[发明专利]碳纤维缠绕成型方法

说明书

本发明涉及碳纤维领域，公开了一种碳纤维缠绕成型方法，包括如下步骤：将缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕；将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60℃，胶液粘度为200～900mPa·s；将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12～18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上；按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。本发明碳纤维缠绕成型方法，保证碳纤维能满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。

技术领域

本发明涉及碳纤维领域，具体涉及一种碳纤维缠绕成型方法。

背景技术

压力容器主要采用纤维缠绕成型，即将碳纤维浸渍树脂，再通过湿法缠绕成型。根据产品功能和使用温度特性的不同，所选用的材料体系也不同，但是其成型原理相同。

该成型方法能有效减轻固体火箭的消极质量，具有更高的质量比，因此相关产品都已经实现了批量生产，并已在航天航空领域得到了广泛的应用。

但由于目前国产碳纤维与树脂的匹配性较差，工艺尚未稳定，难以保证纤维强度的有效发挥，进而导致制品的工作压力难以满足指标要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种碳纤维缠绕成型方法，保证碳纤维能满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。

为实现上述目的，本发明所设计的碳纤维缠绕成型方法，包括如下步骤：

A)将缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕；

B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60℃，胶液粘度为200～900mPa·s，确保环氧树脂胶液对碳纤维具有很好的浸润性，保证碳纤维在环氧树脂胶液中的浸润程度能满足碳纤维的缠绕成型；

C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12～18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上，通过设定纤维纱单股纱的缠绕张力12～18N，实现张力逐层递减，确保压力容器在进行水压爆破时，应力逐渐传递；

D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。

优选的，所述步骤B)中，所述环氧树脂的工艺适用期≥6h，确保环氧树脂胶液在浸胶槽中放置一定的时间后，环氧树脂胶液的粘度能满足碳纤维的缠绕工艺性要求。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

通过对缠绕张力的施加方式、纤维纱与树脂的匹配性、树脂胶液对纤维纱的浸润程度、树脂胶液的粘度、树脂胶液的工艺适用期来控制碳纤维的缠绕成型，保证碳纤维满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一：

A)将φ1200缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕；

B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50℃，胶液粘度为200mPa·s，所述环氧树脂的工艺适用期为6h；

C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上；

D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。

将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力达10.4MPa，能满足设计指标不小于9.0MPa的要求。

实施例二：