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    一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法技術
    
                            
    技術編號：40982816 閱讀：18 留言：0更新日期：2024-04-18 21:28
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術涉及復合材料艙段成型技術領域，尤其涉及一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法。包括：制備單向預浸料；使用單向預浸料在艙段模具的陽模表面鋪放產品加厚區；將產品加厚區整體放入熱壓罐中壓實；使用單向預浸料在艙段模具的陽模和產品加厚區上方鋪放蒙皮及前后端框；使用與產品外形匹配的金屬外模、上壓板及下壓板將產品加厚區及蒙皮進行預壓實，并對溢出料修整；將產品表面包裹耐高溫無孔膜，進行三次熱合模，每次合模前調勻合模縫隙；合模后將產品在200~300℃下進行固化；固化后脫模，進行后固化處理，得到耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段。優點在于：降低工藝難度，漸進控制合?？p隙，有利于產品尺寸精度的保證。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及復合材料艙段成型，尤其涉及一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法。

    技術介紹
    1、隨著人們對太空的探索，催生出各類工況嚴苛的高速航天器，進而衍生出對輕質高強的耐高溫結構材料件的迫切需求，碳纖維復合材料件具有輕質、高強的特點，被廣泛的應用在航空航天領域。其中，碳纖維作為增強材料決定了材料的強度性能，樹脂基體則決定了復合材料的耐溫性能。按照耐溫等級，通常選擇環氧樹脂（耐溫180°c）、氰酸脂樹脂（耐溫190°c）、雙馬樹脂（耐溫240°c），至于更高耐溫等級的樹脂，如鄰苯二甲腈樹脂可到達使用溫度400°c，由于中間材料（如單向預浸料）本身的工藝性較差，應用該樹脂的復合材料成型工藝仍不成熟。
    2、目前，纖維增強鄰苯二甲腈樹脂復合材料產品多采用以下幾種制備工藝方法：（1）鋪層-熱壓罐制備工藝，該類工藝多用于制備薄壁類的簡單結構件（2）rtm工藝，該類工藝多用于制備功能件，結構承載能力不足（3）鋪層-模壓工藝，由于鄰苯二甲腈樹脂預浸料工藝性較差，工藝窗口短，難以找到最佳熱合模時機，且受限于模具復雜程度，無法在最佳膠液粘度時機完成熱合模操作，進而導致膠液流失，造成制品出現貧樹脂及分層缺陷。目前已知工作多存在于實驗室階段，且多為對簡單層合板的成型工藝和性能的研究，參照公布號cn113927920a、公布日2022年1月14日、專利技術名稱“復合材料天線罩成型方法”的中國專利申請?；谝陨涎芯勘尘?，耐高溫鄰苯二甲腈復合材料主承力結構件的技術成型工藝仍存在諸多難點。

