异型结构宽频透波树脂基天线罩的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种异型结构、厚度差异大的双马来酰亚胺基宽频透波复合材料天线罩的净尺寸成型方法。该方法首先对双马来酰亚胺树脂增韧改性提高预混料流动性，然后制备预混料，将预混料剪成不同长度，按“整体铺放+局部重点填充”的方式将预混料铺放到凹模型腔及预成型体内，然后合模固化成型，即得到该产品。本发明有效的解决了由于双马来酰亚胺树脂成型工艺性差导致其复合材料难以净尺寸模压成型的问题，尤其适用于大尺寸、型面复杂、壁厚差异大的双马来酰亚胺树脂基复合材料净尺寸模压成型。模压制品的表面质量和内部质量好，合格率高，无需机加，降低了成本，提高了生产效率和产品质量。
【专利说明】异型结构宽频透波树脂基天线罩的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及树脂基透波复合材料制备【技术领域】，具体地指一种异型结构宽频透波 双马来酰亚胺树脂基天线罩的制备方法。
【背景技术】
[0002] 树脂基复合材料模压制品以其良好的防隔热性能、低成本、低密度、高强度等特 点，在航空、航天领域得到广泛的运用。但随着导弹飞行速度的提高，过高的气动热对导弹 防隔热材料性能提出了更高的要求，尤其是用于保护天线工作的天线罩，需要能耐450°c以 上的高温。耐热氧化性高、介电性能优异的双马来酰亚胺树脂基复合材料是少数几种能适 用的树脂基材料之一，被广泛应用于透波窗口、天线口盖、头罩、天线罩等宽频透波产品。然 而双马来酰亚胺单体成型工艺差（熔点高，溶解性差，石英纤维增浸渍制得的预浸料僵硬， 无粘性，固化温度高），模压制品常常存在聚胶、密度不均匀、裂纹等缺陷，产品合格率低， 目前仅用于模压尺寸小、结构简单的产品，而且多采用预留较多机加余量的方法成型，工序 长，原材料浪费严重，成本高且产品质量不稳定。随着各种技术要求越来越高，产品型面越 来越复杂，壁厚差越来越大，模压时树脂流动性差，模压制品缺料、尖角凹槽处聚胶严重、机 加难度加大等造成模压制品合格率非常低。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题就是提供一种成品效果好的大尺寸、异型结构、厚度 差异大的双马来酰亚胺基透波复合材料天线罩的净尺寸成型方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的一种异型结构宽频透波树脂基天线罩的净尺 寸成型方法，包括以下步骤：
[0005] 1)按重量份数比计称取：100份的双马来酰亚胺树脂、1?2份的白炭黑和60? 85份的树脂基浸润的石英纤维纱；不是，这是一种特殊的石英纤维。
[0006] 2)树脂增韧：向双马来酰亚胺树脂中添加白炭黑，混合均匀；
[0007] 3)制备预混料：将树脂基浸润的石英纤维纱浸渍在增韧后的双马来酰亚胺树脂 中，挤压至浸渍均匀，然后晾干、疏松，即制备得到预混料；其中，该预混料由长纤维状的预 混料和短纤维状的预混料组成；
[0008] 4)剪切预混料：将预混料剪切成长纤维状的预混料和短纤维状的预混料；其中， 所述短纤维状的预混料长度为5?15mm，所述长纤维状的预混料长度为30?50mm;
[0009] 5)预热模具：用酒精和棉布将模具清理干净，然后在模具型腔表面刷涂脱模剂， 将模具预热到120?200°C，保温10?30min，使模腔温度均匀；
[0010] 6)铺设短纤维状的预混料层：将模具降温到80°C±3°C后，保温20?40min，然后 将短纤维状的预混料均匀的铺设在凹模型腔内壁上，并合模压实，重复铺设压实1?3次， 再在凹模型腔的凹槽处均匀填充短纤维状的预混料，合模压实，重复填充压实直至短纤维 状的预混料层表面平滑；
[0011] 7)铺设长纤维状的预混料层：在短纤维状的预混料层表面铺设长纤维状的预混 料，合模压实，重复铺设压实1?3次；形成长纤维状的预混料层，其中，长纤维状的预混料 层厚度从上之下逐渐增厚，且最大厚度差15mm;
[0012] 8)净尺寸模压成型：将附有预混料的凹模进行合模，再在温度为170?230°C，压 力为7?23MPa条件下成型3?8h，脱模，得到异型结构宽频透波树脂基天线罩。
[0013] 进一步地，所述步骤3)中，短纤维状的预混料在预混料中含量不少于35%。
[0014] 再进一步地，所述步骤6)和7)中，铺设温度为60?100°C。
[0015] 再进一步地，所述步骤8)中，固化成型条件为：以0. 5?1. 5°C/min速度将模具 升温至140?160°C后加压至7?23MPa，再升温至180?200°C后保温20?40min，然后 升温至200?220°C保温1?2h，降温保压1?2h，降至60°C后自然卸压，220?240°C后 固化 220 ?260min。
