一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在前期，衛(wèi)星輻射制冷器用支撐件采用手工纏繞成型的玻璃纖維復(fù)合材料，隨著星載精密儀器的高性能化的發(fā)展，由于采用玻璃纖維復(fù)合材料支撐件存在手工纏繞、產(chǎn)品力學(xué)性能低、性能波動(dòng)性大、尺寸精度低和可靠性低等問題，已無法滿足新一代衛(wèi)星產(chǎn)品發(fā)展需求。
[0003]此外，由于支撐件作為精密儀器中力學(xué)承力結(jié)構(gòu)，同時(shí)需要具有電絕緣性，因此不適宜采用碳纖維復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法。本發(fā)明根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，選取高性能有機(jī)纖維作為增強(qiáng)體，采用纏繞機(jī)進(jìn)行支撐件的制備，能夠保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、根據(jù)所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后對所制作的纏繞模具進(jìn)行表面處理；
[0007]步驟二、將環(huán)氧樹脂和胺類固化劑按質(zhì)量比1:(0.03?0.09)混合均勻，得到樹脂膠液A;或者，將環(huán)氧樹脂、胺類固化劑和丙酮按質(zhì)量比1: (0.03?0.09): (1?3)混合均勻，得到樹脂膠液B;或者，將氰酸酯樹脂和丙酮按質(zhì)量比1:(1?3)混合均勻，得到樹脂膠液C;
[0008]步驟三、將步驟二中所述樹脂膠液A加入膠槽中，將步驟一中表面處理后的纏繞模具安裝在纏繞機(jī)上，并在纏繞機(jī)的絲嘴上加工一條用于對纖維進(jìn)行定位的定位槽，然后利用纏繞機(jī)對纖維進(jìn)行濕法纏繞，在纏繞模具上得到纏繞件;所述濕法纏繞過程中采用張力控制器調(diào)節(jié)纖維的張力為30N?80N ；所述纖維為APM0C纖維、芳綸III纖維、ΡΒ0纖維或UHMWPE 纖維；
[0009]或者，將步驟二中所述樹脂膠液B或樹脂膠液C加入膠槽中，將纖維浸入樹脂膠液B或樹脂膠液C中進(jìn)行浸膠處理，得到預(yù)浸紗，然后將步驟一中表面處理后的纏繞模具安裝在纏繞機(jī)上，并在纏繞機(jī)的絲嘴上加工一條用于對預(yù)浸紗進(jìn)行定位的定位槽，之后利用纏繞機(jī)對預(yù)浸紗進(jìn)行干法纏繞，在纏繞模具上得到纏繞件;所述干法纏繞過程中采用張力控制器調(diào)節(jié)預(yù)浸紗的張力為30N?80N;所述纖維為APM0C纖維、芳綸III纖維、ΡΒ0纖維或UHMWPE纖維；
[0010]步驟四、將步驟三中所述纏繞件連同纏繞模具一起置于加熱爐中，在溫度為150°C?200°C的條件下固化2h?6h，隨爐冷卻后脫除纏繞模具，采用砂紙對固化后的纏繞件進(jìn)行表面精磨，得到衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件。
[0011]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟二中所述胺類固化劑為三乙烯四胺，所述有機(jī)溶劑為丙酮。
[0012]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟三中所述預(yù)浸紗中纖維的質(zhì)量百分含量為50 %?80 %。
[0013]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟三中所述定位槽的深度為2mm?5_。
[0014]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟四中所述砂紙的目數(shù)為200目?800目。
[0015]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟四中所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀為圓環(huán)形或橢環(huán)形。
[0016]上述的一種衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法，其特征在于，步驟四中所述纏繞件在進(jìn)行固化之前，預(yù)先將樹脂膠液均勻涂覆在纏繞件表面，所涂覆的樹脂膠液為樹脂膠液A或丙烯酸樹脂。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本發(fā)明首先根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后選取高性能有機(jī)纖維作為增強(qiáng)體，采用纏繞機(jī)進(jìn)行支撐件的制備，能夠保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度。
[0019]2、本發(fā)明采用纏繞機(jī)可制備微型的復(fù)合材料制品，采用濕法/干法纏繞技術(shù)和模具設(shè)計(jì)來保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度，表層覆膠處理方法和表面精磨技術(shù)能夠保證產(chǎn)品的尺寸精度。
[0020]3、本發(fā)明能夠有效保證高品質(zhì)復(fù)合材料支撐件的制備，所研制的產(chǎn)品具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品力學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度高以及表觀平整光滑等優(yōu)點(diǎn)，完全可以滿足新一代衛(wèi)星精密儀器對復(fù)合材料制品的發(fā)展需求。
[0021 ]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]本實(shí)施例所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀為橢環(huán)形，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的左端部與右端部之間的距離為75mm，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的壁厚為2mm。本實(shí)施例衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法包括以下步驟:
