整流罩用碳纖維複合材料型材及整流罩漏水口封邊組件的製作方法

2023-10-22 15:23:57 2

本實用新型涉及整流罩技術領域，尤其涉及整流罩用碳纖維複合材料型材。

背景技術：

整流罩用於保護衛星及其它有效載荷，以防止載荷受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環境的影響。

現有技術的整流罩通過在其表面進行火焰噴鋁，來防止靜電集中。但是，該方法易汙染，而且鋁的價格高且通過火焰噴鋁後的整流罩其重量大。

專利申請201620136405.2公開了一種飛機尾部整流罩，通過銅網來增加雷擊附著點。銅材本身具有良好的導電性，而且價格相對比較便宜，該方法也無汙染。但是，該專利通過直接在整流罩表面鋪設銅網，存在安裝麻煩、安裝成型後，銅網與整流罩形狀的吻合度不高，佔有體積大的不足；另外，相互間的結合牢固也有待改善。

整流罩長期暴露在外界空氣中，其內部會發生一定量的積水，積水長時間積存在整流罩中，會腐蝕載荷或者整流罩本身。因此，現有技術往往通過在整流罩上設置漏水孔，實現積水的流出。

由於很多整流罩其表面採用碳纖維複合材料製備，積水流出時，會浸入至碳纖維複合材料中，破壞碳纖維複合體系中樹脂層與纖維層之間的粘合性，降低其界面作用，從而腐蝕表面。

有的研究人員通過在漏水孔的表面覆蓋一層擋水布，利用擋水布的隔擋作用，將碳纖維複合材料與水隔離，減少表面被腐蝕的機率。但是，由於腐蝕的出現不僅發生在整流罩的外表面，在漏水孔的內壁上仍然可能出現腐蝕現象。

而現有技術，無法滿足同時在漏水孔的內壁、漏水孔的外側覆蓋平整的擋水布。比如，若先保證漏水孔內壁上的擋水布平整，則在撫平漏水孔外側的擋水布時，勢必因為外力將剛膠合在漏水孔內壁上的擋水布剝離，使得擋水布與漏水孔內壁之間出現類此於鼓泡的空心區域或者在擋水布與漏水孔內壁結合的邊緣裂開，致使兩者之間的結合牢度降低，擋水布容易脫落。另外，擋水布雖然能起到防水的作用，但是布的組織結構如平紋組織、斜紋組織、緞紋組織、經編、緯編決定其是有空隙的，不能完全限制水浸入布中，當水浸沒擋水布進入空心區域後，會長時間停留在空心層區域中，腐蝕材料。而先保證漏水孔外側的擋水布平整，後保證漏水孔內壁上的擋水布平整會造成與上述同樣的問題。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種防止靜電集中、將雷擊附著點與傳統的碳纖維複合材料一體成型、快速、高效防止漏水孔周圍及其內壁腐蝕現象發生、結合牢度強的整流罩用碳纖維複合材料型材。

本實用新型通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：整流罩用碳纖維複合材料型材，包括碳纖維複合材料型材本體，所述碳纖維複合材料型材本體上開設有漏水孔；所述碳纖維複合材料型材本體包括若干層碳纖維層、若干層樹脂基層、銅網層；所述銅網層、樹脂基層、碳纖維層由外至內依次設置；在所述漏水孔的外側覆蓋有擋水布；所述擋水布平整地膠合在所述漏水孔外側的周邊以及內壁上。

優選地：所述樹脂基層包括環氧樹脂、ABS樹脂、矽橡膠、氟橡膠、丁基橡膠中的一種。

優選地：所述擋水布的材質為玻璃纖維、聚酯纖維、PVC纖維、聚氨酯纖維、環氧樹脂纖維、丙綸的一種或幾種。

優選地：所述若干層碳纖維層包括聚丙烯腈基活性碳纖維氈、酚醛基活性碳纖維氈、粘膠基活性碳纖維氈、瀝青基活性碳纖維氈、纖維素基活性碳纖維氈、聚丙烯腈基活性碳纖維布、酚醛基活性碳纖維布、粘膠基活性碳纖維布、瀝青基活性碳纖維布、纖維素基活性碳纖維布的一種或幾種。

