本發明涉及加熱玻璃鋼模具領域，尤其涉及一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，可應用于復合材料生產的手糊工藝、真空導入成型工藝、樹脂傳遞(RTM)成型工藝等玻纖增強樹脂基復合材料模具的制作。

　　背景技術：

　　玻纖增強樹脂基復合材料模具具有制造成本低，加工方便、生產周期短等優點，被玻纖增強樹脂基復合材料生產企業廣泛應用。但是由于玻纖增強樹脂基復合材料為導熱系數較低的材料，且制作成模具后，模具面積非常大，不能使用現有的金屬加熱管方式進行加熱，玻纖增強樹脂脂復合材料為熱變形溫度非常低的材料，其熱變形溫度只有120℃，使用金屬管或金屬絲的加熱方式，容易導致局部溫度會超過200℃，從而損傷玻纖增強樹脂基復合材料制作的模具。

　　目前玻纖增強樹脂基復合材料模具的加熱方式有熱水通過銅管循環加熱、熱油通過銅管循環加熱、烘箱通過熱風整體對玻纖增強樹脂基復合材料模具加熱這三種方式。目前玻纖增強樹脂基復合材料的加熱方式存在的缺點是：1、使用熱水循環或者熱油循環，制作的玻纖增強樹脂基復合材料模具達到30mm以上，使模具的重量急劇加大，造成模具搬運困難。2、銅管預埋到模具中，如果銅管損壞出現滲漏的現象，則對模具本身造成腐蝕，導致模具報廢。3、熱水循環和熱油循環的加熱方式，對于形狀復雜的模具不能實現均勻布管，從而不能實現加熱均勻。

　　當然目前國外對玻纖增強樹脂基復合材料的模具加熱方式比較先進的為金屬編織電熱布加熱，但是電熱布的高溫對樹脂的損傷問題并未解決，且目前這種電熱布未在國內生產，進口加熱布價格昂貴，并且其制造工藝繁瑣，增加了加熱玻璃鋼模具的制造成本，使用該種電熱布將失去玻纖增強樹脂基復合材料模具生產成本低的優點。

　　因此，現有技術有待于更進一步的改進和發展。

　　技術實現要素：

　　鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，在降低加熱玻璃鋼模具制造成本的前提下，解決目前玻纖增強樹脂基復合材料模具加熱方式存在的局部過熱對模具造成損傷的技術問題。

　　為解決上述技術問題，本發明方案包括：

　　一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，其包括以下步驟：

　　A、向樹脂中加入導熱粉充分攪拌調制成原料樹脂，導熱粉均勻分散在原料樹脂中，備用；

　　B、制備基模，向上述原料樹脂中加入固化劑并攪拌均勻調制成涂覆樹脂；將涂覆樹脂糊制在基模上，表面層使用表面氈，室溫固化5小時后打磨表面毛刺，繼續糊制基模，直至其厚度到達加熱玻璃鋼模具設計總厚度的1/3-1/2，得到中間模；

　　C、待上述中間模充分固化后，在中間模的表層上均勻鋪設加熱線路，線路采取U形鋪設，線距5cm,間距大則加熱不均勻，間距太小則模具容易分層，然后繼續使用上述涂覆樹脂糊制在中間模上，直至其厚度達到加熱玻璃鋼模具設計總厚度，室溫固化36小時，得到加熱玻璃鋼模具骨架。

　　所述的制備方法，其中，上述步驟B中制備基模的步驟還包括：

　　B1、根據加熱玻璃鋼模具的設計數據利用3D軟件建立基模圖紙，按照基模圖紙要求使用數控機床設備機械加工基模，并依次使用80#、120#、240#、600#砂紙打磨基模表面的毛刺，形成原基模；

　　B2、在原基模上噴涂易打磨的模具膠衣，在50℃溫室里固化3小時-5小時，待模具膠衣充分固化后，使用160#、240#、400#、600#砂紙依次打磨模具膠衣表面使用表面充分光滑平整，形成中間基模；

