CN104385628B - 一种制备新型碳纤维气垫船的真空导流方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型气垫船真空导流制造工艺。通过准备船模，喷胶衣，铺层，真空袋材料铺设，抽真空、导入树脂，成型、脱膜的步骤制造船体。通过本发明的方法，减少制品体系中的气泡，体系中不留有多余的树脂，碳纤维含量很高可以达到80％以上，气垫船重量更轻，强度更高。制作过程中树脂耗损更少，并且树脂分布均匀、生产过程中树脂挥发少，达到节约成本的效果。

Description

一种制备新型碳纤维气垫船的真空导流方法

技术领域

本发明涉及一种气垫船的制备方法，特别是涉及一种新型碳纤维气垫船的真空导流方法。

背景技术

气垫船船体的制造通常的手糊工艺中，增强材料铺于模具中，采用刷子，辊子或其它方式手工浸润增强材料，手工糊制工艺缺点有：1.制造出来的产品质量低，气泡多。2.树脂耗损多，因操作人员的多变性而难于控制。3.树脂分布不均匀。4.生产过程中树脂挥发多。5.产品存在不平整等。

因此，目前迫切需要一种气垫船的制备方法，利用该方法可以制造质量更高，体系气泡少、不留有多余的树脂、纤维含量很高可以达到80％以上的气垫船。

发明内容

本发明的目的在于，在气垫船模具中通过真空袋材料的铺设，提供一种新型气垫船真空导流制造工艺技术，减少体系中的气泡，提高产品质量。

为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：

一种新型气垫船真空导流制造工艺，包括以下步骤：

1)准备船模：将气垫船模具放在烘房中，所述气垫船模具保留150mm以上的边缘；对所述气垫船模具进行清理、打蜡；

2)喷胶衣：把胶衣和固化剂按100:1.5的比例搅拌均匀，进行喷涂；

3)铺层：进行船底外板板材的铺层；

4)真空袋材料铺设：步骤3)中完成铺层的船模上先铺设脱膜布，在所述脱膜布上铺设导流网，最后在所述导流网上铺设真空袋，将所述真空袋和船模的所述边缘密封。

5)抽真空、导入树脂：将体系中空气抽空后，将树脂和固化剂按100:30的比例进行调配制成树脂液，通过导流管将所述树脂液均匀抽入体系。

6)成型、脱膜：树脂固化成型，揭去所述真空袋、导流网、脱模布、导流管，充分固化后在胎架上进行脱膜，制成成品。

进一步地，在步骤1)中，所述烘房避免阳光直射，所述打蜡的步骤要进行2-4次。

进一步地，在步骤2)中，所述喷胶衣的厚度为0.5毫米，所述胶衣使用船用胶衣树脂。

进一步地，在步骤3)中，所述铺层采用碳纤维短切毡和碳纤维单向布，0°角铺设；碳纤维短切毡和碳纤维单向布，90°角铺设；碳纤维短切毡中的一种或几种方式进行铺层。

进一步地，所述碳纤维短切毡、碳纤维单向布的搭接小于50毫米，相邻两层接缝错开至少100mm，多层之间的错缝沿同一方向，避免错接。

进一步地，在步骤4)中，所述真空袋和船模的边缘用密封条进行密封。

进一步地，在步骤5)中，所述抽真空时，真空表保持负压0.1mp以上2个小时，所述树脂采用船用不饱和树脂，部分二次胶接用环氧树脂。

进一步地，在步骤6)中，所述固化成型的温度为20-32℃，成型相对湿度为40-85％。

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

本发明提供了一种新型气垫船真空导流制造工艺，在气垫船模具中利用铺设真空袋材料，减少制品体系中的气泡，体系中不留有多余的树脂，碳纤维含量很高可以达到80％以上，气垫船重量更轻，强度更高。制作过 程中树脂耗损更少，并且树脂分布均匀、生产过程中树脂挥发少，达到节约成本的效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、准备船模

本船材料为碳纤维，增强材料采用船用无碱无捻无蜡正胶布，使用前应在干燥室放3～4天或者在100～110摄氏度的烘箱中烘2～4h，保持干燥。

将气垫船模具放在烘房中，必须保持油漆地面无尘无灰尘。干燥，明亮，清洁和通风，操作现场不允许太阳直接照射，气垫船模具表面要有较高的硬度和较高的光泽，气垫船模具边缘至少保留150mm，便于密封条和管路的铺设，用布料轻轻擦掉模具表面的灰尘和油渍。

对所述气垫船模具进行清理、打蜡，打蜡一定要均匀，至少涂2--4遍。

二、喷胶衣

胶衣和固化剂按100:1.5进行匹配放入容器里搅拌均匀，然后装上喷枪后进行喷涂。胶衣厚度为0.5mm，胶衣使用船用胶衣树脂，固化剂为所属技术领域内常见的固化剂。

三、铺层

进行船底外板板材的铺层，本气垫船船体铺层依据现行的中国船级社《材料与焊接规范》2012版及修改通报进行设计型材铺层，采用碳纤维短切毡和碳纤维单向布，0°角铺设；碳纤维短切毡和碳纤维单向布，90°角铺设；碳纤维短切毡中的一种或几种方式进行铺层，板材夹心材料根据不同部位受力需求选用钢，碳纤维，木材和聚氯乙烯硬泡沫塑料(pvc)等，作为芯材的木材必须干燥，其湿度不大于18％。

