[发明专利]一种玄武岩纤维无人机机壳的制备方法

说明书

本发明提供了一种玄武岩纤维无人机机壳的制备方法，所述方法包括：在含有玄武岩纤维和碳纤维的编织材料上覆盖由预浸料用树脂料制成的胶膜，然后加热施压，得到预浸料，然后置于无人机机壳的模具中高温下固化，冷却开模，然后进行切边得到所述无人机机壳，所述玄武岩纤维为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维占碳纤维的质量百分比含量为25‑40％，本发明的方法制得的所述机壳相比较于纯碳纤维制备的机壳，具有更加良好的机械性能以及更低的成本。

技术领域

本发明涉及一种玄武岩纤维无人机机壳的制备方法。

背景技术

碳纤维是一种兼具碳材料的强抗拉力和纤维柔软可建功两大特征的化工新材料，属于新一代增强纤维，与钢材相比，密度更低，约为钢材料的25％，而抗拉强度确实钢的8到9倍，并且与玻璃纤维相比，其杨氏模量是玻璃纤维的3倍多，并且具有耐腐蚀，高模量的特征，所以碳纤维壳体是目前作为无人机壳体的主要材料。但是，由于碳纤维的成本较高，如何在保证壳体的性能的前提下降低壳体的制造成本是目前研究的课题之一；玄武岩纤维是一种天然的环保型原料，其来源广泛，成本低廉，将其与碳纤维复合后能够降低制造成本，但是复合后，其性能会出现下降，因此如何提高其复合后的机械性能是本发明的研究重点。

发明内容

本发明提供了一种玄武岩纤维无人机机壳的制备方法，所述方法包括：在含有玄武岩纤维和碳纤维的编织材料上覆盖由预浸料用树脂料制成的胶膜，然后加热施压，得到预浸料，然后置于无人机机壳的模具中高温下固化，冷却开模，然后进行切边得到所述无人机机壳，所述玄武岩纤维为改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维占碳纤维的质量百分比含量为25-40％，本发明的方法制得的所述机壳相比较于纯碳纤维制备的机壳，具有更加良好的机械性能以及更低的成本。

一种玄武岩纤维无人机机壳的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

1)将改性玄武岩纤维和碳纤维编织得到编织材料，其中所述改性玄武岩纤维占碳纤维的质量百分比含量为25-40％；

2)将环戊二烯型氰酸酯，环氧端基丁晴橡胶，酚醛环氧树脂，硅烷偶联剂在180-200℃中搅拌熔融，加入二月硅酸二丁基锡作为催化剂；搅拌均匀，调整温度在120-140℃下预聚合反应1.5-2小时，得到树脂料；

3)将所述树脂料热辊压成胶膜，加热温度为100-120℃；

4)将所述胶膜和所述编织材料层叠，然后置于预浸润设备中，加热加压得到预浸料，所述加热的温度为150-160℃，所述加压的压力为5-6MPa；

5)将预浸料置于模具中，热压，其中压力为8-10MPa，温度为220-240℃，压制2-5小时，自然冷却，脱模，裁边，得到所述无人机机壳。

进一步的，其中步骤2中，将环戊二烯型氰酸酯85-90质量份，环氧端基丁晴橡胶15-20质量份，酚醛环氧树脂5-8质量份，硅烷偶联剂2-3质量份在180-200℃中搅拌熔融，加入二月硅酸二丁基锡作为催化剂，其中按氰酸酯摩尔计，二月硅酸二丁基锡加入物质的量为150-200ppm/mol；搅拌15-30min，调整温度在120-140℃下预聚合反应1.5-2小时，得到树脂料。

进一步的，其中所述改性玄武岩纤维为石墨化碳包覆的玄武岩纤维。

进一步的，石墨化碳包覆的玄武岩纤维由以下方法制备得到，将玄武岩矿石，磷酸钡和氯化钙以质量比100:2-3:1-2的比例进行粉碎混合处理，过筛，得到粒径为300-500微米的混合玄武岩颗粒；将混合颗粒在1300-1500℃的温度下进行熔融，待玄武岩颗粒完全融化后，形成纺丝熔液；将纺丝熔液进行拉丝，得到直径为10-30μm的玄武岩纤维原丝，通入乙炔、乙烯或甲烷中的至少一种碳源气体与氢气的混合气体，碳源气体的气流量为200-400ml/min，氢气的流量为50-100ml/min，对玄武岩纤维原丝进行冷却，冷却速度为30-60℃/min，冷却至室温，得到石墨化碳包覆的玄武岩纤维。