本發(fā)明涉及復材制品，特別涉及一種桅桿的制備方法。

背景技術(shù)：

1、桅桿，最早是船上用來懸掛帆和旗幟、裝設(shè)天線、支撐觀測臺的高的柱桿，早期的桅桿全部采用木頭制作，后期發(fā)展鋼制船舶后，大量采用鋼制桅桿。桅桿發(fā)展至今天除了船舶，還有信號發(fā)射塔頂部，例如電力信號發(fā)射塔、廣播電視信號發(fā)射塔、移動手機信號發(fā)射塔等等其頂部全部采用了桅桿裝置。

2、目前桅桿已經(jīng)發(fā)展成為具備承載、安裝天線、各種雷達等多功能的設(shè)備，因此對于桅桿具備安裝多頻段雷達設(shè)備、防風風雨功能、甚至可以選頻透波等功能需求愈發(fā)明顯。目前，采用的金屬桅桿能夠做到承載、防風防雨，但是無法實現(xiàn)整體選頻透波的功能。因此，需要選取新的材料和新的工藝來實現(xiàn)同時能夠承載載荷、防風防雨、同時可以實現(xiàn)選頻透波以及電磁隱身的結(jié)構(gòu)功能一體化的綜合桅桿。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種大型結(jié)構(gòu)功能一體化復合材料綜合桅桿的制備方法，采用復合材料建造，解決目前只有金屬材料的大尺寸桅桿的建造工藝；采用熱壓罐整體成型工藝建造，確保桅桿的整體性和結(jié)構(gòu)強度，使其結(jié)構(gòu)力學性能更好；將功能材料與結(jié)構(gòu)材料共同鋪貼，其材料根據(jù)所需透波或屏蔽的雷達波段來選擇，同時滿足選頻透波的功能同時能夠承載力學性能；解決復合材料與金屬材料安裝后的熱膨脹系數(shù)不一致導致的尺寸變化問題。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種大型結(jié)構(gòu)功能一體化復合材料綜合桅桿的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟1）外壁成型，采用多層料在金屬陰模進行鋪貼，最外層是透波材料，選用石英纖維增強氰酸酯預浸料鋪貼，依次鋪貼pmi泡沫、電阻膜、pmi泡沫板、電阻膜、pmi泡沫板、電阻膜、pmi泡沫板，以上8層組成了吸波材料，最后鋪貼碳纖維增強氰酸酯預浸料，可實現(xiàn)電磁屏蔽的材料，隨后制真空袋進熱壓罐高溫高壓固化成型，脫模后得到外壁；

4、步驟2）地板成型，采用夾心結(jié)構(gòu)，包括上蒙皮、中間夾層、下蒙皮，上蒙皮、下蒙皮采用外壁同樣的碳纖維增強氰酸酯預浸料，中間夾層采用使用pmi泡沫，隨后制真空袋進熱壓罐高溫高壓固化成型，脫模后得到地板；

5、步驟3）底座成型，先將內(nèi)圈、底圈、加強筋、固定片完成固定，得到部分底座；

6、步驟4）外壁與地板的裝配，將地板置入外壁內(nèi)腔，將地板的外周貼近外壁的內(nèi)壁，使用手糊工藝將同系列碳纖維布以及液態(tài)氰酸酯樹脂鋪貼至外壁與地板的連接處，上下均鋪貼，手糊結(jié)束后待室溫條件下樹脂固化；

7、步驟5）外壁與底座的裝配，先將外壁底部套裝在內(nèi)圈外周、并支撐在底圈上，最后將外圈與底圈進行固定，并將外壁夾緊，最后采用緊固件將內(nèi)圈、外壁、外圈進行固定，完成全部桅桿的裝配。

8、進一步的，大型結(jié)構(gòu)功能一體化復合材料綜合桅桿包括：

9、底座，采用金屬材料制成，用以將外壁固定至桅桿的使用環(huán)境中，所述底座采用框架結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)圈、底圈以及外圈，內(nèi)圈和外圈分別固定在底圈的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，內(nèi)圈和外圈之間形成供外壁底部插入的凹槽，所述內(nèi)圈、底圈內(nèi)側(cè)設(shè)有加強筋和固定片，所述外壁的底部和底座上開設(shè)有對應(yīng)的腰型孔，腰型孔內(nèi)設(shè)有用以固定外壁和底座的緊固件；

10、外壁，采用復合材料制成，固定在底座的頂部，其內(nèi)部形成用以容納設(shè)備的設(shè)備腔，表面開設(shè)有多個設(shè)備艙門，所述外壁采用碳纖維預浸料、pmi泡沫、電阻膜、石英纖維預浸料以及結(jié)構(gòu)膠膜制成，所述地板采用碳纖維預浸料和pmi泡沫制成；

