本发明属于碳纤维制品
技术领域：
，尤其是一种碳纤维连接环的制备方法。
背景技术：
：导引头天线罩主要功能是保护导引头回波天线并为该天线提供电磁窗口，天线罩是导弹壳体的组成部分，具有整流的作用；而连接环是天线罩和舱段的连接件，在导弹飞行过程中，由于连接环与空气的摩擦作用，表面温度上升较快，要求连接环在导弹整个使用及飞行过程中经受得住作用其上的外载荷及气动加热所产生的热应力，这就要求连接环具有足够的强度；同时，在导弹整个飞行过程中不能因连接环产生变形而导致飞行试验失效，这要求连接环具有足够的刚度；而现有技术中，将连接环与天线罩采用环氧树脂加工成的胶进行粘接，进而在飞行过程中因温度升高而导致天线罩脱落、破裂。因此对于连接环与天线罩热膨胀系数必须具有较好的匹配度；鉴于天线罩石英陶瓷材料的强度性能及低膨胀系数性能，在设计成型天线罩连接环时，必须特别注意连接环的材料和结构形式的选择，而碳纤维复合材料具有密度小，比刚度及比模量高、耐疲劳、抗蠕变和线膨胀系数小的特点，能够满足天线罩的性能指标，是作为天线罩和舱段的理想连接材料，同时也为本发明研究提供一种新思路。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种碳纤维连接环的制备方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化22～26h，接着放入50～60℃温度下固化22～26h，再放入75～85℃温度下固化22～26h，再放入室温下固化22～26h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为6mm±0.3mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100份、多乙烯多胺15～20份、环氧活性稀释剂10～15份、邻本二甲酸二丁酯5～8份、滑石粉3～5份。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100份、多乙烯多胺16～19份、环氧活性稀释剂11～13份、邻本二甲酸二丁酯6～8份、滑石粉3～5份。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100份、多乙烯多胺17份、环氧活性稀释剂12份、邻本二甲酸二丁酯7份、滑石粉4份。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。所述步骤(3)缠绕结束后放入室温下固化时间为24h，接着放入58℃温度下固化24h，再放入80℃环境中固化24h，再放入室温下固化24h。有益效果本发明预混胶料采用环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉原料，通过对原料进行合理的搭配，进而实现对环氧树脂进行改性处理，进而提高环氧树脂的强度、韧性以及耐热和耐磨性能。与现有技术相比，本发明碳纤维连接环，能够有效的调节环体的膨胀系数，使其与罩体的膨胀系数相接近，为天线罩的生产提供了有利的保证，解决了导弹天线罩膨胀系数不匹配的问题。本发明通过涂胶、缠绕、固化和脱模四个步骤完成制备，制备过程中选用适宜的预混胶料，同时对固化温度和时间进行调控，进而使得制备的碳纤维连接环综合性能优良，其拉伸模量为88gpa，压缩强度为212mpa，平均松出扭矩大于13.5n·m，单颗螺钉静载拉离强度大于1吨，并通过对连接环与天线罩的对接粘结后于舱体装配后进行静力试验，其性能指标满足导弹总体设计指标要求。碳纤维连接环的性能试验：主要包括材料静态力学性能、螺柱与连接环连接松出扭矩、静载试验；具体试验方法如下：(1)材料静态力学性能试验：采用本发明方案制备的预混胶料均匀浸涂t700碳纤维布，层层叠加制成200×200×5样板，固化后经机加工制成标准试样，测试碳纤维复合材料的力学性能(见表1)；(2)螺柱与连接环连接松出扭矩：由于连接环与二舱是通过螺钉连接，螺钉与连接环是通过螺纹连接，并涂gy250厌氧胶(目的是防松)，在连接环攻螺纹粘接两组试件进行松出扭矩测试(见表2)；(3)碳纤维连接环静载试验：按b)中连接环粘螺钉测静载拉力，分别对五颗螺钉受拉1000kg，经试验后检查连接环、螺钉完好，试验说明单颗螺钉静载拉离强度大于1吨；表1：碳纤维连接环的力学性能由试验结果可知，采用本发明方案制备的碳纤维连接环，其拉伸模量为横向为88gpa，纵向为120gpa；拉升强度横向为1700mpa，纵向为183mpa；压缩模量横向为120gpa，纵向为115gpa；压缩强度横向为212mpa，纵向为1200mpa；线膨胀系数(10-6/℃)横向为0.2，纵向为145；剪切模量纵向为82gpa；剪切强度纵向为145mpa。表2：螺柱与连接环连接松出扭矩试样序号第一组试验(n·m)第二组试验(n·m)113.9113.97214.6214.73315.8715.35416.6016.23514.3014.95平均值15.0615.05由试验结果可知，采用本发明方案制备的碳纤维连接环平均输出扭矩大于13.5n·m。具体实施方式下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化22h，接着放入50℃温度下固化22h，再放入75℃温度下固化22h，再放入室温下固化22h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为5.7mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100kg、多乙烯多胺15kg、环氧活性稀释剂10kg、邻本二甲酸二丁酯5kg、滑石粉3kg。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。实施例2一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化26h，接着放入60℃温度下固化26h，再放入85℃温度下固化26h，再放入室温下固化26h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为6.3mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100kg、多乙烯多胺20kg、环氧活性稀释剂15kg、邻本二甲酸二丁酯8kg、滑石粉5kg。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。实施例3一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化24h，接着放入50℃温度下固化24h，再放入80℃温度下固化24h，再放入室温下固化24h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为6mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100份、多乙烯多胺16kg、环氧活性稀释剂11kg、邻本二甲酸二丁酯6kg、滑石粉3kg。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。实施例4一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化24h，接着放入55℃温度下固化24h，再放入83℃温度下固化24h，再放入室温下固化24h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为6.1mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100份、多乙烯多胺19kg、环氧活性稀释剂13kg、邻本二甲酸二丁酯8kg、滑石粉5kg。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。实施例5一种碳纤维连接环的制备方法，包括以下步骤：(1)涂胶：骨架材料采用t700碳纤维布，将预混胶料均匀浸涂在t700碳纤维布上；(2)缠绕：将浸胶后的碳纤维布缠绕在模芯上，模芯在电动机的转动下均匀旋转，直至模芯缠绕至适宜的厚度；(3)固化：缠绕结束后放入室温下固化24h，接着放入58℃温度下固化24h，再放入80℃温度下固化24h，再放入室温下固化24h；(4)脱模：固化结束后在室温下脱模，采用常规加工方式处理即可制得碳纤维连接环。所述适宜的厚度为6mm。所述预混胶的原料以重量份计为：环氧树脂100kg、多乙烯多胺17kg、环氧活性稀释剂12kg、邻本二甲酸二丁酯7kg、滑石粉4kg。所述预混胶的制备方法为：按照配方量取环氧树脂、多乙烯多胺、环氧活性稀释剂、邻本二甲酸二丁酯和滑石粉混合，采用尼龙棒搅拌均匀即可。在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。当前第1页12