[0024]步驟一、根據(jù)所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后對所制作的纏繞模具進(jìn)行表面處理；
[0025]本實(shí)施例所制作的纏繞模具包括板狀芯模、設(shè)置在芯模左右兩側(cè)的側(cè)板，以及設(shè)置在芯模上方的蓋板，所述芯模、側(cè)板和蓋板之間形成密閉腔室，所述密閉腔室的形狀和尺寸要求均與所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀和尺寸要求相匹配；
[0026]步驟二、將環(huán)氧樹脂和胺類固化劑按質(zhì)量比1:0.06混合均勻，得到樹脂膠液A;所述胺類固化劑優(yōu)選為三乙烯四胺；
[0027]步驟三、將步驟二中所述樹脂膠液A加入膠槽中，將步驟一中表面處理后的纏繞模具安裝在纏繞機(jī)上，并在纏繞機(jī)的絲嘴上加工一條深度為2mm?5mm且用于對纖維進(jìn)行定位的定位槽，然后利用纏繞機(jī)對纖維進(jìn)行濕法纏繞，在纏繞模具上得到纏繞件;所述濕法纏繞過程中采用張力控制器調(diào)節(jié)纖維的張力為50N;所述纖維為APM0C纖維；
[0028]實(shí)施纏繞時(shí)，先將芯模和側(cè)板裝配完畢，然后安裝在纏繞機(jī)上進(jìn)行纖維濕法纏繞，待纖維纏繞厚度和側(cè)板頂端平齊后，停止纏繞，然后裝配上蓋板，使纏繞件的形狀和尺寸要求準(zhǔn)確可控；
[0029]步驟四、將步驟三中所述纏繞件連同纏繞模具一起置于加熱爐中，在溫度為180°C的條件下保溫4h進(jìn)行固化處理，隨爐冷卻后脫除纏繞模具，采用目數(shù)為500目的砂紙對固化后的纏繞件進(jìn)行表面精磨，得到衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件。
[0030]本實(shí)施例中，所述纏繞件進(jìn)行固化處理之前，預(yù)先將樹脂膠液均勻涂覆在纏繞件表面，所涂覆的樹脂膠液為樹脂膠液A或丙烯酸樹脂，用以提高產(chǎn)品外表面的平整光滑度。
[0031]本實(shí)施例首先根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后根據(jù)樹脂選取高性能有機(jī)纖維作為增強(qiáng)體，采用纏繞機(jī)進(jìn)行支撐件的制備，能夠保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度。本實(shí)施例具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品力學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度高、表觀平整光滑等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足新一代衛(wèi)星精密儀器對復(fù)合材料制品的發(fā)展需求。
[0032]實(shí)施例2
[0033]本實(shí)施例所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀為橢環(huán)形，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的左端部與右端部之間的距離為60mm，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的壁厚為1.5mm。本實(shí)施例衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法與實(shí)施例1的不同之處僅在于:步驟二中所述環(huán)氧樹脂和胺類固化劑的質(zhì)量比為1:0.09;步驟三中所述纖維為芳綸III纖維，所述纖維的張力為20N;步驟四中所述固化的溫度為200°C，所述固化的時(shí)間為2h，所述砂紙的目數(shù)為200目。
[0034]本實(shí)施例首先根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后根據(jù)樹脂選取高性能有機(jī)纖維作為增強(qiáng)體，采用纏繞機(jī)進(jìn)行支撐件的制備，能夠保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度。本實(shí)施例具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品力學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度高、表觀平整光滑等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足新一代衛(wèi)星精密儀器對復(fù)合材料制品的發(fā)展需求。
[0035]實(shí)施例3
[0036]本實(shí)施例所要制備的衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的形狀為橢環(huán)形，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的左端部與右端部之間的距離為70mm，所述衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的壁厚為2mm。本實(shí)施例衛(wèi)星輻射制冷器用復(fù)合材料支撐件的制備方法與實(shí)施例1的不同之處僅在于:步驟二中所述環(huán)氧樹脂和胺類固化劑的質(zhì)量比為1:0.03;步驟三中所述纖維為ΡΒ0纖維，所述纖維的張力為80N;步驟四中所述固化的溫度為150°C，所述固化的時(shí)間為6h，所述砂紙的目數(shù)為800目。
[0037]本實(shí)施例首先根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸要求設(shè)計(jì)并制作纏繞模具，然后根據(jù)樹脂選取高性能有機(jī)纖維作為增強(qiáng)體，采用纏繞機(jī)進(jìn)行支撐件的制備，能夠保障性能穩(wěn)定重復(fù)性和產(chǎn)品的尺寸精度。本實(shí)施例具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品力學(xué)穩(wěn)定性、尺寸精度高、表觀平