[發明專利]一種碳纖維高分子復合材料耐壓艙體及其制作工藝

有效

• 申請號: 201610057814.8
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105620693B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 王春玲;徐聰;王榮剛
• 申請（專利權）人: 河南騰飛高分子復合材料股份有限公司
• 主分類號: B63C11/36
• 分類號: B63C11/36;B63B3/13;B63B9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型碳纖維高分子復合材料耐壓艙體，該耐壓艙體包括圓筒狀的艙體和位于艙體兩端的端蓋7兩個部分，其特征在于：所述的艙體由內至外依次為內防護層1、碳纖維筒體2、防滲層3、外防護層4，艙體兩端通過連接件5和密封圈6與端蓋7密封連接，且艙體與連接件5膠接，本發明同時公開了如上所述的一種新型碳纖維高分子復合材料耐壓艙體的制作工藝，包括如下步驟：模具準備，膠料配制，碳纖維筒體纏繞、固化、與連接件的膠接、防滲層的加工、防護層的加工、裝配端蓋；該碳纖維高分子復合材料耐壓艙體可滿足深海高低溫惡劣壓環境使用，解決了復合材料高壓狀態下滲漏和密封問題，耐壓強度高。

技術領域

本發明專利涉及一種深海用耐壓艙體，尤其是一種碳纖維高分子復合材料制作的耐壓艙體及該耐壓艙體的制作工藝。

背景技術

目前，隨著陸地上資源的日漸匱乏以及深海開發技術的不斷進展，各國紛紛將目光投向深海大洋，石油、可燃冰、錳結核、富鈷結殼、熱液硫化物、生物基因庫等等，人類向海洋進軍的腳步日漸深入，深海資源勘查技術正向著大深度、近海底的方向發展。根據目前的勘探和開發能力，我國以500米為界來劃分淺海和深海。深海資源主要包括深海油氣資源、深海礦產資源、深海生物及基因資源。相對于淺海資源的開發，我國深海資源的勘探和開發仍然處于起始階段。深海開發技術的核心問題是如何解決由于水深造成的低溫、高壓、環境惡劣、作業條件復雜下的一系列開發技術問題。21世紀中后葉，人類將進入開發利用海洋的新時代，海洋資源對人類社會可持續發展越來越重要，在盡量降低對環境影響的前提下，大力發展深海開發技術有著十分重要的意義，開發一種材料耐壓殼體以滿足深海條件下正常工作尤為重要。

據了解，傳統的深海耐壓艙主要采用鍛鋼及鋁、鈦合金等金屬材料制作，技術相對成熟。而用碳纖維和高分子樹脂等輕型復合材料制作的耐壓艙，重量可比同規格的金屬艙減少40％～60％，這就意味著在深海探測中可搭載更多的科學儀器，具有優越的性能價格比。由于輕型高分子復合材料具有耐高壓、高溫的優良性能，其在航海、航空和航天等領域中有著廣泛的應用。

碳纖維復合材料也叫碳纖維增強復合材料，其是以碳纖維織物增強體，以樹脂、陶瓷、金屬、水泥、碳質或者橡膠為基體所形成的復合材料，簡稱碳纖維復合材料，用碳纖維制備高級復合材料構件，通常都以碳纖維織物為增強體，其他物質作為基體采用鋪層或模壓工藝成型，其密度低，熱膨脹系數小，比熱容高，耐熱燒蝕的性能好。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的是要提供一種的碳纖維高分子復合材料耐壓艙體及該艙體的制作工藝，該耐壓艙體的結構更加可靠，而且通過該制作工藝得出的耐壓艙體的性能更加優越，完全可以適用于水深造成的低溫、高壓、環境惡劣的工作環境。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種碳纖維高分子復合材料耐壓艙體，該耐壓艙體包括圓筒狀的艙體和位于艙體兩端的端蓋兩個部分，其特征在于：所述的艙體由內至外依次為內防護層、碳纖維筒體、防滲層、外防護層，艙體兩端通過連接件和密封圈與端蓋密封連接，且艙體與連接件膠接，所述的端蓋為橢球形端蓋。

進一步地，所述的內防護層丁晴橡膠改性的環氧樹脂和外防護層的材質為超高分子量聚乙烯材質，其厚度為2～3mm，該厚度范圍可根據使用環境確定，防滲層的材質為經過丁晴橡膠改性的環氧樹脂或聚氨酯彈性體中的一種。

進一步地，所述橢球形端蓋的長短軸比為2。

優選地，所述的端蓋的材質為鈦合金或鋁合金。

進一步優選地，所述的端蓋的材質為七系鋁合金7505-T6。

進一步地，所述的碳纖維筒體為由T700S和M40J兩種材料纏繞制備而成。

本發明同時公開了如上所述的一種碳纖維高分子復合材料耐壓艙體的制作工藝，其特征在于該制作工藝包括以下步驟：