整流罩漏水口封邊組件，包括整流罩漏水孔、導向棒、擋水布；所述擋水布平整地膠合在漏水孔外側的周邊以及內壁上；所述導向棒能插入至覆有所述擋水布的所述漏水孔中。

優選地：所述導向棒長度與所述漏水孔的深度相同；在所述導向棒的端部設置有限位條，所述限位條與所述導向棒可拆卸連接。

優選地：在所述導向棒的表面塗覆有脫模劑或者平滑劑。

優選地：所述膠合用的粘接劑包括聚氨酯、環氧樹脂、ABS樹脂、矽橡膠、氟橡膠、丁基橡膠中的一種。

本實用新型的優點在於：

本實用新型通過將銅網層與傳統的碳纖維複合材料採用一體成型的方式結合成整體，將銅網牢牢的鋪疊在碳纖維複合材料的表面。本實用新型的整流罩結構，一方面利用銅材的良好導電性，通過銅材傳導電荷，防止雷擊現象的出現；另一方面，由於在工裝階段，將銅網與碳纖維複合材料同時鋪疊，一體成型，提高了結合牢度。

本實用新型在對漏水口外側周邊的擋水布進行撫平時，由於漏水口內壁中的擋水布被導向棒側壁壓緊在漏水口內壁中，漏水口內壁中的擋水布不會發生因為撫平外力而導致漏水口內壁中的擋水布被撕扯，促使其與漏水口內壁之間的粘合性下降，進而從漏水口內壁上剝離的問題。本實用新型能夠實現擋水布同時平整地粘合在漏水口內壁、漏水口外側的周邊上。

進一步，限位條的設置，（1）在保證導向棒完全導入至漏水孔中同時，又防止因導向棒進一步深入而使得導向棒的端部牴觸到擋水布，造成擋水布受外力而從漏水口內壁剝離；（2）在撫平漏水口外側周邊的擋水布前，將限位條拆卸掉，避免因限位條遮擋部分擋水布而影響撫平的順利進行；撫平後，再次安裝，方便導向棒從漏水孔中撥出。

進一步，在所述導向棒的表面塗覆有脫模劑或者平滑劑。本實用新型使用的脫模劑或者平滑劑均為現有技術。通過脫模劑或者平滑劑提高導向棒表面的平滑度，便於導向棒插入至漏水孔中，也能防止在撥導向棒時，由於部分粘接劑透過擋水布，粘合在導向棒上，致使導向棒取出困難。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型在擋水布平整地膠合在漏水孔的內壁後，導向棒未插入漏水孔狀態下的結構示意圖。

圖3為本實用新型中限位條第一次安裝在導向棒狀態下的結構示意圖。

圖4為本實用新型中擋水布平整地膠合在漏水孔的外側周邊狀態下的結構示意圖。

圖5為本實用新型中限位條第二次安裝在導向棒狀態下的結構示意圖。

圖6為本實用新型封邊後的結構示意圖。

具體實施方式

為進一步描述本實用新型，下面結合實施例對其作進一步說明。

實施例1

如圖1-2所示，本實施例公開一種整流罩用碳纖維複合材料型材，包括碳纖維複合材料型材本體1，碳纖維複合材料型材本體1上開設有漏水孔。碳纖維複合材料型材本體1的材質為碳纖維複合材料。碳纖維複合材料包括若干層碳纖維層3、若干層樹脂基層4、銅網層5。銅網層5、樹脂基層4、碳纖維層3由外至內依次交錯設置。銅網層5位於最外層，當然碳纖維層3或者樹脂基層4層都可以位於最內層。若碳纖維層3位於最外層，則最外層的碳纖維層3單層浸膠。

在漏水孔的外側覆蓋有擋水布6。擋水布6平整地膠合在漏水孔外側的周邊以及內壁上。

本實用新型通過以下步驟製備整流罩用碳纖維複合材料型材：

（1）浸膠：將若干層碳纖維層3浸入至樹脂膠液中。

（2）鋪疊：將碳纖維層3、銅網層5依次交錯疊層在模具上，保證銅網層5位於最外層。本實用新型根據整流罩形狀、規格等參數的實際需要製造或選擇相應的模具。

（3）抽真空：將步驟（2）中鋪疊後的複合材料放置在真空環境下，進行抽真空。

（4）定型：將步驟（3）複合材料在加熱加壓環境下處理。

（5）開漏水孔：將步驟（4）的複合材料的表面進行打孔。

如圖2-6所示，（6）封漏水孔：將擋水布7中塗有粘接劑8的一面覆蓋在漏水孔的外側；為了避免粘接劑阻塞漏水孔，導致積水不能順暢的從漏水孔流出，在塗粘接劑時，在擋水布7上預留一塊非塗粘接劑區域，該區域伸入至漏水孔最深處。另外，本實用新型也可以在漏水孔的內壁、漏水孔外側的周圍均塗覆粘接劑8，再將擋水布7覆蓋在漏水孔的外側；將擋水布7中的一部分導入漏水孔中，撫平，保證漏水孔的內壁完全被導入其中的擋水布7平整地膠合；將導向棒9導入漏水孔中，保證導入漏水孔中的擋水布7夾持在漏水孔內壁與導向棒的側壁之間；將置於漏水孔外側的擋水布7中剩餘部分撫平在漏水孔外側的周邊，即撫平在整流罩1的外壁上；取出導向棒9，得成品。

