本實(shí)用新型涉及材料測(cè)間測(cè)試設(shè)備，具體是一種自行設(shè)計(jì)的可同時(shí)用于熱固性樹(shù)脂和預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)試設(shè)備。

背景技術(shù)：

凝膠時(shí)間是高分子材料從軟化到凝膠化出現(xiàn)的時(shí)間，是從粘性液體到彈性凝膠的不可逆變形過(guò)程。凝膠時(shí)間是臨界加工時(shí)間，因?yàn)椴牧系哪z點(diǎn)過(guò)后，材料不再能夠流動(dòng)，從而不可能再進(jìn)行加工。所以凝膠時(shí)間是影響樹(shù)脂和預(yù)浸料最主要的工藝參數(shù)之一。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)熱固性樹(shù)脂凝膠測(cè)試方法有電熱板法、流變儀法以及延用《環(huán)氧樹(shù)脂凝膠時(shí)間測(cè)定方法》等。由于GBT12007.7方法需要借助專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，不僅投入成本大且不適用于高粘度樹(shù)脂和有填料的體系，使用范圍狹窄，實(shí)際采用的并不多。而流變儀法需要投入的成本很高，因此，目前采用較多的方法是熱板法。

CN102494968A提供一種采用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)試凝膠化狀態(tài)的測(cè)試方法，類(lèi)似于凝膠化GT測(cè)試儀的工作原理，克服了采用現(xiàn)有凝膠化GT測(cè)試儀進(jìn)行時(shí)，受人為誤差影響所造成的測(cè)試結(jié)果重復(fù)性和再現(xiàn)性差的固有缺陷。缺點(diǎn)是只能測(cè)試樹(shù)脂的凝膠化GT，無(wú)法測(cè)試預(yù)浸料的凝膠溫度。

CN201110437240提供了一種用于熱固性化合物的凝膠時(shí)間測(cè)定儀，利用同步電機(jī)通過(guò)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)線驅(qū)動(dòng)玻璃攪拌棒，同時(shí)利用計(jì)時(shí)電路計(jì)時(shí)，在測(cè)試樣品達(dá)到凝膠點(diǎn)、玻璃攪拌棒的旋轉(zhuǎn)速度減緩時(shí)，上接頭金屬片和下接頭金屬片接通，向控制電路傳遞電信號(hào)，控制電路輸出計(jì)時(shí)電路的計(jì)時(shí)結(jié)果。本實(shí)用新型可精確測(cè)定凝膠時(shí)間，操作簡(jiǎn)單。但僅適用于粘度較低的樹(shù)脂，同樣不能測(cè)試預(yù)浸料的凝膠溫度。

CN201220293951公開(kāi)了一種用于測(cè)試環(huán)氧樹(shù)脂凝膠時(shí)間及凝膠放熱峰的裝置，該裝置使用時(shí)需要放置在一定溫度、濕度環(huán)境中，同時(shí)需要借助于熱電偶測(cè)試其溫度，而且該裝置也只能用于環(huán)氧樹(shù)脂凝膠時(shí)間的測(cè)定，不能用于預(yù)浸料凝膠時(shí)間的測(cè)定。

碳纖維預(yù)浸料凝膠時(shí)間的測(cè)試方法主要參照HB7736.7-2004，當(dāng)中描述的方法有兩種：拔絲法和滑板法，拔絲法由于樣品量少，拔絲現(xiàn)象不易觀察，因此多用滑板法。

