复合材料空调底盘的试制及性能研究.pdf

　４８　复合材料空调底盘的试制及性能研究　　２０１５年８月　　　　　　　　　　根据以上要求，采用不饱和聚酯片状模塑料　　（ＳＭＣ料）（１９１＃）能很好地保证复合材料空调底盘　　　　　制造的工艺性。不饱和聚酯ＳＭＣ料流动性好，成型　’　容易，成本较低，但存在耐火性差的缺点ｍ］。为了　扩大制造复合材料空调底盘原材料的范围以及增加　　　　其防火性能，同时研究了采用单向布增强酚醛树脂　这种新的方式作为原料代替酚醛树脂团状模塑料　　　（ＢＭＣ料），以保证厚度的均匀¨　　　　。在样品试制之　　前，需进行对配方探索及强度校核。　　　１－１酚醛模压料配方　　酚醛模压料的配方如表１所示。　　　表１酚醛模压料配方　　　　　　　Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｅｎｏｌｉｃｍｏｕｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｍｕｌａ　　组分　　含量　供应商　／ｇ　型号　　　　１－２所用设备及样条制备　平板硫化机：ＱＬＢ－２５Ｄ／Ｑ，无锡市第一橡塑机械　　　　厂；ＭＴＳ万能材料试验机（５０ｋＮ、１００ｋＮ）：ＭＴＳ工业　系统有限公司。　　采用手糊成型的方式，通过平板硫化机将酚醛　　　　树脂增强玻璃纤维布压制成４ｍｍ厚的平板，实验温　　　　　度为１５０ｏＣ、压力为２０ＭＰａ、时间为ｌＯｍｉｎ；参照ＧＢ／　—　Ｔ３３５６１９９９中关于单向纤维增强塑料弯曲性能试　　　验方法中的规定，将平板锯切为标准样条后进行　测试。　　　１．３力学性能测试　　　　　　　从表２和表３可以看出，酚醛单向布板材的力　　　　　　　学性能中，弯曲强度是０８Ｆ优质碳素结构钢的１．７　倍，但是弯曲模量、拉伸强度均低于０８Ｆ。考虑到空　　　卿嫡蠢　　　　调底盘在实际使用过程中的受力以弯矩为主，认为　　　该配方下的复合材料可以用来制作空调底盘使用。　　　表２酚醛单向布板材力学性能　　　　　　　Ｔａｂｌｅ２Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｈｅｎｏｌｉｃ　　　ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｌｏｔｈｓｈｅｅｔ　　　表３０８Ｆ优质碳素结构钢力学性能　　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ３Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ０８Ｆｓｔｅｅｌ　　　弯曲强度／ＭＰａ弯曲模量（剪切模量）／ＧＰａ拉伸强度／ＭＰａ　　　　　注：０８Ｆ的力学强度参照ＧＢ／６９９．１９９９中的相关标准ｃ。　　　　２复合材料空调底盘制备工艺　　２．１原材料　　主要原材料见表４。　　　表４主要原材料清单　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ４Ｔｈｅｍａｉｎｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｌｉｓｔ　　　　　　　辅助材料：脱模剂、固化剂、增强剂、溶剂、酒精、　丙酮等。　　　２．２仪器设备　　　恒力四柱液压机，型号为Ｙ７１．３１５０，公称力为　３１５０ｋＮ。　　　空调底盘模具，４５＃调质钢。　　　２．３制备工艺　　　２．３．１不饱和聚酯复合材料空调底盘的制备　　在完成模具安装之后，加热模具至１５０ｏＣ，在下　　　　模腔表面涂好脱模剂，根据空调底盘的尺寸（６６０×　　　２６０ｍｍ），按照表５中的配料方法进行压制，保持模　　腔压力为１５ＭＰａ，１０ｍｉｎ后打开模具，取出制品。其　　　　中配料４在空调底盘尺寸为６６０ｘ２６０ｍｍ，加上四周　　　侧边的高度均为２０ｍｍ，裁切尺寸为７００ｘ３２０ｍｍ的　　　２０１５年第８期　　　　　　　玻璃钢／复合材料　４９　　　　料平铺在型腔中，在底梁的四个角各放上一块５０ｘ　　　　　　３０ｍｍ的小料，在大料上补充４０￣３２０ｍｍ的４份料，　　　　　并在大料的下方底梁处加铺一块３０ｘ３００ｍｍ的料，　　　　　原料总重量为１２８４ｇ，目测此时压制后的空调底盘　　厚度均匀，表观光滑。　　　表５不饱和聚酯模压配料　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ５Ｍｏｌｄｉｎｇｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　　　　　２．３．２酚醛树脂单向布铺层复合材料空调底盘的　制备　　　　　在完成模具安装之后，加热模具温度至１６５￣Ｃ，　　　　　　在下模腔表面涂好脱模剂，按照表１的配方及表６　　中的配料和铺层方法压制空调底盘，保持模腔压力　　　　　　　　　为１５ＭＰａ，１０ｍｉｎ后打开模具，取出制品。