　　B3、在中間基模的模具膠衣表面均勻涂覆脫模蠟，并再次噴涂模具膠衣，在25℃條件下固化30分鐘，形成上述基模。

　　所述的制備方法，其中，上述樹脂為低收縮乙烯基樹脂；導熱粉為鋁粉、氧化鋁粉、氧化硅粉、氧化鋅粉、氮化鋁粉、氮化硼粉、碳化硅粉或石墨粉；固化劑為過氧化甲乙酮，加熱線路為碳纖維加熱線。

　　所述的制備方法，其中，上述步驟C之后還包括：在上述加熱玻璃鋼模具骨架上糊制模具保溫層結構，并在其背部輪廓加強焊接，最終形成加熱玻璃鋼模具。

　　所述的制備方法，其中，上述步驟A具體的還包括：上述導熱粉占原料樹脂總重量的25％，比例過大，則占用過多模具，降低了強度，占用過少導熱不均勻或導熱效率下降，綜合實驗考慮添加25％最佳。

　　所述的制備方法，其中，上述步驟B具體的還包括：上述固化劑占原料樹脂總重量的1％-1.5％。

　　本發明提供了一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，使用碳纖維加熱制作的玻纖增強樹脂基模具的厚度為使用銅管熱循環方式的模具厚度的三分之一，極大地降低了模具制作使用的原材料，更降低了模具的整體重量對模具在使用過程中的周轉循環，因為碳纖維加熱為遠紅外輻射加熱，從而規避了樹脂本身導熱系數低的問題，使用碳纖維的加熱體系提升了模具加熱的熱穩定性，使模具加溫速度達到10℃/分鐘，另外模具表面的受熱溫度均勻，達到溫度誤差0.3℃/㎡，相同平方米模具設置溫度50℃，原油溫加熱體系需要60分鐘才能加溫均勻，而本發明制備的加熱玻璃鋼模具僅需要6分鐘就可以加熱均勻，改善了因加熱不均勻而導致的應力不均的形變，降低產品因形變導致的不良率90％，同時解決了玻纖增強樹脂基復合材料模具在RTM工藝加熱困難的難題。

　　本發明降低了原有加熱方式能耗問題，原加熱方式設置溫度50℃需要60分鐘才可溫度均勻，能耗2.7kw.h*1＝2.7KW能耗；本發明單位平方米模具加熱設置溫度50℃升溫速度為6分鐘，能耗0.7kw.h*0.1*2＝0.14KW能耗，達到相同的加熱效果能耗僅為原有加熱方式的二十分之一。本發明使用的碳纖維加熱的加熱電壓為24V直流電加熱，使用安全電壓(＜36V)加熱，從而降低工業生產過程中因漏電造成的安全事故，使用更安全。并且碳纖維本身的熔斷溫度達4000℃，而模具使用的加熱溫度為60℃，從而極大程度上降低了因為熔斷對加熱系統造成的損壞，目前電加熱線經過長期的疲勞測試，驗證其加熱壽命達到100000小時以上，遠遠大于現有模具的使用壽命

　　附圖說明

　　圖1為本發明制備加熱玻璃鋼模具過程的斷面示意圖；

　　圖2為本發明中加熱玻璃鋼模具的剖面示意圖。

　　具體實施方式

　　本發明提供了一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

　　本發明提供了一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，其包括以下步驟：

　　步驟一，向樹脂中加入導熱粉充分攪拌調制成原料樹脂，導熱粉經過偶聯劑處理達到高純度、10um粒徑的條件，導熱粉均勻分散在原料樹脂中，備用；上述導熱粉占原料樹脂總重量的25％；

　　步驟二，制備基模，向上述原料樹脂中加入固化劑并攪拌均勻調制成涂覆樹脂，上述固化劑占原料樹脂總重量的1％-1.5％；將涂覆樹脂糊制在基模上，表面層使用表面氈，室溫固化5小時后打磨表面毛刺，繼續糊制基模，直至其厚度到達加熱玻璃鋼模具設計總厚度的1/3-1/2，得到中間模；

　　步驟三，待上述中間模充分固化后，在中間模的表層上均勻鋪設加熱線路，線路采取U形鋪設，線距5cm,間距大則加熱不均勻，間距太小則模具容易分層，然后繼續使用上述涂覆樹脂糊制在中間模上，直至其厚度達到加熱玻璃鋼模具設計總厚度，室溫固化36小時，得到加熱玻璃鋼模具骨架。

