本發明涉及真空灌注成型、熱壓罐成型復合材料技術領域，尤其涉及一種可快速密封成型的柔性真空袋及其制備方法。

背景技術：

隨著我國航空航天事業的飛速發展，真空輔助材料作為復合材料產品生產過程中必不可少的耗材需求量也逐漸加大，在風電、航空航天等領域，復合材料的生產往往耗時耗力，在鋪層及固化工藝時需以真空袋密封形成真空體系。為避免架橋，需依據模具形貌每隔一定距離預留真空袋膜余量而打褶子，這一方面增加了工人制袋的勞動強度，導致效率降低；另一方面增加了制袋缺陷發生的概率，導致復合材料制件合格率降低。

當前國內暫無此類真空袋膜的生產與銷售，市面上的袋膜均為尼龍、pp等材質吹塑成型制備，袋膜初始模量高，需依據模具形貌每隔一定距離預留真空袋膜余量而打褶子。為降低工人制袋勞動強度，提高復合材料生產效率，降低復合材料生產成本，本申請人研發出該款適用于熱壓罐工藝、真空灌注工藝的可快速密封成型的柔性真空袋，以滿足曲面、復雜工裝的快速密封制袋，促進復合材料成型工藝的發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有技術的上述不足和缺陷，提供一種可快速密封成型的柔性真空袋及其制備方法，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種可快速密封成型的柔性真空袋，其特征在于，采用改性聚氨酯為原料，經過螺桿擠出、流延、雙向拉伸、熱定型、收卷工藝制備而成。

在本發明的一個優選實施例中，所述改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:66～100份；

抗氧劑:0.2～2份；

熱穩定劑:0.2～2份；

尼龍6粒子:0～30份；

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成，所述改性劑包括抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種。

在本發明的一個優選實施例中，所述改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:89份；

抗氧劑:0.5份；

熱穩定劑:0.5份；

尼龍6粒子:10份。

在本發明的一個優選實施例中，所述改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:80份；

抗氧劑:1份；

熱穩定劑:1份；

尼龍6粒子:18份。

在本發明的一個優選實施例中，所述改性聚氨酯熔融指數為3-20g/10min(190℃/2.16kg)。

在本發明的一個優選實施例中，所述改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)。

一種上述任一技術方案所述的可快速密封成型的柔性真空袋的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

在本發明的一個優選實施例中，所述步驟(1)中的干燥塔的干燥溫度為105-130℃。

在本發明的一個優選實施例中，所述擠出機螺桿轉速為50-100r/min。

在本發明的一個優選實施例中，所述流延機鑄片輥溫度設定為10-50℃。

在本發明的一個優選實施例中，所述縱拉機拉伸倍數為2-5倍，橫拉機拉伸倍數為2-5倍。

在本發明的一個優選實施例中，所述熱定型溫度為110-150℃。

由于采用了如上的技術方案，本發明的柔性真空袋操作性能好，具有延展性能好、斷裂強度高、氣密性好、制袋無需保留余量等優點，最高使用溫度達170℃，可顯著簡化制袋工藝，提高勞動效率。本發明的制備方法工藝簡單，成本較低，原料大多可在市場購買。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。

一種可快速密封成型的柔性真空袋，采用改性聚氨酯為原料，經過螺桿擠出、流延、雙向拉伸、熱定型、收卷工藝制備而成。優選地，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:66～100份；

抗氧劑:0.2～2份；

熱穩定劑:0.2～2份；

尼龍6粒子:0～30份；

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成，改性劑包括抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種，其中改性聚氨酯熔融指數為3-20g/10min(190℃/2.16kg)，優選的改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)。

以下列舉五個實施例對本發明加以說明：

實施例1

聚氨酯塑料粒子與抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種配比，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:99份；

抗氧劑:0.5份；

熱穩定劑:0.5份；

尼龍6粒子:0份；

改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)；

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成。具體該實施例的制備方法包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出，擠出機螺桿轉速為50r/min；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片，流延機鑄片輥溫度設定為10℃；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數，縱拉機拉伸倍數為2倍，橫拉機拉伸倍數為2倍；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型，熱定型溫度為110℃；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

實施例2

聚氨酯塑料粒子與抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種配比，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:80份；

抗氧劑:1份；

熱穩定劑:1份；

尼龍6粒子:18份；

改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成。具體該實施例的制備方法包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出，擠出機螺桿轉速為62r/min；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片，流延機鑄片輥溫度設定為17℃；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數，縱拉機拉伸倍數為3倍，橫拉機拉伸倍數為3倍；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型，熱定型溫度為120℃；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

實施例3

聚氨酯塑料粒子與抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種配比，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:89份；

抗氧劑:0.5份；

熱穩定劑:0.5份；

尼龍6粒子:10份；

改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成。具體該實施例的制備方法包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出，擠出機螺桿轉速為75r/min；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片，流延機鑄片輥溫度設定為25℃；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數，縱拉機拉伸倍數為3.5倍，橫拉機拉伸倍數為3.5倍；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型，熱定型溫度為130℃；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

實施例4

聚氨酯塑料粒子與抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種配比，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:93份；

抗氧劑:1份；

熱穩定劑:1份；

尼龍6粒子:5份；

改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成。具體該實施例的制備方法包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出，擠出機螺桿轉速為88r/min；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片，流延機鑄片輥溫度設定為38℃；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數，縱拉機拉伸倍數為4倍，橫拉機拉伸倍數為4倍；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型，熱定型溫度為140℃；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

實施例5

聚氨酯塑料粒子與抗氧劑、熱穩定劑、尼龍6粒子中的一種或幾種配比，改性聚氨酯為聚氨酯塑料粒子與改性劑按以下重量份配比：

聚氨酯:68份；

抗氧劑:1份；

熱穩定劑:1份；

尼龍6粒子:30份；

改性聚氨酯熔融指數為4-18g/10min(190℃/2.16kg)

經雙螺桿共混擠出造粒后制備而成。具體該實施例的制備方法包括下列步驟：

(1)將改性聚氨酯粒子拆包干燥塔干燥后氣流輸送至螺桿加料斗熔融擠出，擠出機螺桿轉速為100r/min；

(2)經由步驟(1)處理后得到的螺桿擠出熔體直接進入流延機初步流延制片，流延機鑄片輥溫度設定為50℃；

(3)經由步驟(2)處理后得到的高溫聚氨酯片材由輸送輥送入縱拉機與橫拉機，先后沿縱向及橫向拉伸一定倍數，縱拉機拉伸倍數為5倍，橫拉機拉伸倍數為5倍；

(4)經由步驟(3)處理后得到的拉伸膜在張緊狀態下輸送至電加熱烘箱中進行熱定型，熱定型溫度為150℃；

(5)經由步驟(4)處理后得到的定型膜切邊并卷繞后，制得柔性真空袋。

上述各實施例與現有技術的利用尼龍、pp等材質吹塑成型的真空袋做性能對比，如下表1：

表1

由上表可知，本發明的柔性真空袋操作性能好，具有延展性能好、斷裂強度高、氣密性好、制袋無需保留余量等優點，最高使用溫度達170℃，可顯著簡化制袋工藝，提高勞動效率。本發明的制備方法工藝簡單，成本較低，原料大多可在市場購買。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。