碳纤维短切毡或碳纤维单向布的搭接均应不小于50mm，相邻两层接缝错开至少100mm，多层之间的错缝应向同一方向进行，而不宜前后来回错缝。厚度变化区域加厚部分应向分界处延伸25mm。对一些形状复杂的区域，纤维布有时必须中间剪开，此时应注意尽量少开刀，并把开刀部位层间错开。剪裁纤维布块的大小，应根据船体尺寸，性能要求和操作难易来确定，如果强度要求高，则尽可能采用大块纤维布施工。

船用碳纤维力学性能，玻璃钢结构层板力学性能应符合表1中的要求。

表1

	碳纤维材料	玻璃钢材料
			树脂含量(％)	45-50	55-65
拉伸强度(N/mm2)	≥3400	≥100
			拉伸模量	≥2.4*105	0.7*104
弯曲强度	≥700	≥150
			巴氏硬度	≥40	≥40
层间剪切强度	≥40	≥40

四、真空袋材料铺设

先铺上脱模布，然后铺上导流网，最后铺上真空袋。在真空袋和模具边缘用密封条密封之前，要仔细检查树脂和抽真空管路的走向，否则有的地方树脂会无法浸透到。铺上时要非常小心，以防一些尖锐物刺破真空袋。

五、抽真空、导入树脂

打开真空泵进行对整个体系抽真空，尽量把体系中空气抽空，真空表保持负压0.1MPa以上2个小时。并检查气密性，气密性很关键。如有漏气点存在，当树脂导入时，空气会进入体系中，气泡会在漏气处向其它地方渗人，甚至有可能使产品报废。

抽真空达到技术要求后，准备树脂。树脂采用船用不饱和树脂，部分二次胶接用环氧树脂，把树脂和固化剂按100：30比例进行调配。然后把树脂导流管路***配好的树脂桶中，根据进料顺序依次打开夹子，注意树脂的量，必要时及时补充。

六、成型、脱膜

船体成型的温度应在20-32℃之间，成型的相对湿度应在40％-85％之间，并保持稳定。树脂凝固到一定程度后，揭去真空袋，导流网，脱模布，导流管等，需待船体，舱壁，围板和骨材充分固化(通常为巴氏硬度40以上)后再脱模，脱模后应放在胎架上，以防变形，最终制成成品。

船体脱模后，根据中华人民共和国船舶检验局《纤维增强塑料船建造规范》要求，进行水密实验，可用炫外水压力代替灌水试验。本船压载为本船最大载重量，浸水后应保持4小时，仔细观察有无渗漏现象，如没有渗漏现象视为水密合格。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型气垫船真空导流制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备船模：将气垫船模具放在烘房中，所述气垫船模具保留150mm以上的边缘；对所述气垫船模具进行清理、打蜡；

2)喷胶衣：把胶衣和固化剂按100:1.5的比例搅拌均匀，进行喷涂；

3)铺层：进行船底外板板材的铺层；

4)真空袋材料铺设：步骤3)中完成铺层的船模上先铺设脱膜布，在所述脱膜布上铺设导流网，最后在所述导流网上铺设真空袋，将所述真空袋和船模的边缘密封；

5)抽真空、导入树脂：将体系中空气抽空后，将树脂和固化剂按100:30的比例进行调配制成树脂液，通过导流管将所述树脂液均匀抽入体系；

6)成型、脱膜：树脂固化成型，揭去所述真空袋、导流网、脱模布、导流管，充分固化后在胎架上进行脱膜，制成成品；

其中，在步骤3)中，所述铺层采用碳纤维短切毡和碳纤维单向布，0°角铺设；碳纤维短切毡和碳纤维单向布，90°角铺设；碳纤维短切毡中的一种或几种方式进行铺层；

所述碳纤维短切毡、碳纤维单向布的搭接小于50毫米，相邻两层接缝错开至少100mm，多层之间的错缝沿同一方向，避免错接；

在步骤5)中，所述抽真空时，真空表保持负压0.1MPa以上2个小时，所述树脂采用船用不饱和树脂，部分二次胶接用环氧树脂；

在步骤6)中，所述固化成型的温度为20-32℃，成型相对湿度为40-85％。

2.根据权利要求1所述的气垫船真空导流制造工艺，其特征在 于，在步骤1)中，所述烘房避免阳光直射，所述打蜡的步骤要进行2-4次。

3.根据权利要求1所述的气垫船真空导流制造工艺，其特征在于，在步骤2)中，所述喷胶衣的厚度为0.5毫米，所述胶衣使用船用胶衣树脂。

4.根据权利要求1所述的气垫船真空导流制造工艺，其特征在于，在步骤4)中，所述真空袋和船模的边缘用密封条进行密封。