12米游艇真空导入技术讨论

 浙江桐乡蓝石复合材料有限公司 刘汉运

经过数十年的发展，玻璃钢材料已在中小型
船艇建造上得到了大量应用，最近又在渔船上应
用，工艺也由较早使用的手工糊制，真空导入工艺
（Vacuum Infusion Process），简称VIP，在模具上铺
“干”增强材料（玻璃纤维，碳纤维，夹心材料等），
然后铺真空袋，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不饱和树
脂通过预铺的管路压入纤维积层中，让树脂浸润增
强材料最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空
袋材料，从模具上得到所需的制品。VIP 采用单面
模具（就象通常的手糊和喷射的模具）建立一个闭
合系统。真空导入工艺公诸于世很久了，这个工艺
在1950 出现了专利记录了。然而，直到近几年才得
到了发展。由于这种工艺是由国外引入，所以在命
名上有多种称呼，真空导入，真空灌注，真空注射。
理论：真空导入工艺能被广泛的应用，有其理
论基础的，这就是达西定律（Darcy’s Law）t =ℓ 2η/（2
k ΔP ）。
t 是导入时间，由四个参数来决定。η- 树脂粘
度，从公式上可以看出所用树脂的粘度低，则所需
导入时间就短，因此真 空导入所用的树脂粘度一般
不能太高。这样可以使树脂能够快速的充满整个模
具。ℓ- 注射长度，指的树脂进料口与到达出料口的
之间的距离，距离长当然所需的时间亦长。ΔP- 压
力差，体系内与体系外压力差值越大，对树脂的驱
动力也越大，树脂流速越快，当然所需导入时间也
越短。k= 渗透性，指玻纤，夹心材料等对树脂浸润
好坏的参数。k 值大说明浸润好，象连续毡，多向毡
要比方格布，短切毡易被树脂浸润。因此为了使得
树脂在增强材料被压实的情况下能方便的充满体
系，一般会人为设置一些导流槽，比如在夹心泡沫
上下打孔等。
第一步：准备模具
和其它积层工艺一样，对VIP 来说高质量的模
具也是必须的。表面要有较高的硬度和较高的光
泽，并且模具边缘至少保留15 厘米，便于密封条和
管路的铺设。对模具进行清理干净，然后打脱模蜡
或抹脱模水。
第二步：喷胶衣
施工胶衣面可以根据制品的要求，可以用产品
胶衣和打磨胶衣，选用类型有邻苯，间苯和乙烯基。
用手刷和喷射的方法施工胶衣。
第三步：增强材料铺设
选用增强材料-玻璃纤维，碳纤维，夹心材料⋯
这要依据制品强度要求来定，对于VIP 要多考虑几
点。虽然所有织物都可以用，但不同的材料和织法
会影响树脂流速。
第四步：真空袋材料铺设
先铺上脱模布，接着是导流网，最后是真空袋。
在合上真空袋之前，要仔细考虑树脂和抽真空管路
的走向，否则有的地方树脂会无法浸润到。铺设时
要非常小心，以免一些尖锐物刺破真空袋。
第五步：抽真空
铺完这些材料后，夹紧各进树脂管，对整个体
系抽真空，尽量把体系中空气抽空，并检查气密性，
这一步很关键，如有漏点存在，当树脂导入时，空
气会进体入体系，气泡会在漏点向其它地方渗入，
甚至于有可能整个制品报废。
浙江桐乡蓝石复合材料有限公司 刘汉运
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上海玻璃 2016年·第3期
玻钢BOGANGLUNTAN
第六步：脱模
树脂凝胶固化到一定程度后，揭去真空袋材
料。从模具上取出制品并进行后处理。
真空树脂导入工艺，其优点如下：
（1）产品性能优良，成品率高。在同样原材
料的情况下，与手糊构件相比，真空树脂导入工
艺成型构件的强度、刚度及其他物理性能可提高
30~50%以上。
（2）产品质量稳定，重复性好。构件有相对恒
定的树脂比，一般在30~50%，因此产品性能的均匀
性和重复性比手糊工艺产品好，缺陷少。
（3）抗疲劳性能提高，可减轻结构重量。由于
制品纤维含量高，空隙率低，尤其是层间强度的提
高，大大提高了产品的抗疲劳性能，在轻度或刚度
要求相同的情况下，真空导入工艺的制品减轻结构
强度。
（4）环境友善。真空导入工艺是一种闭模工艺，
挥发性有机物和有毒空气污染物均被局限于真空袋
中，VOC 排放不超过5ppm的标准，也大大改善了
操作人员的工作环境。
（5）产品整体性好。真空树脂导入工艺可同时
成型加强筋、夹芯机构及其它嵌件，提高了产品的
整体性。
（6）减少原材料使用，减少用工。比手糊工艺
可节约劳动力50%以上。
（7）制品精度好。真空树脂导入工艺产品的尺
寸精度优于手糊制品，在同样的铺层下，厚度为手
糊制品的2/3。
当然，目前真空树脂导入工艺也有一定的缺
点：（1）准备工序时间较长而且较为复杂。（2）生
产成本较高，并产生较多的废料。（3）工艺制造有
一定的风险。
环球玻璃
新聚合物薄膜可使窗玻按需放热
美国麻省理工学院研究人员研制出一种实现化
学储能的固体材料——透明的聚合物薄膜，能在白
天存储太阳能，并在需要时放热，可用于窗户玻璃
等多种不同的表面。
研究人员之一杰夫瑞·格罗斯曼教授解释称，
要想长期稳定地存储太阳能，关键是将其以化学变
化而非热量的形式存储起来。目前建立在化学反应
基础上的储能材料名为太阳热燃料（STF）。已被研
制出来，但只能在液体中使用，无法制成持久耐用
的固态薄膜。新研制出的聚合物薄膜是首个基于固
态材料的聚合物，不仅原材料便宜且制造过程简单。
研究人员尤金·周指出，制造这种新材料只需
两步，非常简单。他们以偶氮苯进行实验，通过改
变分子组成来对光做出反应，随后在小的热脉冲刺
激下，恢复到原始状态，并在此过程中释放出更多
热量。在实验中，研究人员修改其化学属性从而改
进能量密度，形成光滑的表层和对热脉冲的反应能
力，最终得到了这种极其透明的新材料。
研究表明，新透明薄膜可整合进汽车的前挡风
玻璃，吸收太阳光并存储起来，随后只要一点热量
“激活”，它就能释放出热量，融化玻璃上的冰。该
系统可改进电动汽车的性能。在寒冷天气，电动汽
车车消耗了太多能量来加热和融冰，新聚合物有望
大幅降低此类消耗。
格罗斯曼表示，目前，这种新材料呈微黄色，
影响了透明度，他们正在进行改进。另外，释放的
热只能比周围环境高10 摄氏度，他们希望能提高到
20 摄氏度。
相关研究成果发表在《先进能源材料》杂志上。
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