[其他]采用预热坯料的真空模压成型法

说明书

本文是美国第640，470号专利申请的部分继续申请，申请日期为1984年8月13日，题目为“真空模压坯料”。

本发明涉及压力成型，更确地说是关于真空模压坯料的技术。

做为背景介绍，模压是一种常用来制造玻璃钢（FRP）件的技术，它是将含有可硬化树脂的坯料放置于由加热的上下模形成的模腔中，然后闭合模具，坯料受模具挤压产生流动并充填模腔，待树脂硬化后开模将制成的工件取出。

模压技术一直被用来制造具有十分光滑平面的工件，如汽车车身各种外面板。用来制做此类工件的坯料通常是由一种含有加强纤维和各种填料的加固性树脂组成。坯料常被做成薄板形状，工艺上称为片料吹膜化合物（SMC）。汽车工业要求成型的工件表面十分光整，令人遗憾的是以往在稳定生产这些成形工件方面遇到了很多问题。人们认为型腔内坯料的填充速度不均匀会使空气逸入成型的工件中从而产生大量的气孔，非均匀充填还会导致模型内的组成物分布不足。气孔和非均匀的组成物散布，尤其是加强纤维会引起表面缺陷。同样气体逸入夹层间也会引起工件产生气泡而导致耐用性降低。

根据1974年法齐克斯等人（Fazekas）申请的美国专利第3，840，239，中的讨论，目前已尝试了多种方法以减少表面缺陷，这包括：

a）在不同塑性范围下的试验;

b）增加成型压力;

c）降低型模的温度;

d）快速合模并迅速施加高压;

e）予热成型化合物坯料;

f）采用重量不同的坯料进行试验;

g）用高密度成形化合物以在型腔内获得更大的“背压”;

h）提前开模排气;

i）采用半弹性压模。

专利获得者在′239专利中报道，上述各方法中至少无一在消除气孔方面获得圆满的成功。

另一种用来避免气体逸入的方法是采用一块很厚的坯料来覆盖成型表面上一块很小的面积，其想法是缓慢地合模以尽量将气体“挤出”坯料。予热坯料在过去看来似乎是不利于生产的，因为通常要降低被加热的模具温度，否则坯料在塑变和填充模腔前就会胶化，由此看来予热SMC坯料的效益似乎并不显著。

近年来，常采用一种被称为“型内涂层”的工艺来经济合理地生产光滑平整的玻璃钢制件。这种“型内涂层”工艺已公开发表，如范·埃斯森（Van    Essen）等人申请的美国专利第4，081578号。简单地说，这种工艺增加一道工序，即胶化的工件保留在模型内被一种弥漫和渗透表面的涂料所涂敷，以填补工件表面的孔洞。遗憾的是这种工艺有几点不足。例如，所增加的涂挂工序要耗费宝贵的设备台时，同时也减少了单一模具能够获得的产量。为了控制工件表面涂层的操作过程，还要采用极为复杂、昂贵的机械装置。另外要求精心操作以确保涂层能适当地挂牢在工件表面上。

在压力成型过程中采用真空工艺已有文献记载，如前面提到的法齐克斯（Fazekas）的239专利和高萨奇（Gorsuch）等人的题为“受真空和其它成形因素影响的SMC成型光滑度及表面气孔”的论文，该文在塑料工业协会强化塑料及复合材料研究所1978年第33届技术年会上发表（见9-F节，第1-7页）。最近本发明的受让者已运用真空法成功地制造了合格的产品而无需“型内涂层”的工艺，请见美国专利第4，488，862号和第4，551，085号以及题为“用真空法模压坯料”的美国专利申请第640，470号，申请人艾塞尔（lseler）等人。

依照本发明所阐述的方法，对含有可硬化树脂的坯料进行模压，制得具有光滑表面的工件，该方法包括的各工序为，坯料放入型模前进行予热，然后将上型模移至半闭合状态，此时模腔被抽成真空而上模与坯料保持间隔。随后，模具迅速闭合，在坯料的粘性和胶化发生明显增长前使坯料延展并填充模腔。待树脂硬化后开模将制件取出。

本发明诸优点之一是可大大减少用于成型工件的加工时间，因而具有重要的工业价值，即同样的机器可生产更多的制件从而降低了成本。在获得众多优益之处时制件的质量不受任何影响。

通过阅读下面的详细说明并参考示意图，精通本技术的人员会显而易见地了解本发明的各优益之处。在各示意图中：

图1是一坯料在完成本发明工艺过程的最佳工序流程示意图;

图2（A-C）是成型过程中每工序状态下模具的剖面示意图;

图3是沿图2（A）中3-3线的俯视图，示明坯料覆盖在下模的成型面上。