一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料作為固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層中的抗沖刷層材料，因碳纖維連續(xù)編織形成的骨架結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的抗高溫粒子沖刷性能。由于碳纖維編織工藝的特性，目前只有l(wèi)mm、2mm、3mm、4mm等四種厚度規(guī)格，一般發(fā)動(dòng)機(jī)抗沖刷層的厚度為lmm~18 mm,因此，采取了多層粘接的方法，以達(dá)到設(shè)定的厚度。射線(xiàn)照相檢測(cè)結(jié)果表現(xiàn)為層間粘接質(zhì)量較差，嚴(yán)重的竟形成局部鼓包，導(dǎo)致產(chǎn)品返修、返工或報(bào)廢，產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量成本受到嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法，用以提高材料之間粘接強(qiáng)度、達(dá)到確保產(chǎn)品粘接質(zhì)量的目的。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法，其特征在于，具體步驟為:
1)配膠步驟:將酸醛丁腈橡膠材料作為基料，按重量比1:1~0.8加入10mm~15_的短切碳纖維，然后加入溶劑溶解，攪拌，混合均勻；
2)涂刷步驟:將I)中配置的膠均勻涂刷于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料的表面，晾置0.5h?Ih后，再涂刷第二遍，如此操作，合計(jì)涂刷4~5遍；
3)干燥步驟:將涂刷后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料進(jìn)行干燥處理，除去溶劑；
4)打磨步驟:對(duì)干燥后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面進(jìn)行打磨處理，使涂刷的短切碳纖維處于垂直于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的狀態(tài)；
通過(guò)上述步驟完成對(duì)碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面的處理。
[0005]所述I)配膠步驟中，短切碳纖維與碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料中的碳纖維保持一致。
[0006]所述I)配膠步驟中，溶劑為丙酮。
[0007]所述2)涂刷步驟中，采用硬質(zhì)毛刷進(jìn)行涂刷，且涂刷時(shí)，使短切碳纖維嵌入碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的凹陷處。
[0008]所述3)干燥步驟中，通過(guò)晾置12h?24h或者采取鼓風(fēng)或加熱措施進(jìn)行干燥處理；鼓風(fēng)時(shí)間為5h ;加熱時(shí)溫度為70°C?80°C，時(shí)間為4~5h。
[0009]所述4)打磨步驟中，采用鋼刷進(jìn)行打磨處理。
[0010]碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料在固化前呈疏松狀態(tài)，表面呈現(xiàn)碳纖維編織物有序的高低起伏形態(tài)，其間粘接時(shí)，不可避免地存在高點(diǎn)對(duì)高點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，在加溫和受壓過(guò)程中，材料內(nèi)的膠料因材料流動(dòng)性差的影響，不能充分填充層與層之間的點(diǎn)狀空隙。采用本方法處理后，在材料表面，尤其在凹陷處增加了短切纖維，在其間粘接時(shí)，材料層間形成纖維穿刺的結(jié)構(gòu)；短切碳纖維的長(zhǎng)度適中，其部分位于所處理材料內(nèi)，部分進(jìn)入所粘材料，起到骨架作用；通過(guò)打磨處理，可以使得；短切碳纖維處于垂直于材料表面的狀態(tài)，易于進(jìn)入所粘材料；從而可大幅度地提高界面的粘結(jié)強(qiáng)度；所用短切碳纖維和膠料與材料所用的保持一致，可進(jìn)一步提高其處理效果以及粘接的可靠性。
[0011]本發(fā)明技術(shù)應(yīng)用后，碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料之間粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.5MPa，性能裕度達(dá)到60%以上，在生產(chǎn)中未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，一次生產(chǎn)合格率顯著提高，產(chǎn)品射線(xiàn)照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的點(diǎn)狀空氣缺陷，基本消除了產(chǎn)品返修、返工、報(bào)廢等問(wèn)題。本發(fā)明目前已在多個(gè)型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品中得到應(yīng)用，產(chǎn)生了可觀(guān)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0013]一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法，主要包括以下步驟:
I)配膠步驟:將碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料中的酚醛丁腈橡膠材料作為膠的基料，加入短切碳纖維，加入丙酮溶解，攪拌，混合均勻，所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為10_，其與碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料中的碳纖維保持一致，所述基料與所述短切碳纖維的質(zhì)量比為1:1 ;
2 )涂刷步驟:用硬質(zhì)毛刷將配置的膠均勻涂布于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料的表面，晾置0.5h后，再涂刷第二遍，如此操作，合計(jì)涂刷4遍，涂刷時(shí)，使所述短切碳纖維嵌入碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的凹陷處；
3)干燥步驟:將涂刷后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料進(jìn)行干燥處理，除去溶劑，可以晾置12h ；
4)打磨步驟:用鋼刷對(duì)干燥后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面進(jìn)行打磨處理，使所述短切碳纖維處于垂直于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的狀態(tài)。
[0014]采用該方法處理后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料與未處理的該材料進(jìn)行了粘接，其粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.4MPa，未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，產(chǎn)品射線(xiàn)照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的點(diǎn)狀空氣缺陷。
[0015]實(shí)施例2:
一種碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料粘接界面處理方法，主要包括以下步驟:
I)配膠步驟:將碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料中的酚醛丁腈橡膠材料作為膠的基料，加入短切碳纖維，加入丙酮溶解，攪拌，混合均勻，所述短切碳纖維的長(zhǎng)度為15mm，其與碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料中的碳纖維保持一致，所述基料與所述短切纖維的質(zhì)量比為1: 0.8 ;
2 )涂刷步驟:用硬質(zhì)毛刷將配置的膠均勻涂布于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料的表面，晾置Ih后，再涂刷第二遍，如此操作，合計(jì)涂刷5遍，涂刷時(shí)，使所述短切碳纖維嵌入碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的凹陷處；
3)干燥步驟:將涂刷后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料進(jìn)行干燥處理，除去溶劑，可以瞭置24h ；
4)打磨步驟:用鋼刷對(duì)干燥后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面進(jìn)行打磨處理，使所述短切碳纖維處于垂直于碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料表面的狀態(tài)。
[0016]采用該方法處理后的碳纖維/酚醛-丁腈橡膠材料之間進(jìn)行了粘接，其粘接強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值由原來(lái)的1.5MPa (扯離強(qiáng)度)提高至2.5MPa，未產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象，產(chǎn)品射線(xiàn)照相檢測(cè)未見(jiàn)明顯的點(diǎn)狀空氣缺陷。
[0017]實(shí)施例3:
一種碳纖維/酚醛