由於擋水布是有間隙的，為了進一步保證積水能順利送非塗粘接劑區域流出，如圖6所示，可以預先在非塗粘接劑區域上剪出一個用於漏水的孔或者在擋水布膠合於漏水孔的內壁後，將導向棒拔出後，再在非塗粘接劑區域開孔。

本實用新型通過將銅網層與傳統的碳纖維複合材料採用一體成型的方式結合成整體，將銅網牢牢的鋪疊在碳纖維複合材料的表面。本實用新型一方面利用銅材的良好導電性，通過銅材傳導電荷，防止雷擊現象的出現；另一方面，由於在工裝階段，將銅網與碳纖維複合材料同時鋪疊，一體成型，提高了結合牢度。

本實用新型在對漏水口外側周邊的擋水布進行撫平時，由於漏水口內壁中的擋水布被導向棒側壁壓緊在漏水口內壁中，漏水口內壁中的擋水布不會發生因為撫平外力導致漏水口內壁中的擋水布被撕扯，促使其與漏水口內壁之間的粘合性下降，進而從漏水口內壁上剝離的問題。本實用新型能夠實現擋水布同時平整地粘合在漏水口內壁、漏水口外側的周邊上。

在有些實施例中：樹脂基層包括環氧樹脂、ABS樹脂、矽橡膠、氟橡膠、丁基橡膠中的一種。

在有些實施例中：擋水布的材質為玻璃纖維、聚酯纖維、PVC纖維、聚氨酯纖維、環氧樹脂纖維、丙綸的一種或幾種。當然，本實用新型的擋水布2可以進一步限位為現有技術的基於疏水纖維製備的防水布。

在有些實施例中：若干層碳纖維層包括聚丙烯腈基活性碳纖維氈、酚醛基活性碳纖維氈、粘膠基活性碳纖維氈、瀝青基活性碳纖維氈、纖維素基活性碳纖維氈、聚丙烯腈基活性碳纖維布、酚醛基活性碳纖維布、粘膠基活性碳纖維布、瀝青基活性碳纖維布、纖維素基活性碳纖維布的一種或幾種。

實施例2

本實施例公開一種製備上述的整流罩用碳纖維複合材料型材的方法，包括以下步驟：

（1）浸膠：將五片聚丙烯腈基活性碳纖維布浸入至環氧樹脂膠的膠液中。其中環氧樹脂膠液中環氧樹脂與雙氰胺固化劑的質量比為1:1。

（2）鋪疊：將聚丙烯腈基活性碳纖維布、銅網依次交錯疊層在模具上，保證銅網位於最外層。

（3）抽真空：將步驟（2）中鋪疊後的複合材料放置在真空環境下，進行抽真空至1.0E-3Pa。

（4）定型：將步驟（3）複合材料在200℃、壓力為5個大氣壓的環境下處理2h。

（5）開漏水孔：將步驟（4）的複合材料的表面進行打孔。

（6）封漏水孔：將玻璃纖維機織布中塗有環氧樹脂粘接劑的一面覆蓋在漏水孔的外側；將玻璃纖維機織布中的一部分導入漏水孔中，撫平，保證漏水孔的內壁完全被導入其中的擋水布平整地膠合；將導向棒導入漏水孔中，保證導入漏水孔中的擋水布夾持在漏水孔內壁與導向棒的側壁之間；將置於漏水孔外側的擋水布中剩餘部分撫平在漏水孔外側的周邊，即撫平在整流罩的外壁上；取出導向棒。

實施例3

本實施例公開一種製備上述的整流罩用碳纖維複合材料型材的方法，包括以下步驟：

（1）浸膠：將三片瀝青基活性碳纖維氈、兩片粘膠基活性碳纖維氈至環氧樹脂膠液中。其中環氧樹脂膠液中環氧樹脂與DDS固化劑的質量比為1:0.9。

（2）鋪疊：將三片瀝青基活性碳纖維氈、兩片粘膠基活性碳纖維氈、銅網依次交錯疊層在模具上，保證銅網位於最外層。

（3）抽真空：將步驟（2）中鋪疊後的複合材料放置在真空環境下，進行抽真空至3.0E-3Pa。

（4）定型：將步驟（3）複合材料在220℃、壓力為6個大氣壓的環境下處理30min。

（5）開漏水孔：將步驟（4）的複合材料的表面進行打孔。

（6）封漏水孔：將聚氨酯纖維機織布中塗有氟橡膠粘接劑的一面覆蓋在漏水孔的外側；將玻聚氨酯機織布中的一部分導入漏水孔中，撫平，保證漏水孔的內壁完全被導入其中的擋水布平整地膠合；將導向棒導入漏水孔中，保證導入漏水孔中的擋水布夾持在漏水孔內壁與導向棒的側壁之間；將置於漏水孔外側的擋水布中剩餘部分撫平在漏水孔外側的周邊，即撫平在整流罩的外壁上；取出導向棒。

