[发明专利]一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构及其制备方法

权利要求书

1.一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构，其特征在于它是由碳纤维圆管、端帽和环氧树脂胶粘剂组成；所述的碳纤维圆管是由第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管组成；所述的第一碳纤维圆管的外径大于第二碳纤维圆管，第一碳纤维圆管呈“品”字型设置，且第二碳纤维圆管置于相邻的第一碳纤维圆管之间的间隙处；所述的端帽分别与第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管的两端封装；所述的环氧树脂胶粘剂置于碳纤维圆管的间隙处；所述的第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管内径均为4-80mm，壁厚均为0.24-2mm。

2.根据权利要求1所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构，其特征在于所述的第一碳纤维圆管与第二碳纤维圆管的外径比为1：0.1～0.2。

3.根据权利要求1所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构，其特征在于所述端帽的外径分别与第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管的外径一致。

4.根据权利要求1所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构，其特征在于所述的环氧树脂为常温状态下粘度小于200MPa·s、压缩强度大于70MPa且固化温度小于300℃的树脂。

5.根据权利要求4所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构，其特征在于所述的环氧树脂为ERL-4221、BCC-Resins-EB6200、KH9533或KH6401。

6.制备权利要求1所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构的方法，其特征在于是按照以下内容进行：

将碳纤维预浸料通过卷管机按照预浸料交错90/0铺层卷制成第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管，将第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管分别与端帽进行封装，将封装后的第一碳纤维圆管呈“品”字型排列方式堆叠，并将第二碳纤维圆管置于相邻第一碳纤维圆管的间隙内，将堆叠后的第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管置于模具内，然后将环氧树脂、固化剂和促进剂混合后，置于模具中直至将碳纤维管完全浸没，然后将模具置于真空容器中，排出环氧树脂中的气泡，最后加热固化，脱模后，即得所述的耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构。

7.根据权利要求6所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构的制备方法，其特征在于所述的模具置于真空度为0.05-0.1Mpa的真空容器中。

8.根据权利要求6所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构的制备方法，其特征在于所述的环氧树脂、固化剂和促进剂混合后，置于模具中直至将碳纤维管完全浸没，然后将模具置于真空容器中，抽真空至0.05-0.1MPa，保持10-30min。

9.根据权利要求6所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构的制备方法，其特征在于所述的第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管通过卷管机卷至成圆管后，在温度为130℃、0.3MPa的条件下固化2h制成第一碳纤维圆管和第二碳纤维圆管。

10.根据权利要求6所述的一种耐水压的多级碳纤维圆管复合材料浮力材料结构的制备方法，其特征在于所述的加热固化条件为25-100℃，保温1-48h；再通过后固化阶段为30-150℃，保温1-24h，再将温度升至50-200℃，保温1-24h，最后自然冷却至室温。