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瓦克硅胶真空袋在复合材料真空模压技术上的应用

发布时间：2015-03-09 浏览次数：

瓦克有机硅真空袋（SVB）是由有机硅材料/柔性织物/有机硅材料制成的三明治夹层结构，这一技术具有创造性地解决了复合材料行业的真空成型工艺，成功替代一次性塑料真空袋的方法。真空成型是利用一面模具加一面硅胶袋的方式来制备大型复合材料部件。可重复使用的有机硅真空袋在真空成型工艺中发挥着重要的作用，不仅简化了密封和成型工艺操作，同时大大降低生产成本，在真空树脂导入时，极大的保证了复合材料产品质量稳定性和完整性。

　　在目前的材料中，先进树脂基复合材料，常见的有不饱和聚酯（UP），乙烯基树脂（VE），酚醛树脂，环氧树脂（EP），三聚氰胺，和饱和聚酯，因其质轻高强而得到广泛的应用。针对复合材料的制造工艺也在不断在提高和创新，到目前为止已出现大量的生产方法，由最初的手糊工艺[1]，发展到机械化的喷射，拉挤，模压等工艺，再到现在兴起的真空导入工艺。

　　真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺在1950 年出现了专利记录。近几年国内对真空导入的应用推广力度越来越大。由于传统工艺对人工的消耗及设备的高成本投入，人们越来越多的趋向于真空袋的真空树脂导入工艺，其具有灵活、简便、高效等特点得到广泛的应用。最早应用于航天航空等特种领域，后来慢慢应用于高要求的民用产品。

　　在真空导入工艺中，塑料的真空袋发挥着不小的作用，但塑料真空袋在铺设过程中极为复杂，且耗费大量的人力和工时，更重要的是塑料真空袋为一次性产品，且成本高，在经济效益和环保概念上处于绝对的弱势，为此瓦克化学推出铂催化交联的两组分硅橡胶ELASTOSIL® C 1200，是一款专门制备可重复使用的有机硅真空袋，为复合材料生产工艺提供了简单和高效的解决方案。

实验材料及方法

1.1 真空包原材料

　　瓦克双组份有机硅，牌号ELASTOSIL® C1200 A/B，瓦克专用增强织物，牌号WACKER FABRIC C，瓦克专用粘结胶，牌号WACKER ELASTOSIL® E 41/E43。

1.2 制包工具及辅材

　　气动胶枪或双组份喷胶机（MVP），刷子，剪刀，模具（底模），π型密封条，树脂倒流通道。

1.3 制包方法

　　第一步：铺设树脂倒流通道，如图1.在真空袋四周根据模具形状布置π型密封条，用于密封真空袋，形成可抽真空的空间，对后续真空灌注树脂起到非常重要的作用。π型材可以任意形状裁切，两个π型材的粘接可以选用WACKER专门用于硅胶粘接的硅胶ELASTOSIL® E 41/43。如果成型件具有较大厚度（＞6mm）, 可用蜡片在模具上预留出产品的厚度。

　　第二步：如图2.在模具上涂覆第一层硅胶。在室温条件下，固化10-20分钟，使第一层硅胶固化80%-90%后，涂覆第二层硅胶。

图1. 准备密封垫圈

图2. 喷涂ELASTOSIL® C 1200

图3. 铺设织物Fabric C

　　第三步：如图3.在涂覆第二层硅胶后，开始铺设预先根据模具形状裁切好的增强织物FABRIC C，并用毛刷将增强织物全部浸润在第二层硅胶上，避免气泡的引入。待在室温下固化10-20分钟后，即固化80%-90%后涂覆最后一层硅胶。

　　第四步：如图4.涂覆好最后一层硅胶后，在室温下固化1h至硅胶固化完全。根据客户的需求，可以调节硅胶和增强布层数。取自：中国国际复合材料工业技术展览会

图4. 喷涂最后一层ELASTOSIL® C 1200

　　第五步：待硅胶完全固化后，即可脱模待用。

　　通常制备一个2平方米的真空包需要耗时2小时，与传统的塑料袋真空袋的铺设过程相比，大大节省了时间和劳动强度。制备好的真空袋建议在100-150℃下后处理1.5-2小时，进一步增加真空袋的机械强度。

1.4 复合材料真空树脂导入成型

图5. 采用真空包的真空树脂导入示意图

　　如图5所示为真空导入示意图，在模具上铺增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等复合材料所需增强材料），然后将有机硅真空包铺设在模具之上，并抽出体系中的空气，在模具型腔中形成一个负压，利用真空产生的压力把树脂通过预铺的树脂流道导入到纤维层中，树脂在负压作用下充满整个型腔，待制品固化后，卷起真空包即可从模具上得到复合材料制品。有机硅真空包的使用方便快捷，收卷好的真空包放到架子上即可等待下次使用。图6所示为真空包脱模收卷过程。

结论

　　瓦克化学推出的可重复使用真空包技术与传统的薄膜技术相比，使复合材料部件的生产更简单，生产效率显著提高，重复使用有效的降低生产成本，尤其是对环境无毒无害。ELASTOSIL® C 1200更以优异的机械性能和长期使用寿命，广泛的应用在游艇，汽车，风电，休闲体育及农业和园艺等。