　　在本發明的另一較佳實施例中，上述步驟二中制備基模的步驟還包括：

　　(1)根據加熱玻璃鋼模具的設計數據利用3D軟件建立基模圖紙，按照基模圖紙要求使用數控機床設備機械加工基模，并依次使用80#、120#、240#砂紙打磨基模表面的毛刺，形成原基模；

　　(2)在原基模上噴涂易打磨的模具膠衣，在50℃溫室里固化3小時-5小時，待模具膠衣充分固化后，使用160#、240#、400#、600#砂紙依次打磨模具膠衣表面使用表面充分光滑平整，形成中間基模；

　　(3)在中間基模的模具膠衣表面均勻涂覆脫模蠟，并再次噴涂模具膠衣，在25℃條件下固化30分鐘，形成上述基模。

　　更進一步的，上述樹脂為低收縮乙烯基樹脂；導熱粉為鋁粉、氧化鋁粉、氧化硅粉、氧化鋅粉、氮化鋁粉、氮化硼粉、碳化硅粉或石墨粉；固化劑為阿克蘇M50；加熱線路為碳纖維加熱線。

　　更進一步的，上述步驟三之后還包括：在上述加熱玻璃鋼模具骨架上糊制模具保溫層結構，并在其背部輪廓加強焊接，最終形成加熱玻璃鋼模具。

　　為了更詳細的描述本發明，以下列舉更為詳盡的實施例進行說明。

　　一、根據加熱玻璃鋼模具的設計數據利用3D軟件建立基模圖紙，按照基模圖紙要求使用數控機床設備機械加工基模，并依次使用80#、120#、240#砂紙打磨基模表面的毛刺，形成原基模；

　　二、在原基模上噴涂易打磨的模具膠衣，在50℃溫室里固化3小時-5小時，待模具膠衣充分固化后，使用160#、240#、400#、600#砂紙依次打磨模具膠衣表面使用表面充分光滑平整，形成中間基模；

　　三、在中間基模的模具膠衣表面均勻涂覆脫模蠟，并再次噴涂模具膠衣，在25℃條件下固化30分鐘，形成基模，備用；

　　四、向樹脂中加入導熱粉充分攪拌調制成原料樹脂，導熱粉均勻分散在原料樹脂中，備用；導熱粉占原料樹脂總重量的25％，導熱粉為鋁粉；

　　五、向上述原料樹脂中加入固化劑并攪拌均勻調制成涂覆樹脂，上述固化劑占原料樹脂總重量的1％-1.5％；將涂覆樹脂糊制在基模上，表面層使用表面氈，室溫固化5小時后打磨表面毛刺，繼續糊制基模，直至其厚度到達3mm-5mm的厚度，得到中間模；

　　六、待上述中間模充分固化后，在中間模的表層上均勻鋪設加熱線路，線路采取U形鋪設，線距5cm,間距大則加熱不均勻，間距太小則模具容易分層，加熱線路為碳纖維加熱線，然后繼續使用上述涂覆樹脂糊制在中間模上，直至其厚度達到5mm-10mm，室溫固化36小時，得到加熱玻璃鋼模具骨架；

　　七、在上述加熱玻璃鋼模具骨架上糊制模具保溫層結構，并在其背部輪廓加強焊接，最終形成加熱玻璃鋼模具。

　　如圖1與圖2所示的，加熱玻璃鋼模具包括上鋼模骨架1與下鋼模骨架2，上鋼模骨架1帶有模具上模腔3，下鋼模骨架2帶有模具下模腔4，而導熱粉5均勻布置在玻璃鋼6內，在玻璃鋼6的中部附近布置有加熱線路7，其具體的加熱玻璃鋼模具依次布置為膠衣層8、富樹脂層9、前增強層10、加熱線路7形成的碳纖維加熱層11、保溫層12、后增強層13，然后在加熱玻璃鋼模具上搭建對應的鋼結構架14。

