[发明专利]一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法是按照以下步骤进行的：

一、预处理：缠绕成型用的金属芯模进行预处理，得到预处理后的金属芯模；

二、金属芯模的安装及纤维缠绕机参数设定：将预处理后的金属芯模安装在纤维缠绕机的主轴上，然后调试纤维缠绕机程序，设定纤维缠绕机的缠绕速度、缠绕半径、缠绕角度、缠绕层数、缠绕循环数、缠绕张力、小车速度和碳纤维的铺放顺序，得到安装好金属芯模并设定好参数的纤维缠绕机；

所述的缠绕速度为20m/min～40m/min；所述的缠绕半径为150mm～760mm；所述的缠绕角度为0°～100°；所述的缠绕层数为30层～450层；所述的缠绕循环数为30～120；所述的缠绕张力为5N～16N；所述的小车速度0.05m/s～0.8m/s；所述的碳纤维的铺放顺序为：平行于圆筒轴向方向为0°方向，垂直于圆筒轴向方向为90°方向，按方向为0°～6°与按方向为80°～100°交替铺放碳纤维，且按方向为0°～6°铺放碳纤维的总层数与按方向为80°～100°铺放碳纤维的总层数比为1:(3～10)；

三、缠绕：将树脂胶液灌注于安装好金属芯模并设定好参数的纤维缠绕机的储液槽中，然后将碳纤维连接于预处理后的金属芯模起始端，启动安装好金属芯模并设定好参数的纤维缠绕机，使碳纤维通过树脂胶液灌注的储液槽中，得到浸渍后的碳纤维，然后浸渍后的碳纤维进行缠绕，直至缠绕完成，得到缠绕好的试件；

所述的浸渍后的碳纤维中含有树脂胶液的质量百分数为35%～45%；所述的树脂胶液粘度为0.340Pa·s～0.800Pa·s；

四、固化：在转速为7r/min～15r/min和温度为50℃～90℃下，将缠绕好的试件放入固化炉中旋转烘烤固化，固化时间为5h～12h，再将固化炉从温度为50℃～90℃升温至110℃～180℃，并在转速为7r/min～15r/min和温度为110℃～180℃下继续固化1.5h～5h，得到固化后的试件，最后将固化后的试件在室温下放置5h～12h后进行脱模，即得到碳纤维复合材料电机护环。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤一中所述的预处理为涂覆处理或缠绕脱模布处理；若步骤一中所述的预处理为涂覆处理，则使用脱模剂涂覆到缠绕成型用的金属芯模表面上进行预处理，得到预处理后的金属芯模；若步骤一中所述的预处理为缠绕脱模布处理，则在缠绕成型用的金属芯模表面缠绕一层脱模布，得到预处理后的金属芯模。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤二中所述的缠绕速度为20m/min～35m/min；所述的缠绕半径为150mm～750mm；所述的缠绕角度为0°～90°；所述的缠绕层数为30层～400层；所述的缠绕循环数为30～111；所述的缠绕张力为5N～15N；所述的小车速度0.05m/s～0.75m/s。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤三中所述的碳纤维为东丽T700S、东丽T700G、东丽T800H、东丽T1000G、东丽M30S、东丽M30G、东丽M35J、国产T700级碳纤维和国产T800级碳纤维中的一种或其中几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤三中所述的树脂胶液粘度为0.350Pa·s～0.800Pa·s。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤三中所述的树脂胶液为树脂、酸酐固化剂及咪唑促进剂的混合物；所述的树脂为环氧树脂或者环氧乙烯基树脂；所述的酸酐固化剂与树脂的质量比为(0.6～1):1；所述的咪唑促进剂与树脂的质量比为(0.00005～0.0002):1。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料电机护环的制备方法，其特征在于步骤四中在转速为8r/min～15r/min和温度为60℃～90℃下，将缠绕好的试件放入固化炉中旋转烘烤固化，固化时间为6h～12h，再将固化炉从温度为60℃～90℃升温至120℃～180℃，并在转速为8r/min～15r/min和温度为120℃～180℃下继续固化2h～5h，得到固化后的试件，最后将固化后的试件在室温下放置6h～12h后进行脱模，即得到碳纤维复合材料电机护环。