的纤维布片平铺在预成型模具的下模(阴模)内，在纤维布的上表面加入调配好的树脂，上模下压(模具的上模安在液压机的上压板上，随上压板移动，对铺好的纤维布和树脂进行压实，使树脂均匀分布在纤维布上)，挤出多余的树脂。

静置，使树脂固化或半固化。静置固化过程可以在模具内完成，也可以在模具外完成。静置过程中，浸润在纤维布中的树脂发生化学反应，达到固化或半固化状态，使树脂和纤维布粘接在一起，得到预成型体片段。其中，半固化更有利于二次成型时片段粘接为整体，提高整体粘接强度。静置过程所需的温度和时间根据树脂的固化反应特性而变，如采用胺类固化剂，模具内：90-110℃*8-12min；或模具外：常温*10-12小时。

把不同的预成型体片段附着在容器表面上，并补充树脂，使各个片段拼接和粘贴为一个完整的预成型体。

优选的，沿所述预成型体的外表面，用长纤维(如玻纤或碳纤)进行缠绕，并补充必要的树脂，以进一步加固预成型体。

把上述附着有预成型体的容器放入二次成型模具中，使预成型体处在容器外表面与二次成型模具的内表面之间，并补充必要的树脂；使二次模具对容器加压，并向容器内部充压，使容器膨胀，进而使预成型体在容器表面充分展平；升温至90-120℃，保温8-12min，使树脂充分固化，这样预成型体片段粘接形成完整的增强体；从模具中取出，完成二次整体成型。

预成型体的分段方式：两段式、多段式。优选的，上下两段式。

优选的，预成型体片段间粘贴方式为：预成型时，使浸润树脂的纤维布预留出二次成型时所需要的交叠部分。

优选的，预成型体片段间粘贴方式为：预成型时，纤维布预留交叠尺寸，但用于交叠的纤维布的部分先不浸胶，留待二次成型时再浸胶。

优选的，预成型体片段间粘贴方式为：在预成型时不预留浸润树脂的纤维布的交叠部分，待二次成型时，在预成型体片段的交界处铺上浸润树脂的纤维布。

一种异形低压容器增强体的制备方法在环形热水器塑料内胆上、U型塑料容器或E型塑料容器中的应用。

本发明的有益技术效果为：

1、本发明采用分段预成型技术，把难以机械成型的增强体整体分为容易进行机械成型的若干段，实现机械化、批量化生产，取代和减少人工劳动；

2、由于二次成型过程中，二次成型模具和容器同时对加固部分施压，所以保证了形成的长纤维复合材料增强体无褶皱无气泡，均匀铺展，受力分布科学合理，长纤维的强度利用率也因此提高；

3、长纤维的强度利用率提高，则可以节省原材料。