[发明专利]一种复合材料壳体及其制备方法

权利要求书

1.一种复合材料壳体的制备方法，其特征在于，

所述复合材料壳体的内表面为内衬层，所述内衬层的外面上固化有由预浸带缠绕形成的复合材料层，在所述复合材料壳体的一端上设有至少一个接头，所述接头与所述复合材料壳体内部相连通，所述复合材料壳体的制备包括以下步骤：

制备砂芯模基体，在所述砂芯模基体的一端上预埋至少一个所述接头，再与连接杆组装，制得砂芯模，

在所述砂芯模的外表面进行内衬层材料的喷涂，第一次加热固化、冷却，制得所述内衬层，

在所述内衬层外表面缠绕预浸带制得所述复合材料层，

在所述复合材料层的外表面缠绕热收缩带制得热收缩带层，第二次加热固化、冷却，

拆除表面所述热收缩带层，拆除所述连接杆，并且用热水冲洗内部所述砂芯模基体，制备得到所述复合材料壳体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体的接头设置于所述复合材料壳体的筒身段的至少一端上，所述筒身段为筒形回转体结构，由直筒段和直筒段两端的封头组合而成，所述封头的形面曲线包括椭圆、抛物线以及离散点曲线中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体的内衬层的材质选自聚脲、硅橡胶、聚氨酯以及环氧树脂中的至少一种，所述复合材料层由预浸带在所述内衬层上以连续环向及螺旋向交替缠绕方式制成。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述复合材料壳体的内衬层的筒身段处的厚度为2-5mm，接头处的厚度为3-7mm，所述复合材料层的厚度为2-40mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述砂芯模的制备包括以下步骤：

将细沙或者木粉、聚乙烯醇和水按照质量比为100:2：6-7混合得到混合物，将所述混合物装入模具中，加热至90-110℃，保持4-6h，将水蒸发掉，脱模制得所述砂芯模基体；在所述砂芯模基体的一端上预埋至少一个所述接头；将连接杆穿过所述砂芯模基体内的预先留好的孔，所述连接杆的至少一端上紧固定螺纹；将所述接头外表面进行吹砂或者砂纸打磨的表面粗化处理，制得所述砂芯模。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一次加热固化的过程为边旋转边固化，旋转速度为1-5转/min，加热固化的温度为80-120℃，时间为0.5-2h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预浸带的缠绕包括以下步骤：使用宽度为3-8mm的预浸带，缠绕搭接宽度为1-2mm，缠绕张力为10-100N/股进行缠绕，且缠绕张力逐层递减，所述递减的幅度为1～4N/层，缠绕过程中在缠绕设备出纱嘴位置，采用热风或者红外加热方式，对缠绕的所述预浸带进行加热，加热温度为50-100℃，

所述预浸带的缠绕按照环向与螺旋向交替缠绕方式进行，所述环向缠绕区域为直筒段区域，所述环向缠绕角为80-89度，所述螺旋向缠绕区域为筒身段区域，所述螺旋向缠绕角为10-70度。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热收缩带的缠绕包括以下步骤：使用宽度为3-15mm的热收缩带，缠绕搭接宽度为1-2mm，缠绕张力为10-50N/股进行缠绕，

所述热收缩带的缠绕按照环向与螺旋向交替缠绕方式进行，所述环向缠绕区域为直筒段区域，所述环向缠绕角为80-89度，所述螺旋向缠绕区域为筒身段区域，所述螺旋向缠绕角为10-70度。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二次加热固化的过程为边旋转边固化，旋转速度为1-5转/min，以1-2℃/min的升温速度，升温至100-150℃保温1-3小时，然后以不大于2℃/min的降温速度，使得复合材料壳体冷却到40℃以下即完成第二次加热固化。