    技術實現思路</p>
    1、本專利技術為解決上述問題，提供一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法。
    2、一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，具體包括如下步驟：
    3、s1、制備單向預浸料；
    4、s2、使用所述單向預浸料在艙段模具的陽模表面鋪放產品加厚區；
    5、s3、將所述產品加厚區整體放入熱壓罐中壓實；
    6、s4、使用所述單向預浸料在所述艙段模具的陽模和所述產品加厚區上方鋪放蒙皮及前后端框；
    7、s5、使用與產品外形匹配的金屬外模、上壓板及下壓板將所述產品加厚區及所述蒙皮進行預壓實，并對溢出料修整；
    8、s6、將產品表面包裹耐高溫無孔膜，進行三次熱合模，每次合模前調勻合?？p隙；
    9、s7、合模后將產品在200~300℃下進行固化；
    10、s8、固化后脫模，進行后固化處理，得到耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段。
    11、優選的，步驟s7的固化溫度250℃，保溫4h。
    12、優選的，步驟s8中后固化溫度為250~400℃，包含多個溫度臺階的固化制度，固化溫階不低于4個，單個固化臺階時長不低于4h。
    13、優選的，步驟s8中后固化處理具體為：后固化前選擇聚酰亞胺薄膜做袋抽真空，再進行后固化操作，后固化的溫度及時間如下：270℃、4h；320℃、4h；350℃、4h；370℃、4h。
    14、優選的，步驟s3進行前，在所述產品加厚區表面包覆一層高溫無孔隔離膜、一層真空袋，抽真空；所述熱壓罐壓力為0.1~0.5mpa、溫度為100~130℃。
    15、優選的，步驟s6中三次熱合模具體包括：
    16、s601、第一次熱合模：在155~175℃下預熱產品及艙段模具，保溫1~3h；取出產品及艙段模具，安裝金屬外模、上壓板及下壓板進行第一次熱合模，調勻合?？p隙在0.5~0.8mm之間；
    17、s602、第二次熱合模：預熱產品及艙段模具至170~190℃，取出，觀察產品膠液呈黏油狀時，進行第二次熱合模，調勻合?？p隙0.3~0.5mm之間；
    18、s603、第三次熱合模：預熱產品及艙段模具至170~190℃，取出后立即熱合模，調勻合?？p隙≤0.3mm。
    19、優選的，步驟s601中預熱溫度為170℃，保溫時間2h；所述步驟s602和s603中預熱溫度為180℃。
    20、優選的，三次熱合模的合?？p隙分別為0.6mm、0.3mm及≤0.1mm。
    21、優選的，步驟s1的單向預浸料為纖維增強鄰苯二甲腈復合材料預浸料，采用熱熔預浸法制備；所述單向預浸料中纖維體積含量為55~60%，所述纖維為連續纖維增強體。
    22、優選的，步驟s2中鋪放產品加厚區時保證纖維在鋪層方向連續，且每隔5~10層進行抽真空壓實。
    23、與現有技術相比，本專利技術能夠取得如下有益效果：
    24、本專利技術提供的耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，通過多次熱合模工藝，拓寬了鄰苯二甲腈復合材料成型過程的合模操作時機，避免了單次熱合模工藝過程中由于工藝窗口窄導致膠液流失或合模不到位、分層及空隙缺陷；降低復雜耐高溫鄰苯二甲腈復合材料制品的成型工藝難度，且定量化漸進控制合模縫隙，有利于最終產品尺寸精度的保證。
    本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
    2.根據權利要求1所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S7的固化溫度250℃，保溫4h。
    3.根據權利要求2所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S8中后固化溫度為250~400℃，包含多個溫度臺階的固化制度，固化溫階不低于4個，單個固化臺階時長不低于4h。
    4.根據權利要求3所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S8中后固化處理具體為：后固化前選擇聚酰亞胺薄膜做袋抽真空，再進行后固化操作，后固化的溫度及時間如下：270℃、4h；320℃、4h；350℃、4h；370℃、4h。
    5.根據權利要求4所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S3進行前，在所述產品加厚區表面包覆一層高溫無孔隔離膜、一層真空袋，抽真空；所述熱壓罐壓力為0.1~0.5MPa、溫度為100~130℃。
    6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S6中三次熱合模具體包括：
    7.根據權利要求6所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S601中預熱溫度為170℃，保溫時間2h；所述步驟S602和S603中預熱溫度為180℃。
    8.根據權利要求7所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述三次熱合模的合?？p隙分別為0.6mm、0.3mm及≤0.1mm。
    9.根據權利要求8所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S1的單向預浸料為纖維增強鄰苯二甲腈復合材料預浸料，采用熱熔預浸法制備；所述單向預浸料中纖維體積含量為55~60%，所述纖維為連續纖維增強體。
    10.根據權利要求9所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中鋪放產品加厚區時保證纖維在鋪層方向連續，且每隔5~10層進行抽真空壓實。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
    2.根據權利要求1所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟s7的固化溫度250℃，保溫4h。
    3.根據權利要求2所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟s8中后固化溫度為250~400℃，包含多個溫度臺階的固化制度，固化溫階不低于4個，單個固化臺階時長不低于4h。
    4.根據權利要求3所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟s8中后固化處理具體為：后固化前選擇聚酰亞胺薄膜做袋抽真空，再進行后固化操作，后固化的溫度及時間如下：270℃、4h；320℃、4h；350℃、4h；370℃、4h。
    5.根據權利要求4所述的一種耐高溫鄰苯二甲腈復合材料艙段的制備方法，其特征在于：所述步驟s3進行前，在所述產品加厚區表面包覆一層高溫無孔隔離膜、一層真空袋，抽真空；所述熱壓罐壓力為0.1~0.5mpa、溫度為100~13...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：劉永琪，王宇馳，張體恩，劉信民，蘇瑞意，張涌，張德民，董志武，李玉龍，
    
        申請(專利權)人：長春長光宇航復合材料有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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