CN105860443A - 平流层碳纤维预浸料研制方案 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平流层碳纤维预浸料研制方案，综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按先后顺序向树脂基体系中加入防紫外线老化剂、防臭氧老化剂、耐高低温增韧剂、防宇宙射线剂的方案，使采用这种预浸料制成的平流层飞行器结构件（碳纤维复合材料）能适用平流层的环境。
Description
技术领域
本发明提供一种平流层碳纤维预浸料研制方案，属于功能复合材料技术领域。
背景技术
在复合材料家族中，结构性树脂基复合材料的技术、经济和社会应用价值有着压倒性优势，因此对树脂基复合材料的研究与应用一直是世界各国复合材料研究和应用的主体，而在航天技术对结构材料不仅提出减轻质量的要求，还要求结构材料具有高比模量和高比强度，最好还兼具有一些特殊的功能，赋予某种声、光、电、热和生物化学上的功能，碳纤维增强复合材料具有上述优点，且具有性能和功能的可设计性，被大量的应用于航天工业上。
平流层，位于离地表10公里至50公里的高度，空气稀薄，气压较低，很少出现天气现象，有厚约20km的—层臭氧层，会吸收了来自太阳的紫外线而被加热，气温会因高度而上升，顶部的温度可增至-3.15℃左右。这就要求平流层飞行器设计过程中，需注意碳纤维复合材料结构件要适应平流层环境，应具备耐紫外线、耐臭氧、耐高低温、耐低气压、耐宇宙射线等功能特性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出平流层碳纤维预浸料研制方案，在碳纤维预浸料的制备过程中，采用向树脂基体系中加入多种改性剂的方案，使采用这种预浸料制成的平流层飞行器结构件（碳纤维复合材料）能适用平流层的环境。
碳纤维预浸料由碳纤维丝、环氧树脂等材料，经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成。本方案是在预浸料制备过程中，向树脂基体系中加入了防紫外线老化剂、防臭氧老化剂、耐高低温增韧剂、防宇宙射线剂。
平流层碳纤维预浸料研制方案，包括以下几个步骤：
步骤一：综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按设计配方进行称量混合、搅拌均匀；
步骤二：将选用的防紫外线老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-3%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤三：将选用的防臭氧老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-1%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤四：将选用的耐高低温增韧剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-10%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤五：将选用的防宇宙射线剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-5%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤六：按照湿法或者干法制备平流层碳纤维预浸料。
本发明的优点在于：
本发明为平流层飞行器结构件提供了一种平流层碳纤维预浸料研制方案，使平流层飞行器能适应平流层强紫外线、臭氧、高低温、低气压和强宇宙射线的环境特点。
附图说明
图1是本发明的方案流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的平流层碳纤维预浸料研制方案，综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按先后顺序向树脂基体系中加入多种改性剂的方案，使采用这种预浸料制成的平流层飞行器结构件（碳纤维复合材料）能适用平流层的环境。
本发明的平流层碳纤维预浸料研制方案，如图1所示，包括以下几个步骤：
步骤一：综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按设计配方进行称量混合、搅拌均匀；
步骤二：将选用的防紫外线老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-3%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤三：将选用的防臭氧老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-1%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤四：将选用的耐高低温增韧剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-10%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤五：将选用的防宇宙射线剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-5%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤六：按照湿法或者干法制备平流层碳纤维预浸料。
实施例：
本发明的平流层碳纤维预浸料研制方案，包括以下几个步骤：
步骤一：综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按设计配方进行称量混合、搅拌均匀；
为将胶液调整到合适的黏度，利于增强纤维浸透，还需加入适量的稀释剂，再次搅拌均匀；
步骤二：将选用的防紫外线老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-3%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
视防紫外线老化剂材料种类确定相应的分散时间和温度，其间可加入适量的稀释剂调节分散黏度，直至防紫外线老化剂在树脂中完全均匀分散为止；
步骤三：将选用的防臭氧老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-1%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
视防臭氧老化剂材料种类确定相应的分散时间和温度，其间可加入适量的稀释剂调节分散黏度，直至防臭氧老化剂在树脂中完全均匀分散为止；
步骤四：将选用的耐高低温增韧剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-10%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
视增韧剂材料种类确定相应的分散时间和温度，其间可加入适量的稀释剂调节分散黏度，直至增韧剂在树脂中完全均匀分散为止；
步骤五：将选用的防宇宙射线剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-5%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
视防辐射剂材料种类确定相应的分散时间和温度，其间可加入适量的稀释剂调节分散黏度，直至防辐射剂在树脂中完全均匀分散为止；
步骤六：按照湿法或者干法制备平流层碳纤维预浸料。
Claims (2)
1.平流层碳纤维预浸料研制方案，综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按先后顺序向树脂基体系中加入防紫外线老化剂、防臭氧老化剂、耐高低温增韧剂、防宇宙射线剂的方案。
2.平流层碳纤维预浸料研制方案，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一：综合考虑平流层飞行器结构件复合材料力学性能、工艺性和性价比要求，选定树脂体系（如常用的环氧树脂3234等）和固化体系，按设计配方进行称量混合、搅拌均匀；
步骤二：将选用的防紫外线老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-3%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤三：将选用的防臭氧老化剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-1%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤四：将选用的耐高低温增韧剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-10%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤五：将选用的防宇宙射线剂材料进行必要的预处理，按照设定的掺混比例（如0%-5%）加入选定的树脂体系中搅拌分散；
步骤六：按照湿法或者干法制备平流层碳纤维预浸料。
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