多功能兼容性复合材料成型方法与流程

1.本发明涉及航天功能材料成型技术领域，特别涉及一种多功能兼容性复合材料成型方法。


背景技术：

2.新型航天器不断追求高效能、低成本、长寿命、高可靠性；无内衬复合材料结构贮箱在需求下应运而生。由于无内衬的燃油贮箱的在航空航天领域的大量应用，随之带来的对材料和成型工艺技术的研究愈发急迫。作为燃料的载体，贮箱材料最重要的是不与贮存的燃料发生反应，或者被燃料腐蚀。然而燃油作为有机溶液复合材料基体材料会有部分溶解在燃料中，同时，燃油中含有少量添加剂的烃类化合物，它可以通过微空隙渗透到复合材料内部对其力学性能造成影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种多功能兼容性复合材料制备方法，能够实现耐油层和预浸料层在同一套模具上依次成型，同时可根据结构形式设计成型模具从而制作出耐高温的燃料贮存结构形式，提高施工效率并且缩短了施工时间。
4.为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
5.本发明提供的多功能兼容性复合材料成型方法，利用成型模具实现，成型模具包括芯模、分瓣阳模、阴模、上端框压环、下端框压环以及底座，芯模置于成型模具的中心并固定在底座上，分瓣阳模紧贴在芯模的外壁上，上端框压环水平固定在芯模的端面上，下端框压环水平固定在芯模的底面上，阴模覆盖在分瓣阳模的外壁上，其特征在于，包括如下步骤：
6.s1、设计并制作多功能兼容性复合材料的成型模具；
7.s2、在固定成型模具中的分瓣阳模后，在分瓣阳模的表面涂刷一层二硫化钼；
8.s3、在二硫化钼的2-4小时活性期内，在分瓣阳模上涂敷密封剂形成耐油层；
9.s4、在涂敷密封剂的分瓣阳模上涂敷粘接底涂后铺放一部分预浸料；
10.s5、等待密封剂硫化24-36小时后继续余下的预浸料的铺放形成预浸料层；
11.s6、将预浸料层压实，使用真空袋加压固化并设置固化参数；
12.s7、固化脱模后，得到多功能兼容性的复合材料。
13.优选地，密封剂选用聚硫密封剂。
14.优选地，预浸料层中的纤维选择碳纤维材料。
15.优选地，预浸料层的基体为耐高温材料。
16.优选地，耐高温材料为氰酸酯或双马来酰亚胺树脂。
17.优选地，固化参数为：温度120℃～190℃，时间为7～8h，打压压力为0.3～0.5mpa，升温速率为0.5℃/min～2℃/min，升压速率为0.005mpa/min～0.02mpa/min。
18.本发明能够取得如下技术效果：
19.1、本发明可制造出兼具力学性能、耐热以及耐油的多功能兼容性复合材料，可根据实际需要广泛应用。
20.2、能够实现耐油层和预浸料在同一套模具上依次成型，同时可根据结构形式设计成型模具从而制作出耐高温的燃料贮存结构形式，提高施工效率并且缩短了施工时间。
附图说明
21.图1是根据本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料成型方法的流程图。
22.图2是根据本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料成型模具的结构示意图。
23.图3是根据本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料的示意图。
24.其中的附图标记包括：预浸料层1、耐油层2、芯模3、分瓣阳模4、阴模5、上端框压环6、下端框压环、底座8。
具体实施方式
25.在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
27.图1示出了本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料成型方法的流程。
28.如图1所示，本发明实施例的提供的一种多功能兼容性复合材料成型方法，包括如下步骤：
29.s1、设计并制作多功能兼容性复合材料成型模具。
30.s2、在固定分瓣阳模4后，在阳模表面涂刷一层二硫化钼。
31.其目的是易于使密封剂固化后与成型模具分离开(脱模)。
32.s3、在二硫化钼的2-4小时活性期内，在分瓣阳模4上涂敷密封剂形成耐油层2。
33.s4、在涂敷密封剂的分瓣阳模4上涂敷粘接底涂后铺放一部分预浸料。
34.其有益于密封剂与预浸料层1结合，从而不会产生脱离。
35.s5、等待密封剂硫化24-36小时后继续余下的预浸料的铺放。硫密封剂在室温下可以进行硫化，硫化后成为具有良好粘粘性的密封材料。
36.s6、将预浸料压实后，使用真空袋加压固化，设置固化参数为：温度120℃～190℃，时间7～8h，打压压力0.3～0.5mpa，升温速率1.5℃/min，升压速率为0.015mpa/min；
37.s7、固化后脱模，得到多功能兼容性复合材料。
38.图2示出了本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料成型模具的结构。
39.如图2所示，本发明实施例提供的一种多功能兼容性复合材料成型模具，包括芯模3、分瓣阳模4、阴模5、上端框压环6、下端框压环7以及底座8，芯模3置于成型模具的中心并固定在底座8上，分瓣阳模4紧贴在芯模3的外壁上，上端框压环6水平固定在芯模3的端面上，下端框压环7水平固定在芯模3的底面上，阴模5覆盖在分瓣阳模4的外壁上并且在阴模5与分瓣阳模4之间留有间隙。
40.图3示出了本发明实施例提供的多功能兼容性复合材料。
41.如图3所示，耐油层2紧贴在预浸料层1的内侧上，密封剂选用为聚硫密封剂，该密封剂作为耐油层2可以在室温固化；预浸料层1中的纤维选择强度及模量优异的碳纤维材料，预浸料层1中的基体选择为耐高温、力学性能以及工艺性优异的氰酸酯或者为双马来酰亚胺树脂。
42.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
43.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
44.以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。