實施例4

本實施例公開一種製備上述的整流罩用碳纖維複合材料型材的方法，包括以下步驟：

（1）浸膠：將一片粘膠基活性碳纖維氈、兩片酚醛基活性碳纖維布浸入至ABS樹脂粘接劑中。

（2）鋪疊：將一片粘膠基活性碳纖維氈、兩片酚醛基活性碳纖維布、銅網依次交錯疊層在模具上，保證銅網位於最外層。

（3）抽真空：將步驟（2）中鋪疊後的複合材料放置在真空環境下，進行抽真空至5.0E-3Pa。

（4）定型：將步驟（3）複合材料在260℃、壓力為8個大氣壓的環境下處理3h。

（5）開漏水孔：將步驟（4）的複合材料的表面進行打孔。

（6）封漏水孔：將聚酯纖維機織布中塗有矽橡膠粘接劑的一面覆蓋在漏水孔的外側；將聚酯纖維機織布中的一部分導入漏水孔中，撫平，保證漏水孔的內壁完全被導入其中的擋水布平整地膠合；將導向棒導入漏水孔中，保證導入漏水孔中的擋水布夾持在漏水孔內壁與導向棒的側壁之間；將置於漏水孔外側的擋水布中剩餘部分撫平在漏水孔外側的周邊，即撫平在整流罩的外壁上；取出導向棒。

實施例5

本實施例公開一種製備上述的整流罩用碳纖維複合材料型材的方法，包括以下步驟：

（1）浸膠：將三片聚丙烯腈基活性碳纖維布浸入至氟橡膠粘接劑中。

（2）鋪疊：將三片聚丙烯腈基活性碳纖維布、銅網依次交錯疊層在模具上，保證銅網位於最外層。

（3）抽真空：將步驟（2）中鋪疊後的複合材料放置在真空環境下，進行抽真空至4.0E-3Pa。

（4）定型：將步驟（3）複合材料在230℃、壓力為7個大氣壓的環境下處理5h。

（5）開漏水孔：將步驟（4）的複合材料的表面進行打孔。

（6）封漏水孔：將玻璃纖維機織布中塗有環氧樹脂粘接劑的一面覆蓋在漏水孔的外側；將玻璃纖維機織布中的一部分導入漏水孔中，撫平，保證漏水孔的內壁完全被導入其中的擋水布平整地膠合；將導向棒導入漏水孔中，保證導入漏水孔中的擋水布夾持在漏水孔內壁與導向棒的側壁之間；將置於漏水孔外側的擋水布中剩餘部分撫平在漏水孔外側的周邊，即撫平在整流罩的外壁上；取出導向棒。

實施例6

如圖2-6所示，本實施例公開一種整流罩用碳纖維複合材料型材漏水口封邊組件，包括整流罩漏水孔、導向棒9、擋水布7。擋水布平整地膠合在漏水孔外側的周邊以及內壁上。導向棒能插入至覆有擋水布的漏水孔中。

優選地，在所述導向棒9長度與所述漏水孔的深度相同；在導向棒9的端部設置有限位條10，所述限位條10與所述導向棒9可拆卸連接。

限位條的作用：（1）在保證導向棒完全導入至漏水孔中同時，又防止因導向棒進一步深入而使得導向棒的端部牴觸到擋水布，造成擋水布受外力而從漏水口內壁剝離；（2）在撫平漏水口外側周邊的擋水布前，將限位條拆卸掉，避免因限位條遮擋部分擋水布而影響撫平的順利進行；撫平後，再次安裝，方便導向棒從漏水孔中撥出。本實用新型導向棒與限位條優選為螺紋連接。

優選地，導向棒的外徑等於覆有擋水布後的漏水口的內徑。

優選地，在所述導向棒的表面塗覆有脫模劑（圖中未畫出）。本實用新型使用的脫模劑或者平滑劑均為現有技術。通過脫模劑或者平滑劑提高導向棒表面的平滑度，便於導向棒插入至漏水孔中，也能防止在撥導向棒時，由於部分粘接劑透過擋水布，粘合在導向棒上，導致導向棒取出困難。

以上僅為本實用新型創造的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型創造，凡在本實用新型創造的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型創造的保護範圍之內。