　　對本發明制備的加熱玻璃鋼模具進行檢驗，將加熱玻璃鋼模具安裝固定在RTM生產壓機上，壓機可實現模具閉合與開啟，并在加熱玻璃鋼模具上選取10個測試點求取平均值，通電加熱模具每隔5分鐘測試模具表面溫度，如表1所示的，表1為溫度變化情況。

　　表1

　　該發明在實際應用，降低了加熱玻璃鋼模具成本的70％，提高了加熱效率2倍，降低了使用加熱玻璃鋼模具能耗的80％，是現有技術的極大進步。

　　當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發明的保護。

　　

　　技術特征：

　　1.一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，其包括以下步驟：

　　A、向樹脂中加入導熱粉充分攪拌調制成原料樹脂，導熱粉均勻分散在原料樹脂中，備用；

　　B、制備基模，向上述原料樹脂中加入固化劑并攪拌均勻調制成涂覆樹脂；將涂覆樹脂糊制在基模上，表面層使用表面氈，室溫固化5小時后打磨表面毛刺，繼續糊制基模，直至其厚度到達加熱玻璃鋼模具設計總厚度的1/3-1/2，得到中間模；

　　C、待上述中間模充分固化后，在中間模的表層上均勻鋪設加熱線路，線路采取U形鋪設，線距5cm,然后繼續使用上述涂覆樹脂糊制在中間模上，直至其厚度達到加熱玻璃鋼模具設計總厚度，室溫固化36小時，得到加熱玻璃鋼模具骨架。

　　2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，上述步驟B中制備基模的步驟還包括：

　　B1、根據加熱玻璃鋼模具的設計數據利用3D軟件建立基模圖紙，按照基模圖紙要求使用數控機床設備機械加工基模，并依次使用80#、120#、240#、600#砂紙打磨基模表面的毛刺，形成原基模；

　　B2、在原基模上噴涂易打磨的模具膠衣，在50℃溫室里固化3小時-5小時，待模具膠衣充分固化后，使用160#、240#、400#、600#砂紙依次打磨模具膠衣表面使用表面充分光滑平整，形成中間基模；

　　B3、在中間基模的模具膠衣表面均勻涂覆脫模蠟，并再次噴涂模具膠衣，在25℃條件下固化30分鐘，形成上述基模。

　　3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，上述樹脂為低收縮乙烯基樹脂；導熱粉為鋁粉、氧化鋁粉、氧化硅粉、氧化鋅粉、氮化鋁粉、氮化硼粉、碳化硅粉或石墨粉；固化劑為過氧化甲乙酮，加熱線路為碳纖維加熱線。

　　4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，上述步驟C之后還包括：在上述加熱玻璃鋼模具骨架上糊制模具保溫層結構，并在其背部輪廓加強焊接，最終形成加熱玻璃鋼模具。

　　5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，上述步驟A具體的還包括：上述導熱粉占原料樹脂總重量的25％。

　　6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，上述步驟B具體的還包括：上述固化劑占原料樹脂總重量的1％-1.5％。

　　技術總結

　　本發明提供了一種用于加熱玻璃鋼模具的制備方法，其包括以下步驟：制備基模，向上述原料樹脂中加入固化劑并攪拌均勻調制成涂覆樹脂；將涂覆樹脂糊制在基模上，表面層使用表面氈，室溫固化5小時后打磨表面毛刺，繼續糊制基模，得到中間模；待上述中間模充分固化后，在中間模的表層上均勻鋪設加熱線路，然后繼續使用上述涂覆樹脂糊制在中間模上，室溫固化36小時，得到加熱玻璃鋼模具骨架。使用碳纖維加熱制作的玻纖增強樹脂基模具的厚度為使用銅管熱循環方式的模具厚度的三分之一，極大地降低了模具制作使用的原材料，更降低了模具的整體重量對模具在使用過程中的周轉循環，解決了局部過熱對模具造成損傷的技術問題。 1

　　技術研發人員：劉海波;葉柏菊;金柏青;張蒙蒙;崔金亭

　　受保護的技術使用者：青島威奧時代新材料有限公司

　　技術研發日：2017.12.26

　　技術公布日：2018.06.15