[0016]本发明的大尺寸、异型结构、厚度差异大的石英纤维增强双马来酰亚胺树脂基复 合材料净尺寸成型方法，采用的树脂基浸润剂型石英纤维，提高了石英纤维与树脂的结合 力，提高了固化升温过程中纤维在树脂中的流动性，同时在树脂中添加白炭黑，对树脂增韧 改性，提高了树脂的流动性，解决了模压成型过程中模具型腔复杂、树脂流动性差难以填满 模具，产品难以一次成型，合格率低的问题。同时结合"整体铺放+局部重点填充"的铺放方 式，最外层铺放短纤维，短纤维流动性好，解决了型面复杂产品尖角凹槽处聚胶的问题，产 品壁厚处增加加料的铺放方式能解决产品不同壁厚处密度差异大、疏松的质量问题，内层 铺放长纤维能有效提高产品力学性能。本发明成型的模压复合材料产品，各部位内部密实， 产品相对密度差控制在5%以内。表面质量好，无疏松、聚胶、空洞等缺陷，能够解决目前由 于双马来酰亚胺树脂成型工艺性差导致其复合材料净尺寸模压产品合格率不高的问题及 大尺寸、型面复杂、壁厚差异大的模压产品难以净尺寸成型问题。
[0017]本发明的有益效果在于：
[0018] 1)本发明特别适用于成型双马来酰亚胺树脂基复合材料，采用特种石英纤维及树 脂增韧改性提高树脂成型工艺性及"整体铺放+局部重点填充"的长、短纤维特殊铺放方 式，解决了大尺寸、型面复杂、壁厚差异大模压产品难以一次成型问题。
[0019] 2)本发明制备得到一次成型复杂型面模压制品，无需机加，减少了工序，减少了原 材料的消耗，降低了成本，提高了材料利用率和产品质量。同时操作简便，便于后续大批量 生产；
[0020] 3)本发明制备的一次成型复杂型面、壁厚差异大模压制品的表面质量和内部质量 好，合格率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为采用本发明方法制备的石英纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料天线 罩剖视结构示意图；
[0022] 图2为采用本发明方法制备的石英纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料天线 罩三维示意图；
[0023] 图中，异型结构宽频透波树脂基天线罩1、短纤维状的预混料层2、长纤维状的预 混料层3。
【具体实施方式】
[0024] 为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但 本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0025] 实施例1
[0026] 表1产品尺寸
[0027]
【权利要求】
1. 一种异型结构宽频透波树脂基天线罩的净尺寸成型方法，其特征在于：包括以下步 骤： 1) 按重量份数比计称取：100份的双马来酰亚胺树脂、1?2份的白炭黑和60?85份 的树脂基浸润的石英纤维纱； 2) 树脂增韧：向双马来酰亚胺树脂中添加白炭黑，混合均匀； 3) 制备预混料：将树脂基浸润的石英纤维纱浸渍在增韧后的双马来酰亚胺树脂中，挤 压至浸渍均匀，然后晾干、疏松，即制备得到预混料；其中，该预混料由长纤维状的预混料和 短纤维状的预混料组成； 4) 剪切预混料：将预混料剪切成长纤维状的预混料和短纤维状的预混料；其中，所述 短纤维状的预混料长度为5?15mm，所述长纤维状的预混料长度为30?50mm ; 5) 预热模具：用酒精和棉布将模具清理干净，然后在模具型腔表面刷涂脱模剂，将模 具预热到120?200°C，保温10?30min，使模腔温度均匀 6) 铺设短纤维状的预混料层：将模具降温到80°C ±3°C后，保温20?40min，然后将短 纤维状的预混料均匀的铺设在凹模型腔内壁上，并合模压实，重复铺设压实1?3次，再在 凹模型腔的凹槽处均匀填充短纤维状的预混料，合模压实，重复填充压实直至短纤维状的 预混料层表面平滑； 7) 铺设长纤维状的预混料层：在短纤维状的预混料层表面铺设长纤维状的预混料，合 模压实，重复铺设压实1?3次；形成长纤维状的预混料层，其中，长纤维状的预混料层厚度 从上之下逐渐增厚，且最大厚度差15mm ; 8) 净尺寸模压成型：将附有预混料的凹模进行合模，再在温度为170?230°C，压力为 7?23MPa条件下成型3?8h，脱模，得到异型结构宽频透波树脂基天线罩。
2. 根据权利要求1所述异型结构宽频透波树脂基天线罩的净尺寸成型方法，其特征在 于：所述步骤3)中，短纤维状的预混料在预混料中含量不少于35 %。
3. 根据权利要求1或2所述异型结构宽频透波树脂基天线罩的净尺寸成型方法，其特 征在于：所述步骤6)和7)中，铺设温度为60?100°C。
4. 根据权利要求1或2所述异型结构宽频透波树脂基天线罩的净尺寸成型方法，其特 征在于：所述步骤8)中，固化成型条件为：以0. 5?1. 5°C /min速度将模具升温至140? 160°C后加压至7?23MPa，再升温至180?200°C后保温20?40min，然后升温至200? 220°C保温1?2h，降温保压1?2h，降至60°C后自然卸压，220?240°C后固化220? 260min〇
【文档编号】B29B13/10GK104441678SQ201410525147
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】王芬, 雷宁, 尹正帅, 郭培江, 吴广力, 佘平江 申请人:湖北三江航天江北机械工程有限公司