不管是熱固性樹(shù)脂還是預(yù)浸料，熱板法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便測(cè)試其凝膠時(shí)間都是應(yīng)用最為廣泛的，但試驗(yàn)過(guò)程受人為的影響很大，如樣品的多少、攪動(dòng)的速度、溫度的控制精度等，以及環(huán)境的影響等，都會(huì)造成測(cè)得結(jié)果的變化。為了保證測(cè)試結(jié)果的重現(xiàn)性、準(zhǔn)確性，熱板溫度均勻、穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)樣品量的一致性、樣品鋪覆的厚薄以及均勻性等都是非常重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于熱固性樹(shù)脂和預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)試設(shè)備，既可以較為容易的控制測(cè)試樣品的量，從而保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，又可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，提高了儀器的使用效率。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種用于熱固性樹(shù)脂和預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)定設(shè)備，包括箱本體，其特點(diǎn)在于：該箱本體內(nèi)設(shè)有樣品測(cè)試單元、加熱單元和測(cè)溫單元；在所述的箱本體的上方設(shè)有保溫移門(mén)；在該箱本體的一側(cè)設(shè)有恒溫控制儀；在該箱本體的底部設(shè)有放液口，該放液口通過(guò)管子與位于箱本體外部上方的膨脹罐連接；所述的樣品測(cè)試單元位于箱本體內(nèi)部上方，并分為兩個(gè)區(qū)域，即熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)和碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)，所述熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)均勻分布有孔，用于熱固性樹(shù)脂凝膠時(shí)間的測(cè)試，所述碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)的上表面設(shè)有上推板和下推板；所述的加熱單元位于箱體內(nèi)部下方，包括測(cè)溫元件、導(dǎo)熱載體和電熱裝置，該加熱單元的底部和周?chē)O(shè)有保溫層；測(cè)溫元件與所述恒溫控制儀相連。

進(jìn)一步，所述的保溫移門(mén)是由兩組耐高溫透明有機(jī)玻璃制成的透蓋組成，透蓋底部裝有滑輪，用于在軌道上的滑移。

進(jìn)一步，所述熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)為400mm*400mm的光滑正方形金屬表面，所述碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)為200mm*400mm的光滑長(zhǎng)方形金屬表面。

進(jìn)一步，所述測(cè)溫元件設(shè)有二個(gè)溫控點(diǎn)，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)顯示控制，另一個(gè)加熱控制。

用于預(yù)浸料測(cè)試的上下推板為表面光滑并帶有把手，用于預(yù)浸料測(cè)試時(shí)放置樣品和推動(dòng)樣品，上下推板加裝把手，用于測(cè)試時(shí)固定下推板和把持用力推動(dòng)上推板。

電熱裝置設(shè)成基本加熱，輔助加熱，調(diào)節(jié)加熱三組，便于溫度控制。

導(dǎo)熱載體根據(jù)測(cè)試溫度選用不同的加熱介質(zhì)，如水或?qū)嵊偷?，加熱單元四周及底部設(shè)有保溫層；

加熱單元右側(cè)為溫度控制儀，控制儀前面板上裝有溫度控制儀表、電源開(kāi)關(guān)。電氣箱內(nèi)有控制電路和傳感器。

本實(shí)用新型中所述的溫度控制儀、溫度控制電路和電源開(kāi)啟開(kāi)關(guān)等均可采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已了解，在此不再贅述。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：容易控制測(cè)試樣品的量，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，又可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，提高了儀器的使用效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型用于熱固性樹(shù)脂和預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)的示意圖。

圖3是本實(shí)用新型中碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步闡釋。

如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的用于熱固性樹(shù)脂和預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)試設(shè)備，樣品測(cè)試單元包括工作區(qū)一3A和工作區(qū)二3B，加熱單元包括測(cè)溫元件4、導(dǎo)熱載體5、電熱裝置6、和保溫層7，溫度控制單元包括溫度控制儀9、膨脹槽1以及保溫移門(mén)2，可實(shí)現(xiàn)精密控溫，溫度均勻分布。樣品測(cè)試單元為樣品測(cè)試區(qū)域，上表面加工成400×400mm正方形，所述的樣品測(cè)試單元包括3A工作區(qū)一：熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)和3B工作區(qū)二：預(yù)浸料測(cè)試區(qū)，熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)由6個(gè)30×10(直徑*深度)孔均勻分布；碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)為200*400mm的長(zhǎng)方形金屬表面，并附有用于預(yù)浸料測(cè)試的上下推板3對(duì)，用于放置和推動(dòng)樣品。預(yù)浸料測(cè)試的上下推板為表面光滑并帶有把手，便于測(cè)試時(shí)固定下推板和推動(dòng)上推板，上推板把手在上表面的中間位置，下推板把手在一側(cè)。

