耐高温纤维缠绕复合材料壳体的制造方法

摘要

本发明公开了一种耐高温纤维复合材料壳体的制造方法，包括如下步骤：1)制备芯模，并在芯模中间筒段周围包裹一层聚四氟乙烯薄膜，芯模前段和后段表面则各刷涂一层脱模剂；2)在芯模的前段和后段分别安装内表面贴有橡胶绝热层的前后金属接头，在芯模中间筒段及前后金属接头的外表面包覆橡胶绝热层；3)将连续碳纤维浸润于耐高温环氧树脂胶后，对橡胶绝热层进行缠绕；4)缠绕结束后，经固化、冲洗芯模、去掉聚四氟乙烯薄膜即得成品。本发明制得的耐高温纤维缠绕复合材料壳体重量轻、可靠性高、成本低廉，常、高温(160℃)爆破压力高的特点，可用于固体国体火箭发动机、飞行器推进系统用复合材料高压气瓶等航空航天上。

主权项

一种耐高温纤维复合材料壳体的制造方法；其特征在于：包括如下步骤：1)石英砂芯模的制备：按照石英砂、聚乙烯醇和水的重量为100∶(1～2)∶6的比例配制石英砂混合胶粘剂，固化制备石英砂芯模，机加到与产品相适应的形状，将机加后的芯模组装到芯轴上；2)在芯模中间筒段周围包裹一层聚四氟乙烯薄膜，芯模前段和后段表面则各刷涂一层脱模剂；3)在前后金属接头的内表面各贴上3层橡胶绝热层，然后将其分别安装在芯模的前段和后段上，在芯模中间筒段聚四氟乙烯薄膜上面及前后金属接头的外表面包覆2层橡胶绝热层，橡胶绝热层间刷涂三聚氰胺改性树脂胶粘剂，增加橡胶层间的表面粘接力；所述橡胶绝热层为三元乙丙橡胶绝热层；4)制备耐高温环氧树脂胶，环氧树脂：固化剂：促进剂按照重量比1：(0.2～0.6)：(0.005～0.006)的比例混合制得耐高温环氧树脂胶；所述环氧树脂由缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油胺类环氧树脂组成，所述固化剂为甲基纳迪克酸酐，所述促进剂为2‑乙基‑4‑甲基咪唑；5)将连续碳纤维按照缠绕机穿纱顺序，依次通过出纱口，浸胶辊，在30～40℃下浸润在步骤4)制得的耐高温环氧树脂胶中；6)连续碳纤维缠绕，使用步骤5)浸润过的连续碳纤维对步骤3)的橡胶绝热层进行缠绕，缠绕时采用纵向缠绕和环向缠绕相交替的方式进行，交替缠绕2～4次，每次环向缠绕和纵向缠绕的层数为1～2层，缠绕张力控制为12～20N/股；7)在上述缠绕工艺结束后，对复合材料壳体进行固化，以1～2℃/min的升温速度，至100℃保温2小时，再依次升至120℃保温3小时，升至150℃保温4小时，升至180℃保温10小时，最后以不大于2℃/min的降温速度，使得壳体冷却到室温即完成固化；8)在上述壳体固化工艺完成后，用高压水枪对芯模进行冲洗以溶解芯模，取出芯轴，并清除芯模中间筒段周围包裹的聚四氟乙烯薄膜，使得壳体内壁清洁干净，经吹干残留的水分，即得耐高温纤维缠绕复合材料壳体。