本发明是一种贴片式舵面防热材料及其成型工艺方法,属于复合材料,具体涉及一种贴片式舵面防热材料的成型工艺方法。
背景技术:
1、舵面作为导弹表面的气动控制面,不仅要承受导弹飞行时的气动力及大过载,还要完成导弹姿态的控制,因此,在舵面成型防热层是对高热流环境下舵面进行热防护的有效方式。目前,仍普遍采用在舵面喷涂防热涂层或填充防热预混料再模压的方式实施热防护,虽然技术成熟、操作简便,但在施工过程中需要使用大量的有机溶剂,且舵面防热层实际要求较厚,按照喷涂方式,涂层表面易出现鼓包、气泡等不平整现象,按照模压方式,容易出现应力集中,导致舵面防热层出现开裂;也有发表在《复合材料学报》的文章《基于rtm技术的碳纤维/聚酰亚胺复合材料舵面一体化制备与验证》采用rtm的方式对舵面实施热防护,但对于栅格舵而言,较难保证成型后的防热层精度,仍需打磨保证防热层厚度均匀。
技术实现思路
1、本发明提供了一种贴片式舵面防热材料及其成型工艺方法,以解决现有舵面防热层成型过程中存在的问题。
2、一种贴片式舵面防热材料,其特征在于,其组份按重量比为:酚醛树脂50~60份,耐高温填料30~35份,短切纤维10~15份和增塑剂3~5份;将四种材料充分混合。
3、所述酚醛树脂选自钡酚醛、镁酚醛、氨酚醛或硼酚醛中的任意一种;所述短切纤维是玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维或碳纤维中的至少一种;耐高温填料是氢氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、氧化锌、耐高温玻璃粉、蛭石粉、聚磷酸铵、石棉粉和高岭土中的至少一种;所述增塑剂选自硅烷偶联剂、邻苯二甲酸二锌酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。
4、所述酚醛树脂为钡酚醛树脂。
5、利用所述的一种贴片式舵面防热材料进行成型工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:
6、步骤一、将权利要求1所有原料按照重量配比称量,先将酚醛树脂和短切纤维放入捏合机进行混合,在50~80r/min的转速下搅拌5~10min,然后加入耐高温填料和增塑剂,在50~80r/min的转速下搅拌180~200min,整个过程在抽真空环境进行,真空度≤-0.09mpa,得到的预混料;
7、步骤二,将预混料放置在金属模具中,将模具放置在平板硫化机上,启动平板硫化机,压力为0.5mpa,将预混料压制成厚度均匀的片状;
8、步骤三、将片状的预混料每片之间用离型膜隔开,在-10℃~0℃,相对湿度在20%~50%的环境中保存待用;
9、步骤四、对要贴防热材料的舵表面进行喷砂或打磨,以增加舵表面的粗糙度,在喷砂机中用0.1~0.3mpa的压力,40~60目金刚砂对基材进行喷砂,或用80目~200目砂纸打磨;
10、步骤五、在0~10℃,相对湿度为20%~30%的环境中,取出片状预混料,将其平铺在舵表面,手掌轻碾赶走防热材料与舵面之间的空气,按压平整;
11、步骤六、将贴好片状预混料的舵放入橡胶模具中,在橡胶模具外表面包一层透气毡、一层真空袋膜;
12、步骤七、对密封好的真空袋抽真空,真空度需保持在-0.098mpa以下,将抽好真空的舵放入烘箱中,120℃~140℃进行固化,保温3~4h;;
13、步骤八、固化程序结束后,将基材从烘箱中取出,并在室温下拆除真空袋,即得厚度均匀、粘接强度高的贴片式舵面防热材料。
14、本发明具有以下有益效果:
15、本发明工艺简单,实施方便,经橡胶模具模压结合热固化工艺成型后可制备出厚度均匀可控、粘接强度高的舵面防热材料,本发明比原有的生产,大大节省了人力,降低了成本,缩短了生产时间,提高了产品质量。本发明制备的防热材料密度为0.9~1.0g/cm3,剪切强度≥9mpa,热导率≤0.20w/(m·k),拉伸强度≥12mpa,弯曲强度≥15mpa,完全符合导弹及飞行器飞行的需要。
16、本发明中,防热材料配方为耐高温、耐烧蚀防热材料,由酚醛树脂、耐高温填料、短切纤维和增塑剂组成,通过配方设计,使用橡胶模具在烘箱成型的工艺方法,可制得成型精度高、粘接强度和工艺性能良好的舵面防热材料;
17、本发明中舵面防热材料的成型工艺方法,由防热材料的制备和热固化成型工艺组成,本发明的工艺方法可根据舵面结构和尺寸设计模具,且在本发明的施工过程中,几乎不产生挥发性有机溶剂,环保性好,一次成型,生产效率高,可在舵面热防护领域推广使用。
18、本发明提供的防热材料的成型工艺方法中涉及的成型模具包括金属模具和橡胶模具,金属模具是由舵面展开图设计得到,分为上模和下模,型腔厚度比防热材料最终厚度大0.5mm;橡胶模具是由邵氏硬度为80的硫化硅橡胶制得,由上模、下模、侧模和舵轴槽共同组成防热材料要求尺寸的型腔,再结合定位孔、舵轴槽的相互配合,能够保证防热材料精确成型。
1.一种贴片式舵面防热材料,其特征在于,其组份按重量比为:酚醛树脂50~60份,耐高温填料30~35份,短切纤维10~15份和增塑剂3~5份;将四种材料充分混合。
2.根据权利要求1所述的一种贴片式舵面防热材料,其特征在于,所述酚醛树脂选自钡酚醛、镁酚醛、氨酚醛或硼酚醛中的任意一种;所述短切纤维是玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维或碳纤维中的至少一种;耐高温填料是氢氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、氧化锌、耐高温玻璃粉、蛭石粉、聚磷酸铵、石棉粉和高岭土中的至少一种;所述增塑剂选自硅烷偶联剂、邻苯二甲酸二锌酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种贴片式舵面防热材料,其特征在于,所述酚醛树脂为钡酚醛树脂。
4.利用权利要求1所述的一种贴片式舵面防热材料进行成型工艺方法,其特征在于,包括以下步骤: