高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝，近紅外光譜儀在線對高硅氧玻纖網(wǎng)片進行掃描獲取紅外光譜圖并利用化學計量分析軟件對獲取的圖譜進行計算同時獲取同時獲得網(wǎng)片中樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標，為后續(xù)工藝調(diào)節(jié)提供依據(jù)。
【專利說明】 高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于特種新材料【技術領域】，具體涉及一種高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝。

【背景技術】
[0002]高硅氧玻璃纖維屬于特種玻璃纖維，所含二氧化硅質量比在96%以上。該纖維雖然強度略低，但耐高溫性能非常好，可在100(TC高溫下長期使用，短時間可耐1700°C高溫，是優(yōu)良的耐燒蝕材料和隔熱材料，已在噴氣發(fā)動機、金屬熔體過濾、高溫煙氣凈化等方面獲得應用，是高科技纖維之一。以高硅氧玻璃纖維作為增強材料的耐高溫復合材料，一般選用俗稱“電木”的酚醛樹脂作為基體材料，其特點是耐高溫性能良好，尤其具有突出的瞬時耐高溫燒蝕性能和較好的耐沖刷性能。
[0003]普通玻璃纖維增強樹脂復合材料的生產(chǎn)工藝主要有手糊、噴射、拉擠、模壓、樹脂傳遞模塑(RTM)等，工業(yè)化大批量生產(chǎn)常用模壓、RTM和拉擠。其中，拉擠法產(chǎn)品各項異性嚴重，結構限制較大，工藝不成熟；RTM工藝較為先進，發(fā)達國家生產(chǎn)普通玻纖增強復合材料多使用RTM法，國內(nèi)近年來也在逐步引進。然而，高硅氧玻纖增強酚醛樹脂復合材料的生產(chǎn)條件較為特殊，由于普通酚醛樹脂的固化反應是縮合反應，固化過程中有小分子放出，容易造成制品缺陷，不太適用于RTM工藝成型。所以，國內(nèi)生產(chǎn)高硅氧玻纖增強酚醛樹脂復合材料，仍首選模壓法。
[0004]模壓法首先將高硅氧紗、線或短切料與酚醛樹脂混合制成預混料，然后把預混料放入對模中加熱加壓進行固化，最后形成復合材料產(chǎn)品。該工藝較為傳統(tǒng)，生產(chǎn)設備方面問題不大，主要問題是預混料中常常含有低分子雜質、溶劑等一些易揮發(fā)物，因而在制備過程中極易使復合材料表面和內(nèi)部形成裂紋、氣孔、夾渣、疏松等缺陷。另外，預混料制作、鋪放、固化過程往往存在很多人為因素和工藝不穩(wěn)定性，使得產(chǎn)品質量無法保證。只有設定合理的工藝參數(shù)，進行可靠的過程控制，實時監(jiān)測產(chǎn)品缺陷，才能提高產(chǎn)品性能，減少內(nèi)部缺陷，提高成品率和可靠性，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，這在軍工產(chǎn)品生產(chǎn)中尤為關鍵。因此，國內(nèi)外對模壓法工業(yè)生產(chǎn)高硅氧玻纖增強酚醛樹脂復合材料的研究，主要集中在預混料成分和產(chǎn)品質量的在線檢測，實現(xiàn)有針對性的工藝調(diào)節(jié)。
[0005]預混料成分在線檢測，國內(nèi)相關研究較少，目前尚處于間斷檢測階段，普遍采用溶劑法、酸分解法、灼燒法、稱重法等。這些檢測技術需要從生產(chǎn)線上截取樣品，不僅造成產(chǎn)品整體的破壞和浪費，而且耗費大量時間，無法實現(xiàn)在線檢測，信息反饋不及時，嚴重阻礙了大批量生產(chǎn)。工業(yè)先進國家主要采用的在線檢測方法有:伽馬射線法、貝塔射線法、光學線性掃描法、超聲法、電容法、以及紅外脈沖指紋法等。其中，貝塔射線、伽馬射線和光學線性掃描技術只能測量預混料的樹脂含量一項指標，且射線的存在會對操作人員產(chǎn)生潛在危害；超聲、紅外技術雖然能測量預混料的樹脂含量和預固化度兩項指標，但無法從樹脂信息中分離出揮發(fā)分信息，不能全面表征預混料質量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對以上缺點，立足于解決現(xiàn)有高硅氧玻纖網(wǎng)片成分無法實現(xiàn)在線檢測造成產(chǎn)品整體的破壞和時間浪費的問題。設計了一種高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝。該方法通過近紅外光譜儀在線對高硅氧玻纖網(wǎng)片進行掃描獲取紅外光譜圖并利用化學計量分析軟件對獲取的圖譜進行計算同時獲取同時獲得網(wǎng)片中樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標，為后續(xù)工藝調(diào)節(jié)提供依據(jù)。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝，包括以下步驟，
(1)將一組紅外探頭安裝在固化爐出口處，探頭安裝方式為豎向與網(wǎng)片運動方向垂直；
(2)將浸完酚醛樹脂的高硅氧玻纖網(wǎng)片放入固化爐進行固化成型，固化溫度190-230°C，時間 5-8min ；
(3)開啟近紅外光譜儀對固化成型之后的網(wǎng)片掃描獲取進紅外光譜圖；
(4)將掃描獲取進紅外光譜圖通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C，利用化學計量分析軟件計算同時獲得網(wǎng)片樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標；
(5)根據(jù)步驟4計算獲得樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標參數(shù)不斷對樹脂配比和固化溫度進行調(diào)整，最終確定最優(yōu)的工藝參數(shù)。
[0008]優(yōu)先地，根據(jù)不同的網(wǎng)片厚度，所述步驟(4)中近紅外光譜儀光譜范圍為8000-4000(^1。
本發(fā)明的優(yōu)點是:通過近紅外光譜儀在線對高硅氧玻纖網(wǎng)片進行掃描獲取紅外光譜圖并利用化學計量分析軟件對獲取的圖譜進行計算同時獲取同時獲得網(wǎng)片中樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標，為后續(xù)工藝調(diào)節(jié)提供依據(jù)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有檢測速度快、成本低和反饋及時的優(yōu)點，具有廣闊的市場前景。
[0009]

