[发明专利]一种耐高温复合材料及其高温热膨胀成型方法

说明书

本发明涉及一种耐高温复合材料及其高温热膨胀成型方法。该成型方法包括如下步骤：准备氟橡胶芯模：将氟橡胶和硫化剂混合均匀，脱泡，配制成胶液；根据构件结构设计要求加工出软模的母模；将胶液倒入母模进行硫化，得到氟橡胶芯模；其中，所述氟橡胶和所述硫化剂的质量比为100：(7～10)；(2)将预浸料加工成预制件，将预制件置于氟橡胶芯模和阴模之间，确定工艺间隙，然后合模，紧固；对模具的模腔以及其中的预制件进行抽真空处理，然后对模具进行加热保温，最后进行固化，得到所述耐高温复合材料。该方法解决了在高温条件下传统硅橡胶老化导致膨胀压力降低，固化压力不够导致制件出现疏松等缺陷。

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，尤其涉及一种耐高温复合材料及其高温热膨胀成型方法。

背景技术

热膨胀工艺是指复合材料预浸料在闭合刚性阴模中通过硅橡胶芯模的热膨胀来实现对复台材料加工固化的成型方法。有效、合理地控制硅橡胶的热膨胀压力是热膨胀成型工艺中的关键技术，因此目前的研究重点主要放在如何控制成型过程中硅橡胶的热膨胀压力上。传统热膨胀工艺的芯模主要采用硅橡胶，其芯模能产生各个方向的膨胀压力，无需外压源，特别适用于结构复杂的复合材料构件的成型。但随着复合材料的固化温度不断提高，传统硅橡胶芯模在高温环境下会迅速老化，表面产生微裂纹且变硬发脆，无法有效地提供热膨胀压力。因此，对于高温固化成型的复合材料，传统热膨胀工艺无法胜任。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在设计的加压温度范围内可产生全方位、多角度的足够压力，适用于多腔体耐高温复合材料制件的共固化成型，所得制件强度高，外观优良，适合尺寸，能够满足设计需求。

为了解决实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

1、一种耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，包括如下步骤：

(1)准备氟橡胶芯模：将氟橡胶和硫化剂混合均匀，脱泡，配制成胶液；根据构件结构设计要求加工出软模的母模；将胶液倒入母模进行硫化，得到氟橡胶芯模；其中，所述氟橡胶和所述硫化剂的质量比为100：(7～10)；

(2)将预浸料加工成预制件，将预制件置于氟橡胶芯模和阴模之间，确定工艺间隙，然后合模，紧固；

(3)对模具的模腔以及其中的预制件进行抽真空处理，然后对模具进行加热保温，最后进行固化，得到所述耐高温复合材料。

2、根据技术方案1所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，所述氟橡胶采用氟硅橡胶和/或氟醚橡胶。

3、根据技术方案2所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，在120～150℃进行所述硫化，时间控制在60～80分钟。

4、根据技术方案1至3任一项所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，所述硫化剂采用可在80℃以下与氟橡胶进行交联反应的过氧化物；优选地，所述硫化剂选自过氧化二异丙苯、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二苯甲酰、双叔丁过氧异丙基苯、三烯丙基异氰酸酯中的任一种或多种。

5、根据技术方案1所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，所述工艺间隙为1.3～1.5mm。

6、根据技术方案1所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，所述预浸料包含树脂基体和纤维增强体；优选地，所述树脂基体选自高温环氧树脂、氰酸脂树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂中的任一种或多种；优选地，所述纤维增强体选自碳纤维织物、玻璃纤维织物、石英纤维织物、碳纤维、玻璃纤维中的任一种或多种。

7、根据技术方案1所述的耐高温复合材料高温热膨胀成型方法，进行抽真空处理时，将模腔内的压力抽至0.1～0.5MPa，优选为0.1～0.2MPa。

8、一种耐高温复合材料，采用技术方案1至7任一项所述成型方法制得。