加熱單元位于箱體下部圍成的空腔，充滿導(dǎo)熱載體5，均勻布置電熱裝置6，通過(guò)測(cè)溫元件4實(shí)現(xiàn)溫度控制，設(shè)二個(gè)溫控點(diǎn)，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)顯示控制，另一個(gè)加熱控制。電熱裝置6設(shè)成基本加熱，輔助加熱，調(diào)節(jié)加熱三組，便于溫度控制。導(dǎo)熱載體5可根據(jù)溫度范圍使用不同的加熱介質(zhì)如水或?qū)嵊停訜釂卧闹芗暗撞吭O(shè)有保溫層7；

箱體底部設(shè)有放液口8，上部設(shè)有膨脹罐1，利于導(dǎo)熱載體的放出和熱脹冷縮引起的液體膨脹。

加熱單元上方裝有可移動(dòng)式保溫移門(mén)2，由兩組耐高溫透明有機(jī)玻璃制成的透蓋組成，透蓋底部裝有滑輪，可在特定軌道上滑移，加裝保護(hù)罩的作用是可減少加熱過(guò)程的熱損失，加快升溫速率，同時(shí)，保證測(cè)試過(guò)程中樣品的保溫，確保測(cè)試樣品的溫度。

加熱單元右側(cè)為溫度控制儀9，控制儀前面板上裝有溫度控制儀表、電源開(kāi)關(guān)。電氣箱內(nèi)有溫度控制系統(tǒng)和傳感器。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的工作過(guò)程為：用模子折成一定形狀的鋁箔紙，鋁箔紙的尺寸為30(底面直徑)×12mm(H)，將該鋁箔紙放在燒杯中，在鋁箔紙上加入2g左右的待測(cè)樣品，若樣品剛從冷柜中取出，則需放在干燥器中恒溫0.5h；開(kāi)啟凝膠時(shí)間測(cè)試裝置，設(shè)定樹(shù)脂凝膠時(shí)間測(cè)試溫度，關(guān)閉保溫移門(mén)，并開(kāi)始加熱，待到達(dá)測(cè)試溫度并穩(wěn)定后，將裝有待測(cè)樣品的鋁箔紙放在凝膠時(shí)間測(cè)試單元的熱固性樹(shù)脂測(cè)試區(qū)的測(cè)試孔中，保證底面平整，緊貼孔的平面，并用秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)。測(cè)試過(guò)程中不斷用玻璃棒取少量樹(shù)脂，觀察其流動(dòng)狀況，樹(shù)脂開(kāi)始拔絲則停止計(jì)時(shí)，此時(shí)的時(shí)間即為樹(shù)脂的凝膠時(shí)間。由于凝膠時(shí)間測(cè)試裝置在熱固性樹(shù)脂測(cè)定區(qū)域有6個(gè)孔，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品測(cè)試，操作簡(jiǎn)單，快速。下表1為酸酐體系樹(shù)脂配方不同溫度下的凝膠時(shí)間。

表1.不同溫度下環(huán)氧樹(shù)脂/酸酐體系的凝膠時(shí)間

實(shí)施例2

本實(shí)施例的工作過(guò)程為：待測(cè)碳纖維預(yù)浸料樣品裁成尺寸為100mm×100mm的正方形，樣品裁制12片，每組樣品需要三片，將預(yù)浸料上下表面的離心紙和PE膜拆除后，將樣品正交鋪疊，上下表面的離心紙或PE膜最后測(cè)試前拆除。開(kāi)啟凝膠時(shí)間測(cè)試裝置，將電熱板加熱至試驗(yàn)溫度(以表面溫度為準(zhǔn))并至溫度穩(wěn)定，溫度偏差為±1℃。將測(cè)試單元預(yù)浸料測(cè)試區(qū)域的附加裝置下板置于碳纖維預(yù)浸料測(cè)試區(qū)表面上，再將4片正交鋪疊的試樣放在附加裝置下板中央，然后，把上板蓋在試樣上。當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)不斷推動(dòng)鋼板來(lái)回滑動(dòng)。當(dāng)鋼板不再滑動(dòng)時(shí)，記錄所經(jīng)歷的時(shí)間，即為凝膠時(shí)間，精確至1s。下表2為東麗T700-12K-50SC碳纖維與中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂體系制得的100g/cm2預(yù)浸料凝膠時(shí)間測(cè)試結(jié)果。

表2

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。