【專利附圖】

【附圖說明】
現(xiàn)在接下來借助于實施例的附圖來對本發(fā)明進行簡短的描述。附圖中:
圖1示出了本發(fā)明高硅氧玻纖增強樹脂預混料成分在線檢測工藝流程圖。
[0010]

【具體實施方式】
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0011]實施例1
(1)將一組紅外探頭安裝在固化爐出口處，探頭安裝方式為豎向與網(wǎng)片運動方向垂直；
(2)將浸完酚醛樹脂的高硅氧玻纖鐵水網(wǎng)片，其中:酚醛樹脂和水的配比為7:3，將鐵水網(wǎng)片放入固化爐進行固化成型，固化溫度195°C，時間6min ；
(3)開啟近紅外光譜儀對固化成型之后的網(wǎng)片掃描獲取進紅外光譜圖，光譜為8000cm 1 ；
(4)將掃描獲取進紅外光譜圖通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C，利用化學計量分析軟件計算同時獲得網(wǎng)片中樹脂在產(chǎn)品中所占重量比為含量26%、揮發(fā)份含量在產(chǎn)品中所占重量比2%，產(chǎn)品預固化度為71%;
(5)根據(jù)步驟4計算獲得樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù):增加酚醛樹脂和水的配比為8:2，固化溫度210°C，時間Smin ；
(6)調(diào)整之后再次利用近紅外光譜儀對調(diào)整之后的固化成型網(wǎng)片進行掃描，獲得網(wǎng)片中樹脂在產(chǎn)品中所占重量比為含量34%、揮發(fā)份含量在產(chǎn)品中所占重量比1.3%，產(chǎn)品預固化度為82%，產(chǎn)品工藝參數(shù)符合質量要求。
[0012]實施例2
(1)將一組紅外探頭安裝在固化爐出口處，探頭安裝方式為豎向與網(wǎng)片運動方向垂直；
(2)將浸完酚醛樹脂的高硅氧玻纖單片鋼水網(wǎng)片，其中:酚醛樹脂和水的配比為7:3，將網(wǎng)片放入固化爐進行固化成型，固化溫度200°C，時間7min ；
(3)開啟近紅外光譜儀對固化成型之后的網(wǎng)片掃描獲取進紅外光譜圖，光譜范圍為4000cm-1 ；
(4)將掃描獲取進紅外光譜圖通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C，利用化學計量分析軟件計算同時獲得網(wǎng)片中樹脂在產(chǎn)品中所占重量比為含量29%、揮發(fā)份含量在產(chǎn)品中所占重量比
2.4%，產(chǎn)品預固化度為70%;
(5)根據(jù)步驟4計算獲得樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù):增加酚醛樹脂和水的配比為8:2，固化溫度220°C，時間Smin ；
(6)調(diào)整之后再次利用近紅外光譜儀對調(diào)整之后的固化成型網(wǎng)片進行掃描，獲得網(wǎng)片中樹脂在產(chǎn)品中所占重量比為含量36%、揮發(fā)份含量在產(chǎn)品中所占重量比1.2%，產(chǎn)品預固化度為85%，產(chǎn)品符合要求。
[0013]本發(fā)明通過近紅外光譜儀在線對高硅氧玻纖網(wǎng)片進行掃描獲取紅外光譜圖并利用化學計量分析軟件對獲取的圖譜進行計算同時獲取同時獲得網(wǎng)片中樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標，為后續(xù)工藝調(diào)節(jié)提供依據(jù)。
【權利要求】
1.高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝，包括以下步驟， (1)將一組紅外探頭安裝在固化爐出口處，探頭安裝方式為豎向與網(wǎng)片運動方向垂直； (2)將浸完酚醛樹脂的高硅氧玻纖網(wǎng)片放入固化爐進行固化成型，固化溫度190-230°C，時間 5-8min ； (3)開啟近紅外光譜儀對固化成型之后的網(wǎng)片掃描獲取進紅外光譜圖； (4)將掃描獲取進紅外光譜圖通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接嬎銠C，利用化學計量分析軟件計算同時獲得網(wǎng)片中樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標； (5)根據(jù)步驟4計算獲得樹脂含量、揮發(fā)份含量以及預固化度三項指標參數(shù)不斷對樹脂配比和固化溫度進行調(diào)整，最終確定最優(yōu)的工藝參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述高硅氧玻纖網(wǎng)片成分在線檢測工藝，其特征在于:所述步驟(4)中近紅外光譜儀光譜范圍為8000-4000(^1'
【文檔編號】G01N21/359GK104165860SQ201410402652
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月17日 優(yōu)先權日:2014年8月17日
【發(fā)明者】賀新民, 賀廣東, 尤勇, 鐘英杰, 劉玉軍, 賀恒山 申請人:江蘇恒州特種玻璃纖維材料有限公司