技术特征：
1.一种多功能兼容性复合材料成型方法，利用成型模具实现，成型模具包括芯模(3)、分瓣阳模(4)、阴模(5)、上端框压环(6)、下端框压环(7)以及底座(8)，所述芯模(3)置于所述成型模具的中心并固定在底座(8)上，所述分瓣阳模(4)紧贴在所述芯模(3)的外壁上，所述上端框压环(6)水平固定在所述芯模(3)的端面上，所述下端框压环(7)水平固定在所述芯模(3)的底面上，所述阴模(5)覆盖在所述分瓣阳模(4)的外壁上，其特征在于，包括如下步骤：s1、设计并制作多功能兼容性复合材料的成型模具；s2、在固定所述成型模具中的分瓣阳模(4)后，在所述分瓣阳模(4)的表面涂刷一层二硫化钼；s3、在二硫化钼的2-4小时活性期内，在所述分瓣阳模(4)上涂敷密封剂形成耐油层(2)；s4、在涂敷所述密封剂的所述分瓣阳模(4)上涂敷粘接底涂后铺放一部分预浸料；s5、等待所述密封剂硫化24-36小时后继续余下的所述预浸料的铺放形成预浸料层(1)；s6、将所述预浸料层(1)压实，使用真空袋加压固化并设置固化参数；s7、固化脱模后，得到多功能兼容性的复合材料。2.如权利要求1所述的多功能兼容性复合材料成型方法，其特征在于，所述密封剂选用聚硫密封剂。3.如权利要求1所述的多功能兼容性复合材料成型方法，其特征在于，预浸料层(1)中的纤维选择碳纤维材料。4.如权利要求1或3所述的多功能兼容性复合材料成型方法，其特征在于，所述预浸料层(1)的基体为耐高温材料。5.如权利要求4所述的多功能兼容性复合材料成型方法，其特征在于，所述耐高温材料为氰酸酯或双马来酰亚胺树脂。6.如权利要求1所述的多功能兼容性复合材料成型方法，其特征在于，所述固化参数为：温度120℃～190℃，时间为7～8h，打压压力为0.3～0.5mpa，升温速率为0.5℃/min～2℃/min，升压速率为0.005mpa/min～0.02mpa/min。

技术总结
本发明提供一种多功能兼容性复合材料成型方法，其步骤包括：S1、设计并制作多功能兼容性复合材料的成型模具；S2、在固定成型模具中的分瓣阳模后，在分瓣阳模的表面涂刷一层二硫化钼；S3、在二硫化钼的2-4小时活性期内，在分瓣阳模上涂敷密封剂为耐油层；S4、在涂敷密封剂的分瓣阳模上涂敷粘接底涂后铺放一部分预浸料；S5、等待密封剂硫化24-36小时后继续余下的预浸料的铺放形成预浸料层；S6、将预浸料层压实，使用真空袋加压固化并设置固化参数；S7、固化脱模后，得到多功能兼容性的复合材料。本发明能够实现耐油层和预浸料层在同一套模具上依次成型，可根据一定结构设计成型模具从而制作出耐高温的燃料贮存结构形式，提高施工效率并且缩短施工时间。率并且缩短施工时间。率并且缩短施工时间。


技术研发人员：刘永琪 李玉龙 杨涛 邢政权 王海伟 杨鹏 张崇
受保护的技术使用者：长春长光宇航复合材料有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/12/5