[发明专利]一种复合材料壳体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料壳体及其制备方法，该复合材料壳体的内表面为内衬层，内衬层的外面上固化有由预浸带缠绕形成的复合材料层，在复合材料壳体的一端上设有至少一个接头，接头与复合材料壳体内部相连通。该复合材料的制备方法采用砂芯模结合预浸带缠绕工艺，并且增加加热系统，制备的壳体较传统的性能更优。

技术领域

本发明涉及复合材料壳体技术领域，且特别涉及一种复合材料壳体及其制备方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料，特别是碳纤维增强复合材料由于其具有较高的比强度与比模量，目前已经获得了广泛的应用，特别是对于主要承受内压的复合材料压力容器应用较为广泛。复合材料壳体最早应用于压力容器，主要为发动机壳体，采用橡胶内衬层结构，而后逐渐拓展为民用领域车载复合材料压力容器。

目前，民用领域车载复合材料压力容器有三型金属内衬层复合材料气瓶以及四型塑料内衬层复合材料气瓶，三型复合材料气瓶由于采用金属内衬层，重量较重，结构效率较低。而四型气瓶目前国内开始研究，尚未量产，并且塑料内衬层采用吹塑、滚塑或者注塑成型，材料选择方式有限，并且设备投入巨大，限制其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料壳体及其制备方法，该方法采用砂芯模表面喷涂工艺制备复合材料壳体的内衬层，然后采用预浸带缠绕成型工艺并结合热收缩带烘箱固化工艺制备复合材料壳体的复合材料层，制备的复合材料壳体具有较优的性能，并且内衬材料选择余地较大，具有广阔的应用前景。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种复合材料壳体，复合材料壳体的内表面为内衬层，内衬层的外面上固化有由预浸带缠绕形成的复合材料层，在复合材料壳体的一端上设有至少一个接头，接头与复合材料壳体内部相连通。

本发明还提出一种上述复合材料壳体的制备方法，包括以下步骤：

制备砂芯模基体，在砂芯模基体的一端上预埋至少一个接头，再与连接杆组装，制得砂芯模，

在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，制得内衬层，

在内衬层外表面缠绕预浸带制得复合材料层，

在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，

拆除表面热收缩带层，拆除连接杆，并且用热水冲洗内部砂芯模基体，制备得到复合材料壳体。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种复合材料壳体及其制备方法，本发明采用砂芯模外直接喷涂工艺制备内衬层，自动化程度较高，尺寸精度较好，可实现局部加强，设备投入较低，工艺适应性较好，并且喷涂材料选择性较多，可满足不同复合材料壳体的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1-6中的复合材料壳体的结构示意图；

图2为本发明实施例5-6中的砂芯模的模型图；

图3为本发明实施例5-6中的砂芯模喷涂后的模型图；

图4为本发明实施例5-6中的预浸带环向缠绕的模型图；

图5为本发明实施例5-6中的预浸带螺旋向缠绕的模型图；

图6为本发明实施例5-6中热收缩带缠绕的模型图。

具体实施方式