[發明專利]航天器殼體材料及其RTM成型工藝和注射成型系統

無效

• 申請號: 201210476517.9
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN102935754A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 尹昌平;曾竟成;肖加余;江大志;劉鈞;邊立平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B32B27/38
• 分類號: B32B27/38;B29C70/48
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

1.一種航天器殼體材料，主要由內層復合材料和外層復合材料組成，其特征在于：所述內層復合材料是以E-44環氧樹脂和芳胺類GA-327固化劑體系為內層基體，所述外層復合材料是以苯并噁嗪樹脂為外層基體，所述內層復合材料和外層復合材料中間通過一聚砜膜層實現過渡和融合，所述殼體材料是通過RTM工藝進行同時注射、同步固化且一次整體成型后制備得到。

2.根據權利要求1所述的航天器殼體材料，其特征在于：所述苯并噁嗪樹脂在76℃～140℃的溫度范圍內粘度低于800mPa·s，且粘度在800mPa·s以下的保持時間大于20min。

3.根據權利要求1或2所述的航天器殼體材料，其特征在于：所述E-44環氧樹脂在60℃～90℃的溫度范圍內粘度低于800mPa·s，且粘度在800mPa·s以下的保持時間大于20min。

4.根據權利要求1或2所述的航天器殼體材料，其特征在于：所述內層基體采用的樹脂體系中，所述GA327固化劑的用量為E-44環氧樹脂質量的20%～35%。

5.一種如權利要求1～4中任一項所述的航天器殼體材料的RTM成型工藝，包括以下步驟：

（1）準備注射成型系統：根據預先設計的航天器殼體材料的結構尺寸，準備好RTM成型工藝用的注射成型系統，所述注射成型系統包括模具、第一注射系統、第二注射系統和抽真空系統；

（2）制備預成型體：在所述模具的表面鋪覆增強材料和聚砜膜，使其最終形成內層纖維預成型體-聚砜膜-外層纖維預成型體的疊加型纖維預成型體；模具合模后形成由聚砜膜隔離開的包含內層纖維預成型體的內層模腔和包含外層纖維預成型體的外層模腔；

（3）準備樹脂體系：在所述第一注射系統中置備E-44環氧樹脂和芳胺類GA-327固化劑體系，在所述第二注射系統中置備苯并噁嗪樹脂，并對第一、二注射系統中樹脂進行預熱；

（4）注射：使所述第一、二注射系統分別與所述內層模腔和外層模腔相連通，開啟所述的抽真空系統，使所述第一注射系統中的E-44環氧樹脂和芳胺類GA-327固化劑體系注射到內層模腔中并充分浸漬其中的內層纖維預成型體，與此同時，使所述第二注射系統中的苯并噁嗪樹脂注射到外層模腔中并充分浸漬其中的外層纖維預成型體；

（5）固化：將注射完成后的模具進行固化處理，固化完成后經過脫模、修整，得到航天器殼體材料。

6.根據權利要求5所述的RTM成型工藝，其特征在于，所述固化時的固化制度為：先在90℃～100℃溫度下保溫2h～4h，然后在130℃～140℃溫度下保溫2h～4h，最后在170℃～180℃溫度下保溫2h～4h。

7.根據權利要求5或6所述的RTM成型工藝，其特征在于，所述注射時的注射溫度控制在76℃～90℃。

8.根據權利要求5或6所述的RTM成型工藝，其特征在于，所述注射成型系統中的模具包括陰模和陽模，所述陽模與模腔中的聚砜膜合圍成所述的內層模腔，所述陰模與模腔中的聚砜膜合圍成所述的外層模腔，所述第一注射系統通過第一注膠口連通至內層模腔，所述第二注射系統通過第二注膠口連通至外層模腔；所述抽真空系統包括第一抽真空系統和第二抽真空系統，所述第一抽真空系統通過第一出膠口連通至內層模腔，所述第二抽真空系統通過第二出膠口連通至外層模腔。

9.一種如權利要求1～4中任一項所述的航天器殼體材料RTM成型工藝用的注射成型系統，包括模具、第一注射系統、第二注射系統、第一抽真空系統和第二抽真空系統，所述模具包括陰模和陽模，其特征在于：所述陰模和陽模組成的模腔中設有一聚砜膜，所述聚砜膜層將所述模腔分隔成內層模腔和外層模腔，所述第一注射系統通過第一注膠口連通至內層模腔，所述第二注射系統通過第二注膠口連通至外層模腔；所述第一抽真空系統通過第一出膠口連通至內層模腔，所述第二抽真空系統通過第二出膠口連通至外層模腔。