铺层时，　　　　利用单向布厚度均匀的特点，上下两张平纹布提供　　光滑表面，铺层时将侧边向外翻，再通过底梁和侧边　　　预加料的操作方式弥补酚醛单向布流动性不足的缺　　　点，制备了酚醛树脂基复合材料空调底盘，制品成型　　　　　　　　完好。其中６号制品最为完整，表面光滑，总重量　　为１５４２ｇ。　　　表６酚醛树脂模压配料　　　　　　　Ｔａｂｌｅ６Ｔｈｅｍｏｌｄｅｄｐｈｅｎｏｌｉｃｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ　　３性能测试　　３．１载荷测试　为了综合表征空调底盘的力学性能，模拟其在　实际中的应用，对所制备的成型较好的样品进行载　荷试验，以判断其在实际中的可应用性。试验方法　　　　　为，将样品置于坚硬平整的台面上，分别采用２５ｋｇ　　　　　砝码、５０ｋｇ砝码均匀分布于样品上，观察样品有无　　　　　断裂，测试样品最大形变量，２０ｍｉｎ之后，取下砝码，　判定样品有无裂纹等缺陷，同时测试样品残余形变　　的大小。测试结果如表７所示。　　　　　表７载荷测试结果　　　　　　　　ｒａｂｌｅ７Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｌｏａｄｔｅｓｔ　　　　　　　从表７中可以看出，施加载荷为２５ｋｇ的情况　　　　　　下，４号样品和６号样品的形变量都比较小，二者差　　　　　别不大；在施加载荷为５０ｋｇ的情况下，４号样品和６　　　号样品的形变量均有所增加，并且４号样品的形变　　　　　　量明显大于６号样品，这是由于４号样品为聚酯基　　复合材料，而６号样品是酚醛树脂基复合材料，普通　　不饱和聚酯的强度是要明显低于酚醛树脂的。在载　　荷试验中，两个样品均未出现明显裂纹，但是聚酯基　　复合材料的变形挠度较大。考虑到普通１．５匹室外　　　　机空调机箱重量一般在３５～４０ｋｇ之间，４号与６号　　样品的承重还是可以的，但是还需要进一步进行耐　　　疲劳测试、耐水性测试等。　　３．２噪音测试　　将所制空调底盘与空调外机箱进行装配，参照　　　　ＧＢ１９６０６．２００４中的相关要求，测试制冷状况下　　　　空调外机箱的噪音值，所用空调为松下ＳＣ７０８ＫＷ，　　　　　产品参数显示，该空调室外机噪音为５０ｄＢ（Ａ），测　　　　　　试结果见表８。从表８可以看出，采用复合材料空　调底盘的外机箱噪声值均比采用金属空调底盘外机　　　　　　箱的噪音值小，噪音降低了大约８ｄＢ。这是因为复　　　合材料中的高分子材料的粘弹性，对震动起到滞后　　　　和力学损耗现象坫，从而对噪音起到降低的作用。　　　表８噪音测试结果　　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ８Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｎｏｉｓｅｔｅｓｔ　　试样编号测　测　测　平　值　５０　　　　　复合材料空调底盘的试制及性能研究　　２０１５年８月　　　４结论　　　　采用不饱和聚酯ＳＭＣ料制备的空调底盘具有　铺层简单、固化温度低、材料成本低、制品颜色均匀　等优点。但普通不饱和聚酯材料强度较低（弯曲强　　　度为１５８ＭＰａ），需要提高强度或改进结构以取代镀　锌钢板制作空调底盘。酚醛树脂单向布制备空调底　盘阻燃性好、强度高，满足国外市场对电器防火的要　求。但酚醛树脂单向布制备空调底盘质量较重，成　　　　本较高，铺层复杂，且颜色均匀度需要改进。所以开　发高强度阻燃型不饱和聚酯复合材料空调底盘具有　较大市场空间。　参考文献　　　　　［１］赵前进．底盘组件的加工工艺探讨［Ｊ］．日用电器，２０１３，（０３）：—　５７５９．　　［２］秦银华，郭素琴．热镀锌板在大气环境中的腐蚀研究［Ｊ］．腐蚀　—　与防护，２０１２，０７（３３）：６４３６４４．　　［３］夏江梅．某空调底盘坯料尺寸及工艺优化［Ｊ］．热加工工艺，—　２０１２，０３（４１）：９２９４．　　［４］史宝华．金属电镀工艺［Ｊ］．城市建设理论研究，２０１３，（６）：　４７．５Ｏ．　［５］朱俊．谈生产生活中形形色色的复合材料［Ｊ］．橡塑资源利用，—　２０１０，（１）：２４３Ｏ．　［６］李扬．复合材料的应用及发展前景［Ｊ］．中国化工贸易，２０１４，　（０７）：７８．　［７］沙民，周祝林．玻璃钢／复合材料力学性能测试手段和方法［Ｊ］．　　玻璃钢，２０１３，（０４）：３２－３５．　［８］闫志波．冷轧薄板冲压性能的影响因素［Ｊ］．石家庄职业技术学　　院学报，２００６，２（１８）：１４－１６．　　［９］强霖，褚飞，刘玮．高层建筑的防火［Ｊ］．城市建设理论研究，—　２０１４，（４）：２３２６．　　　　　［１Ｏ］张玉军，巩桂芬，等．