11、地板，采用復合材料制成，固定在外壁內(nèi)部，將外壁內(nèi)部的空間分隔成多層，所述地板與外壁的連接處采用碳纖維布鋪貼固定。

12、進一步的，步驟1）具體包括：

13、1-1）金屬陰模準備到位后，將石英纖維增強氰酸酯預浸料和碳纖維預浸料采用自動裁切機裁切層鋪貼過程所需要的外形尺寸；

14、1-2）首先鋪貼外壁最外層料，最外層是0.6mm石英纖維增強氰酸酯預浸料，其料片單層厚度為0.2mm，共計需要鋪貼3層，鋪貼結(jié)束后制作真空預抽袋預壓實料片；

15、1-3）在預壓實后的石英纖維預浸料表面鋪貼一層氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼2.5mm后的第一層pmi泡沫板，制作真空預抽袋預壓實料片和泡沫板；

16、1-4）第一層pmi泡沫板鋪貼結(jié)束后在其表面接續(xù)鋪貼氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼第一層電阻膜，第一層電子膜的厚度為0.1mm，鋪貼結(jié)束后，繼續(xù)制作真空預抽袋預壓實電阻膜與泡沫板；

17、1-5）在第一層電阻膜表面繼續(xù)鋪貼氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼第二層pmi泡沫板，第二層pmi泡沫板的厚度為5mm，鋪貼結(jié)束后，繼續(xù)制作真空預抽袋預壓實泡沫板與電阻膜；

18、1-6）在第二層泡沫板表面鋪貼一層酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后繼續(xù)鋪貼第二層電阻膜，第二層電阻膜的厚度是0.1mm，鋪貼完成后制作真空預抽袋預壓實；

19、1-7）在第二層電阻膜表面繼續(xù)鋪貼一層氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼第三層pmi泡沫板，第三層pmi泡沫板厚度為5mm，鋪貼完成后制作真空預抽袋預壓實；

20、1-8）在第三層pmi泡沫板表面鋪貼一層氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼第三層電阻膜，電阻膜厚度是0.1mm，鋪貼完成后制作真空預抽袋預壓實；

21、1-9）在第三層電阻膜表面鋪貼氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后繼續(xù)鋪貼第四層pmi泡沫，其厚度為5mm，鋪貼結(jié)束后制作真空預抽袋預壓實；

22、1-10）在第四層pmi泡沫板鋪貼結(jié)束后，在其表面繼續(xù)鋪貼一層氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼最后的碳纖維預浸料，其厚度為2mm，碳纖維增強氰酸酯平紋預浸料的單層厚度為0.2mm，總計需要鋪貼10層，根據(jù)設(shè)計要求，每鋪貼料片厚度不能超過4層需制作真空預抽袋預壓實；

23、1-11）在所有料片全部鋪貼結(jié)束后，制作最終真空袋進熱壓罐高溫高壓固化成型，其固化制度為130℃、0.6mpa?1小時，后升溫至180℃、0.6mpa?3小時；固化成型后的外壁從模具中脫離開來，將多余區(qū)域利用切割機切割后即可得到凈尺寸的外壁成品件。

24、進一步的，所述電阻膜和pmi泡沫板均是經(jīng)過炭黑和石墨烯處理，以滿足指定頻段的選頻透波的要求。

25、進一步的，步驟2）具體包括：

26、2-1）采用平板模具鋪貼即可，地板的上蒙皮、下蒙皮厚度均為2mm，單層厚度為0.2mm，首先鋪貼鋪貼下蒙皮，下蒙皮為碳纖維氰酸酯預浸料，每鋪貼4層預浸料制作真空預抽袋預壓實料片；

27、2-2）下蒙皮鋪貼結(jié)束后在其表面鋪貼一層氰酸酯結(jié)構(gòu)膠膜，然后鋪貼30mm普通pmi泡沫板，泡沫板表面繼續(xù)鋪貼一層結(jié)構(gòu)膠膜，膠膜鋪貼結(jié)束后制作真空預抽袋預壓實；

28、2-3）最后鋪貼上蒙皮，上蒙皮同樣為2mm的碳纖維氰酸酯預浸料，其鋪層設(shè)計角度與下蒙皮一致同樣是每鋪貼4層預浸料預壓實一次，所有料片鋪貼技術(shù)溝，制作最終真空袋進熱壓罐高溫高壓固化成型，其固化制度與桅桿外壁一致。

29、進一步的，所述底座的金屬材料與使用環(huán)境中基體的材料一致。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

31、（1）本發(fā)明首次將大型綜合桅桿改為復合材料建造，其密度只有鋼材的1/5，大大減輕了桅桿的自重，給船體節(jié)省出大量載荷空間用于安裝其它設(shè)備和物品，同樣可以減少發(fā)射塔的承重，在一定程度上縮減的母體平臺的建造成本。

32、（2）采用復合材料鋪貼、熱壓罐整體成型技術(shù)制造的桅桿安裝方便，縮減了高空作業(yè)的時間，降低的高空作業(yè)的風險，進一步提高了作業(yè)人員的安全保障。

33、（3）大型復合材料結(jié)構(gòu)功能一體化桅桿的成功研制，解決了傳統(tǒng)在金屬結(jié)構(gòu)層外面噴涂、粘貼吸波、隱身功能層材料易脫落的問題，減少了維修成本，保障了使用壽命。