高强度耐烧蚀整流罩端头帽及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度耐烧蚀整流罩端头帽及其制备方法，属于整流罩端头帽技术领域。解决了现有技术中整流罩端头帽的强度和耐烧蚀性无法满足使用需求，以及高硅氧玻璃纤维布/氨酚醛树脂复合材料成型过程中挥发分高、成型难度大、成型产品孔隙率大的技术问题。本发明专利技术的整流罩端头帽的制备方法，先使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽，每次铺放厚度达到1.5±0.2mm进行一次热压实，得到待压制件；再使用成型模具将待压制件定型，并放置在热压机上，加热加压进行固化，得到整流罩端头帽。该整流罩端头帽具有高强度、耐烧蚀、低密度、高导热系数、低比热容、低线膨胀系数的优点，能够实现整流罩端头帽在高强度高温烧蚀环境下的应用。

【技术实现步骤摘要】
高强度耐烧蚀整流罩端头帽及其制备方法
本专利技术属于整流罩端头帽
，具体涉及一种高强度耐烧蚀整流罩端头帽及其制备方法。
技术介绍
纤维增强复合材料是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP)，碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。纤维增强复合材料具有如下特点：(1)比强度高，比模量大；(2)材料性能具有可设计性：(3)抗腐蚀性和耐久性能好；(4)热膨胀系数与混凝土相近。因此被越来越广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。整流罩用于保护卫星及其它有效载荷，以防止卫星受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响，是运载火箭的重要组成部分。卫星整流罩一般为蚌壳式(两半)结构，由端头、前锥段、圆筒段、倒锥段和纵向及横向分离机构等组成。由于使用条件苛刻，整流罩端头帽需要具备强度高、耐烧蚀等优势以满足使用需求，但现有技术中的整流罩端头帽无法满足上述要求。高硅氧玻璃纤维布/氨酚醛树脂复合材料具备强度高、耐烧蚀优异性能，但是其在成型过程中挥发分高、成型难度大、成型产品孔隙率大，难以用于整流罩端头帽的制备。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中整流罩端头帽的强度和耐烧蚀性无法满足使用需求，以及高硅氧玻璃纤维布/氨酚醛树脂复合材料成型过程中挥发分高、成型难度大、成型产品孔隙率大的技术问题，提供一种高强度耐烧蚀整流罩端头帽及其制备方法。为实现上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，包括以下步骤：步骤一、使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽，每次铺放厚度达到1.5±0.2mm进行一次热压实，预浸料全部铺放完成后，进行一次热压实，得到待压制件；所述预浸料以高硅氧玻璃纤维布作为增强体，以氨酚醛树脂作为基体；步骤二、使用成型模具将待压制件定型，并放置在热压机上，加热加压进行固化，得到高强度耐烧蚀整流罩端头帽。优选的是，所述步骤一中，单层预浸料的厚度为0.26±0.03mm。优选的是，所述步骤一中，相应位置的预浸料的铺放总厚度为1.1乘以相应位置的待制备整流罩端头帽厚度。优选的是，所述步骤一中，高硅氧玻璃纤维布的单位面积质量为240±20g/cm3，经向拉伸断裂强力：≥290N/25mm，纬向拉伸断裂强力：≥190N/25mm；氨酚醛树脂的固体含量≥55％，粘度为100±30mpa.S(25℃)，凝胶时间为120±10min。优选的是，所述步骤一中，预浸料通过溶剂法制备。优选的是，所述步骤一中，热压实排出挥发分的过程为：先依次使用耐温200℃以上的有孔隔离膜、面密度在150g/mm2以下的透气毡、耐温200℃以上的真空袋薄膜将待处理件从内至外包覆起来，然后抽真空至真空度≥0.9，最后在高于挥发分沸点的温度下恒温15min；更优选的是，所述有孔隔离膜的孔间距为30mm，厚度为15μm，尤其优选的是LRF230BP3-15；更优选的是，所述透气毡为WF150；更优选的是，所述真空袋薄膜厚度为50μm，尤其优选的是LVF200G278V-183。优选的是，所述步骤二中，加压的静压力大于挥发分蒸汽压力。优选的是，所述步骤二中，加热温度为170～175℃。优选的是，所述步骤二中，成型模具为对模模具，更优选的是，对模模具的材料为钢材。本专利技术还提供上述高强度耐烧蚀复合材料整流罩端头帽的制备方法制备的高强度耐烧蚀复合材料整流罩端头帽。