不饱和聚酯片状模塑料的研究［Ｊ］．工程　　塑料应用，２００４，０５（３２）：７－９．　［１１］张贵学，陈博，等．我国复合材料工业的发展概况［Ｊ］．玻璃纤　　维，２００９，（０６）：３１－３６．　—　［１２］ＧＢ／Ｔ３３５６１９９９，单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法［ｓ］．　—　［１３］ＧＢ／Ｔ６９９１９９９，优质碳素结构钢［ｓ］．　—　［１４］ＧＢ１９６０６２００４，家用和类似用途电器噪声限值［Ｓ］．　［１５］肖山宏．抗噪音复合材料的制备极其隔音性能的研究［Ｄ］．浙　　　江理工大学，２００５．８－１０．　　　　　　’　　　　　　　　　　ｒＲＬＰＲ０ＤＵＣＴ１０ＮＡＮＤＰＥＲ重０ＲＭＡＣＥＳＴＵＤＹｏＦＣｏＭＰｏＳＩＴＥＭＡＴＥＲ工ＡＬ　　　　　ＵＮＤＥＲＰＡＮｏＦＡＩＲＣｏＮＤｍｏＮ　—　ＹＡＮＭｅｎｇｘｕｅ　　　　　（ＦｏｓｈａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５２８１３７，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　　　　　　　　—　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ｍｏｓｔｏｆｕｎｄｅｒｐａｎｏｆａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｍａｄｅｏｆｇａｌｖａｎｉｚｅｄｓｔｅｅｌｓｈｅｅｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｄｉｓａｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　—　ｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｖｅｒｕｓｔａｎｄｂｉｇｎｏｉｓｅ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｉｄｅａｏｆｕｓｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｉｎｓｔｅａｄｏｆｇａｌｖａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　—　—　ｎｉｚｅｄｓｔｅｅｌｓｈｅｅｔｆｏｒｔｈｅｕｎｄｅｒｐａｎｏｆａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ｅｓａｍｐｌｅｗａｓｍａｄｅｏｆｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅ　　　　—　　　　　　　　ｉｎｆｏｒｃｅｄｐｈｅｎｏｌｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄｆｉｂｒｅｇｌａｓｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．ｅｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ．ｂｅｎｄｉｎｇｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅ　　　　　　　　　　　　　—　ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｍａｄｅｏｆｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｈｅｎｏｌｉｃｒｅａｃｈｅｓ３０２．１９ＭＰａ，２５．５３ＧＰａａｎｄ１０２．９５ＭＰａ，ｒｅ　　　　　　　　ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｌｓｏｐａｓｓｅｄｔｈｅｌｏａｄｔｅｓｔ．　　　—　　　—　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｌａｓｓ－ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｓ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｐｈｅｎｏｌｉｃ；ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ；ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ；ｕｎｄｅｒｐａｎｏｆａｉｒｃｏｎ　ｄｉｔｉｏｎ