一种用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具及环氧浇注方法与流程

1.本发明属于材料拉伸性能测试技术领域，具体涉及一种用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具及环氧浇注方法。


背景技术：

2.环氧树脂凭借其优异的绝缘性能、拉伸性能和灵活的可加工性，在电气、机械、建筑等领域发挥着愈发重要的作用。浇注固化是环氧树脂最普遍的制备方式。在环氧树脂使用前，需要根据应用需求测试环氧浇注体的基本性能，如拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、冲击韧性等。《gb/t2568-2008树脂浇注体性能试验方法》规定了用于机械性能测试的环氧浇注样条尺寸，其中用于拉伸性能测试的环氧样条为两端宽、中间窄的片状哑铃型试样，包含棱角、圆弧和多个平面，对样条制备过程中的除气、脱模等操作增加了难度。常用的浇注方法是，将特氟龙板或钢板根据标准试样尺寸加工出凹槽作为模框，将模框平放于预涂了脱模剂的钢板或玻璃板上边缘密封，将数值液倒入凹槽中后上盖钢板或玻璃板，进行固化。这种浇注方法不利于环氧树脂液体中的气泡排出，易造成气泡缺陷，影响试样测试结果的准确性；环氧固化过程中有固化收缩现象，导致树脂内部存在收缩应力，从模具中拆除时易发生开裂而无法用于试验。此外，特氟龙模具受热易变形，在用于浇注中高温固化的环氧树脂使易发生环氧液体的渗漏。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具及环氧浇注方法，浇注模具通过最上方的开口同时实现注入和排气的功能，并保留了环氧树脂固化收缩的裕度；拆模时，通过模具不同平板之间的相对运动，使环氧树脂表面与平板分离，完整保留不规则边界，降低脱模难度，提高样条的成品率。
4.为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
5.一种用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具，包括依次交互叠放的模板1和隔板2，挡板3设置于叠放后的模板1外侧；模板1 上方设有第一留液口4，隔板2上方设有第二留液口7，第一留液口 4下方设有凹槽5。
6.所述模板1数量为n块，隔板2数量为n-1块，n为大于等于2 的正整数。
7.所述凹槽5呈哑铃型。
8.所述模板1的厚度符合《gb/t2568-2008树脂浇注体性能试验方法》规定的试样厚度；所述隔板2与挡板3厚度为3-6mm；所述模板1、隔板2与挡板3长宽相同，材质均为金属或合金。
9.所述第一留液口4及第二留液口7尺寸相同。
10.所述模板1、隔板2和挡板3两侧边对称设有多个螺栓槽6；隔板2和挡板3两侧的上下端对称设有撬口8。
11.所述金属或合金包括铝合金6061、不锈钢303、不锈钢304。
12.一种基于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具的环氧浇注方法，具体包括以下步骤：
13.步骤1、将脱模剂均匀地涂在模板1、隔板2、挡板3及哑铃型的凹槽5的表面；
14.步骤2、根据浇筑样条数量的需求，按照挡板3，模板1，隔板2，模板1，隔板2
……
模板1，挡板3的顺序组装模具；
15.步骤3、通过模板1、隔板2和挡板3两侧的螺栓槽，用适配的螺栓螺母将模板1、隔板2和挡板3拧紧在一起，三者之间紧密接触；
16.步骤4、将第一留液口4和第二留液口7朝上，用耐受温度高于环氧树脂固化温度的聚酰亚胺胶带将模板1、隔板2和挡板3之间的缝隙密封，防止环氧液体从边缘渗出；
17.步骤5、模具预热到80-130℃，将环氧液体沿第一留液口4和第二留液口7的边缘倒入模具中，至环氧液面高于哑铃型的凹槽5，且液面高度不超过留液口深度的1/3；
18.步骤6、将模具放于真空烘箱中，设定真空烘箱温度高于环氧树脂的软化点而不超过固化剂的沸点，抽真空排气至留液口无气泡逸出，然后取出放入控温设备中，进行固化。
19.所述步骤4中密封采用耐受温度高于环氧树脂固化温度的聚酰亚胺胶带。
20.所述步骤6中的控温设备包括恒温箱、分段式程控烘箱。