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的高强度耐烧蚀复合材料整流罩端头帽的制备方法，每铺放1.5±0.2mm便加热至高于挥发分沸点的温度进行排出挥发分，解决了高硅氧玻璃纤维布/氨酚醛树脂复合材料成型中挥发分高、成型难度大的问题，避免了因挥发分逸出造成孔隙率偏高的问题，得到的整流罩端头帽具有高强度、耐烧蚀、低密度、高导热系数、低比热容、低线膨胀系数的优点，经试验检测，室温拉伸强度为103.33MPa，室温弯曲强度为185.97MPa，260℃拉伸强度为79.03MPa，260℃弯曲强度为108.91MPa，线烧蚀率为0.110mm/s，密度1.731g/cm3，导热系数0.4W/(m·K)，比热容1.27KJ/(Kg·K)，线膨胀系数1310-6/K，能够实现整流罩端头帽在高强度高温烧蚀环境下的应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例1的高强度耐烧蚀复合材料整流罩端头帽的成型模具的仰视图。图2为图1的A-A向剖面图。图3为本专利技术实施例1的高强度耐烧蚀复合材料整流罩端头帽的仰视图。图4为图3的A-A向剖面图；图中，1、阳模，2、阴模。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术的高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，包括以下步骤：步骤一、使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽，铺放厚度每达到1.5±0.2mm进行一次热压实，若最后一次铺放厚度未达到1.5±0.2mm，也进行一次热压实，得到待压制件，若最后一次铺放厚度刚好达到1.5±0.2mm，完成上述铺放厚度每达到1.5±0.2mm进行一次热压实后，直接得到待压制件；步骤二、使用成型模具将待压制件定型，并放置在热压机上，加热加压进行固化，得到高强度耐烧蚀整流罩端头帽。上述技术方案，步骤一中，使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽的具体方式，根据整流罩端头帽厚度情况的不同而不同；若端头帽厚度固定，那么根据端头帽厚度要求整体铺放对应层数的预浸料即可；若端头帽厚度存在突变，那么分厚度进行铺放，相应的厚度处铺放相应层数的预浸料，如端头帽存在15mm和11mm的突变厚度，则可以先在4mm差距厚度处铺放对应的层数的预浸料，之后再整体铺放11mm的厚度对应层数的预浸料，则实现了15mm厚度和11mm厚度处分别铺放了对应的层数的预浸料；如端头帽存在渐变厚度，则根据实际渐变厚度渐变铺放，一般采用等渐变铺放，如渐变段厚度从0.26mm变为2.6mm，渐变长度为10mm，则以单层预浸料的厚度为0.26mm计，则可总共铺放10层预浸料，每铺放一层预浸料铺放长度减少1mm。以上是为了说明铺放的具体操作给出的示例，实际过程中，某位置预浸料的铺放总厚度优选为1.1乘以相应位置的待制备整流罩端头帽厚度。上述技术方案，步骤一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽壳体，每次铺放厚度达到1.5±0.2mm进行一次热压实，预浸料全部铺放完成后，进行一次热压实，得到待压制件；/n所述预浸料以高硅氧玻璃纤维布作为增强体，以氨酚醛树脂作为基体；/n步骤二、使用成型模具将待压制件定型，并放置在热压机上，加热加压进行固化，得到高强度耐烧蚀整流罩端头帽。/n

【技术特征摘要】
1.高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、使用预浸料在成型模具中铺放整流罩端头帽壳体，每次铺放厚度达到1.5±0.2mm进行一次热压实，预浸料全部铺放完成后，进行一次热压实，得到待压制件；
所述预浸料以高硅氧玻璃纤维布作为增强体，以氨酚醛树脂作为基体；
步骤二、使用成型模具将待压制件定型，并放置在热压机上，加热加压进行固化，得到高强度耐烧蚀整流罩端头帽。


2.根据权利要求1所述的高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，单层预浸料的厚度为0.26±0.03mm。


3.根据权利要求1所述的高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，相应位置的预浸料的铺放总厚度为1.1乘以相应位置的待制备整流罩端头帽厚度。


4.根据权利要求1所述的高强度耐烧蚀整流罩端头帽的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，高硅氧玻璃纤维布的单位面积质量为240±20g/cm3，经向拉伸断裂强力：≥290N/25mm，纬向拉伸断裂强力：≥190N/25mm；
氨酚醛树脂的固体含量≥55％，粘度为100±30mpa.S(25℃)，凝胶时间为120±10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：白皓，王海芳，林再文，商伟辉，邹志伟，李玉龙，
申请(专利权)人：长春长光宇航复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22