一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法

技术特征：
1.一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、三元乙丙橡胶的改性：将三元乙丙橡胶和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶放入密炼机中密炼，待其混合均匀后，向密炼机中依次加入促进剂、活化剂、补强剂、软化剂、防老剂，取出混合均匀的橡胶，放到双辊混炼机上进行开炼，然后加入硫化剂和助硫化剂，混合均匀后左右割刀多次，打三角包薄通，下片，在室温下放置大于24h，得到改性后的三元乙丙橡胶；步骤二、碳纤维/环氧树脂基预浸料的制备：将环氧树脂和固化剂放入真空干燥箱中预热熔化，混合均匀后抽真空20～30min，然后用环氧树脂和固化剂的混合液浸润碳纤维，浸润后的碳纤维继续放入60～80℃真空干燥箱中保温20～30min，得到碳纤维/环氧树脂基预浸料；步骤三、碳纤维环氧树脂基预浸料与改性后的三元乙丙橡胶共固化：先将步骤二中得到的碳纤维/环氧树脂基预浸料平铺在模具底部，再将步骤一中得到的改性三元乙丙橡胶平铺在碳纤维/环氧树脂基预浸料上面，合模后放到模压机上共固化得到三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤一中，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的质量占三元乙丙橡胶和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶总质量的10％-30％。3.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤一中，所述三元乙丙橡胶的型号为j-4045，所述马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的型号为kt-7。4.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤一中，所述密炼机的腔体温度为50～70℃，所述双辊混炼机的辊温为50～60℃。5.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤一中，所述促进剂为氧化锌，三元乙丙橡胶与氧化锌的质量比为100:1～5，所述活化剂为硬脂酸，三元乙丙橡胶与硬脂酸的质量比为100:0.2～1，所述补强剂为炭黑，炭黑的型号为n330、n220或n550，三元乙丙橡胶与炭黑的质量比为100:30～50，所述软化剂为石蜡油，三元乙丙橡胶与石蜡油的质量比为100:1～5，所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物和2-巯基苯并咪唑的混合物，三元乙丙橡胶与防老剂的质量比为100:1～5，2-巯基苯并咪唑与2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物的质量比为100:20～25，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，三元乙丙橡胶与过氧化二异丙苯的质量比为100:2.5～4.5；所述助硫化剂为硫或三丙烯基异氰脲酸酯，若助硫化剂为硫时，三元乙丙橡胶与硫的质量比为100:0.2～0.5，若助硫化剂为三丙烯基异氰脲酸酯时，三元乙丙橡胶与三丙烯基异氰脲酸酯的质量比为100:4～6。6.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤一中，将环氧树脂和固化剂预热熔化的温度为60～80℃。7.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固
化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤二中，所述环氧树脂的型号为e-51或e-44，所述固化剂为间苯二胺。8.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：所述环氧树脂与固化剂的质量比为100:10～20。9.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：所述碳纤维/环氧树脂基预浸料中碳纤维的体积分数为60％～70％，所述三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料中三元乙丙橡胶的体积分数为50％～60％。10.根据权利要求1所述的一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，其特征在于：步骤三中，共固化工艺为的固化制度为80℃保温30min，130～140℃保温150～180min，160℃保温20min，固化压力为5～10mpa。

技术总结
一种提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度的方法，属于固体火箭发动机壳体与绝热层粘接技术领域，所述方法包括如下步骤：步骤一、三元乙丙橡胶的改性；步骤二、碳纤维/环氧树脂基预浸料的制备；步骤三、碳纤维环氧树脂基预浸料与三元乙丙橡胶共固化。本发明采用向三元乙丙橡胶中加入马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，提高了三元乙丙橡胶的极性，从而提高三元乙丙橡胶与碳纤维/环氧树脂基复合材料共固化体系界面粘接强度。操作简便，并且保证了三元乙丙橡胶的力学性能和热稳定性。和热稳定性。和热稳定性。


技术研发人员：贺金梅 于琛 魏彬校 刘丽 黄玉东
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/3/10