21.所述步骤6中的固化根据不同配方的环氧树脂的特性，采用室温固化或分段加热固化。
22.本发明与现有技术相比，其显著优点是：
23.1、模具上方留液口兼具浇注和排气功能，利用真空和气泡浮力排气，既使有少量气泡残留在样条中，气泡将集中在样条上端，此处为拉伸试验夹持部分，不会影响拉伸试样结果。
24.2、模具由模板1、隔板2和挡板3三种平板组成，哑铃型凹槽5 侧面位于平板之间的接触面，模板1、隔板2和挡板3之间通过螺栓紧固却不粘连，有利于试样无损脱模。
25.3、模具侧面为开口的螺栓槽6，便于螺栓卡入，减少模具占用体积，节约模具组装、拆除的时间。
附图说明
26.图1为本发明的环氧浇注模具的结构示意图。
27.图2为本发明的模板1的结构示意图。
28.图3为本发明的隔板2的结构示意图。
29.图4为本发明的挡板3的结构示意图。
30.图中：1-模板，2-隔板，3-挡板，4-第一留液口，5-凹槽，6-螺栓槽，7-第二留液口，8-撬口。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。
32.参照图1至图4，一种用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具，包括依次交互叠放的模板1和隔板2，挡板3设置于叠放后的模板1外侧；模板1上方设有第一留液口4，隔板
2上方设有第二留液口7，第一留液口4下方设有凹槽5。
33.所述模板1数量为n块，隔板2数量为n-1块，n为大于等于2 正整数。
34.所述凹槽5呈哑铃型。
35.所述模板1的厚度符合《gb/t2568-2008树脂浇注体性能试验方法》规定的试样厚度；所述隔板2与挡板3厚度为3-6mm；所述模板1、隔板2与挡板3长宽相同，材质均为金属或合金。
36.所述第一留液口4及第二留液口7尺寸相同。
37.所述模板1、隔板2和挡板3两侧边对称设有多个螺栓槽6；隔板2和挡板3两侧的上下端对称设有撬口8。
38.所述金属或合金包括铝合金6061、不锈钢303、不锈钢304。
39.一种基于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注模具的环氧浇注方法，具体包括以下步骤：
40.步骤1、将脱模剂均匀地涂在模板1、隔板2、挡板3及哑铃型凹槽5的表面；
41.步骤2、根据浇筑样条数量的需求，按照挡板3，模板1，隔板2，模板1，隔板2
……
模板1，挡板3的顺序组装模具；
42.步骤3、通过模板1、隔板2和挡板3两侧的螺栓槽，用适配的螺栓螺母将模板1、隔板2和挡板3拧紧在一起，三者之间紧密接触；
43.步骤4、将第一留液口4和第二留液口7朝上，用耐受温度高于环氧树脂固化温度的聚酰亚胺胶带将模板1、隔板2和挡板3之间的缝隙密封，防止环氧液体从边缘渗出；
44.步骤5、模具预热到60-130℃，将环氧液体沿第一留液口4和第二留液口7的边缘倒入模具中，至环氧液面高于哑铃型凹槽5，且液面高度不超过留液口深度的1/3；
45.步骤6、将模具放于真空烘箱中，设定真空烘箱温度高于环氧树脂的软化点而不超过固化剂的沸点，抽真空排气至留液口无气泡逸出，然后取出放入控温设备中，进行固化。
46.所述步骤4中密封采用耐受温度高于环氧树脂固化温度的聚酰亚胺胶带。
47.所述步骤6中的控温设备包括恒温箱、分段式程控烘箱等。
48.所述步骤6中的固化根据不同配方的环氧树脂的特性，采用室温固化或分段加热固化。
49.本发明适用于拉伸性能测试样条制备的环氧浇注，可以应用于室温、中高温固化的环氧树脂制备。
50.采用本模具制备亨斯曼ct5531环氧树脂、亨斯曼ht903cl固化剂和α-al2o3的复合浇注体，采用2小时100℃、2小时120℃、10小时140℃的固化温度控制流程，待固化固结束后取出5根样条，按照《gb/t2568-2008树脂浇注体性能试验方法》所述，在样条标距内任取3个点，用游标卡尺测试其宽度和厚度，取平均值，结果如下表所示。
[0051][0052][0053]
5根样条标距内宽度在10
±
0.2mm范围内，厚度在4
±
0.2mm内，标准差均低于2％，用本发明制得的测试样条形状规整，尺寸精确，符合《gb/t2568-2008树脂浇注体性能试验方法》对拉伸性能测试样条的要求。