一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層制造方法，具體涉及一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料作為固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層中的抗沖刷層材料，因碳纖維連續(xù)編織形成的骨架結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的抗高溫粒子沖刷性能。由于碳纖維編織工藝的特性，目前只有l(wèi)mm、2mm、3mm、4mm等四種厚度規(guī)格，一般發(fā)動(dòng)機(jī)抗沖刷層的厚度為lmm~18 mm,因此，采取了多層粘接的方法，以達(dá)到設(shè)定的厚度。射線照相檢測(cè)結(jié)果表現(xiàn)為層間粘接質(zhì)量較差，嚴(yán)重的竟形成局部鼓包，導(dǎo)致產(chǎn)品返修、返工或報(bào)廢，產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量成本受到嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接強(qiáng)度的方法，以消除材料內(nèi)部和層間的殘留空氣，杜絕抗沖層成型后的氣孔缺陷，達(dá)到確保產(chǎn)品層間粘接質(zhì)量的目的，提尚材料的粘接強(qiáng)度。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接強(qiáng)度的方法，具體步驟為:
1)刷膠步驟:將碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料用乙酸乙酯清洗干凈，晾干，然后在該材料的粘接面均勻涂刷膠粘劑，膠粘劑膠膜厚度為5 μ m?10 μ m，晾干；
2)粘貼步驟:將碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料與碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料對(duì)接貼合在一起；
3)預(yù)壓步驟:將粘貼后的材料置入加熱裝置內(nèi)，進(jìn)行加熱及加壓，加熱溫度為85°C?950C，壓力為0.8-1.0MPa,加熱、加壓時(shí)間均為0.5~lh，然后降至常溫常壓；
4)固化步驟:將3)中得到的材料再次置入加熱裝置內(nèi)，進(jìn)行加熱及加壓，加熱溫度為150°C?155°C，壓力為0.8-1.0MPa，時(shí)間均為2~3h，加熱、加壓完畢，取出即可得到粘接強(qiáng)度提高的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料。
[0005]所述I)刷膠步驟中，晾干時(shí)采取晾置2h?3h、鼓風(fēng)或加熱措施。
[0006]鼓風(fēng)時(shí)，時(shí)間為l~2h。
[0007]加熱時(shí)溫度為50°C?60°C，時(shí)間為l~2h。
[0008]所述2)粘貼步驟中，碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料的粘接層數(shù)控制在3層及以下。
[0009]所述2)粘貼步驟中，先將碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料置于真空艙內(nèi)，抽真空，真空度為小于-0.096MPa，保壓0.5h，然后，將其對(duì)接貼合。采用真空模式，可以通過(guò)抽真空，除去材料內(nèi)部以及層間的溶劑、氣體等小分子等，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0010]所述4)固化步驟之前的預(yù)壓步驟重復(fù)3次。
[0011]所述3)和4)中，加壓時(shí)采用氣囊加壓，氣囊的材質(zhì)為硅橡膠。
[0012]所述I)刷膠步驟中的乙酸乙酯為化學(xué)純。
[0013]本發(fā)明提供的一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接強(qiáng)度的方法，采用真空模式，除去碳纖維材料內(nèi)部以及層間的溶劑、氣體等小分子，采用熱預(yù)壓工藝，也可以起到排氣作用，采用分次熱預(yù)壓工藝，將每次熱預(yù)壓的材料層數(shù)控制在3層以內(nèi)，可以減小氣囊壓強(qiáng)在傳遞過(guò)程中的壓力損失，使用軟質(zhì)的硅橡膠材質(zhì)的氣囊產(chǎn)品，可以提高氣囊的加壓效率。
[0014]采用本發(fā)明后，一種提高碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料層間粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.5MPa，性能裕度達(dá)到60%以上，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在制造過(guò)程中未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，一次生產(chǎn)合格率顯著提高，產(chǎn)品射線照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的缺陷，消除了產(chǎn)品返修、返工、報(bào)廢等問(wèn)題，產(chǎn)品生產(chǎn)周期得到有效保障，絕熱層產(chǎn)品的質(zhì)量成本下降了 20%。本發(fā)明目前已在10余個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品中得到應(yīng)用，產(chǎn)生了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0016]碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料，是一種由丁腈橡膠、碳纖維浸漬酚醛樹(shù)脂后得到的復(fù)合材料，具有優(yōu)異的絕熱性能，以下簡(jiǎn)稱復(fù)合材料。
[0017]實(shí)施例1:
一種碳纖維/酸醛-丁腈橡膠材料的設(shè)計(jì)厚度為6_，將厚度各為1mm，2mm, 3mm的三種規(guī)格的材料進(jìn)行粘接組合；
主要包括以下步驟:
1)刷膠步驟:將復(fù)合材料用乙酸乙酯清洗干凈，晾置2h，然后，在復(fù)合材料的粘接面均勻涂刷膠粘劑，膠粘劑膠膜厚度為5 μ m，晾置2h ;
2)粘貼步驟:將復(fù)合材料置于真空艙內(nèi)，抽真空，真空度為小于-0.096MPa，保壓0.5h，然后，將復(fù)合材料對(duì)接貼合在一起；
3)預(yù)壓步驟:將粘貼后的復(fù)合材料置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為85°C，采用氣囊加壓，壓力為0.8MPa，加熱、加壓時(shí)間均為0.5h，降溫降壓到常溫常壓，然后再加溫加壓預(yù)壓，合計(jì)預(yù)壓3次；
4)固化步驟:再將復(fù)合材料置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為150°C，采用氣囊加壓，壓力為1.0MPa，加熱、加壓時(shí)間均為3h，加熱、加壓完畢，將碳纖維材料從加熱裝置取出。
[0018]采用該方法，該材料的粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.4MPa，未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，產(chǎn)品射線照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的點(diǎn)狀空氣缺陷。
[0019]實(shí)施例2:
一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料的設(shè)計(jì)厚度為6mm，將厚度各為2mm，4mm的兩種規(guī)格的材料進(jìn)行粘接組合；
1)刷膠步驟:將復(fù)合材料用乙酸乙酯清洗干凈，晾置3h，然后，在復(fù)合材料的粘接面均勻涂刷膠粘劑，膠粘劑膠膜厚度為10 μ m，晾置3h ;
2)粘貼步驟:將復(fù)合材料對(duì)接貼合在一起； 3)預(yù)壓步驟:將粘貼后的復(fù)合材料置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為95°C，采用硅橡膠氣囊加壓，壓力為l.0MPa，加熱、加壓時(shí)間均為lh，降溫降壓到常溫常壓，然后再加溫加壓預(yù)壓，合計(jì)預(yù)壓3次；
4)固化步驟:再將復(fù)合材料置入加熱裝置內(nèi)，加熱溫度為155°C，采用硅橡膠氣囊加壓，壓力為0.8MPa，加熱、加壓時(shí)間均為2h，加熱、加壓完畢，將復(fù)合材料從加熱裝置取出。
[0020]采用該方法，該材料的粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.5MPa，未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，產(chǎn)品射線照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的點(diǎn)狀空氣缺陷。
[