[发明专利]一种高强度超薄橡胶带状片材与长纤维复合材料一体化连续缠绕的工艺技术方法

权利要求书

1.一种高强度超薄橡胶带状片材与长纤维复合材料一体化连续缠绕的工艺技术方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)高强度超薄橡胶带状片材的制备：混炼好的橡胶坯料依次经过精密压延挤出、带压预硫化和高精度分切加工三个步骤后，制备得到高强度超薄橡胶带状片材，具体过程包括：a)精密压延挤出：将混炼好的橡胶坯料以积胶压延法放入三辊精密压延机中挤出，其中辊筒速比为，上：中＝1:1-1.1，中：下＝1:1-1.2；辊温为，上辊70-80℃，中辊为80-95℃，下辊为70-80℃；辊距为：上中辊距为0.1-0.4mm，中下辊间距为0.1-0.3mm，压延挤出后由5-15N的张力牵伸至收卷辊与玻璃膜一起收卷；按照以上压延参数可制得厚度为0.1-0.3mm的超薄橡胶带状片材；b)预硫化：将a)中得到的超薄橡胶带状片材置于硫化机中预硫化，其中硫化温度为160-180℃，硫化压力为1-2MPa，硫化时间为0.5-2h，硫化度为60-70％，按照以上硫化参数进行硫化可以得到能够承受的张力为20-50N的高强超薄橡胶带状片材；c)将b)中制备的高强度超薄橡胶带状片材置于高精度分切加工机床上进行分切裁剪，其中辊刀的间距为15-20mm，辊刀分切偏转角为10-30°，辊速为30-50m/min，裁剪后经过10-20N的张力牵伸至收卷辊，由两个收卷辊与分别收集，最终获得宽度为15-20mm,厚度为0.1-0.3mm，能够承受20-50N张力的高强度超薄橡胶带状片材；

2)橡胶带状片材缠绕层的制备：以环向缠绕和旋向缠绕相结合的方法将高强度超薄连续橡胶带状片材缠绕到芯模上，制备得到橡胶带状片材缠绕层，具体过程包括：a)环向缠绕：缠绕的角度为70-90°，缠绕张力在25-40N之间，每缠绕1层张力减1-5N，缠绕速率为0-5m/min，缠绕层数为1-2层；b)旋向缠绕：缠绕角度为50-70°，缠绕张力为25-30N，每缠绕1层张力递减1-5N，缠绕速率为0-5m/min，缠绕层数为2-3层，旋向缠绕的线型为旋向缠绕的长纤维在芯模两端外侧的交叉点为1-3；按照上述缠绕工艺缠绕完成后即得到缠有橡胶带状片材的有效张紧缠绕结构；

3)长纤维复合材料层的制备：以环向缠绕和旋向缠绕相结合的方式将浸润树脂的长纤维缠绕到步骤2)中制备的橡胶带状片材缠绕层的表面上，具体过程包括：a)内层环向缠绕：其中第一层环向缠绕角度为80-90°，缠绕张力为20-40N，每缠绕1层张力递减2-4N，内层环向缠绕为2-3层；b)中间层旋向缠绕：缠绕角度为30-50°，缠绕张力为15-30N，每缠绕1层张力递减2-4N，中间旋向缠绕为3-5层，第一层旋向缠绕的缠绕线型为多切点铺层线型，交叉点为3-6，随后改变线型，保持交叉点为2-3；c)外层环向缠绕：在旋向缠绕层上再以环向缠绕的方式将浸润树脂的长纤维缠绕在旋向缠绕层上：缠绕角度为60-70°，缠绕张力为5-20N，每缠绕1层张力递减2-4N，外层环向缠绕2-3层；按照上述缠绕工艺缠绕完成后即可得到橡胶带状片材缠绕层和长纤维复合材料层组成的回转体结构；

4)整体共固化：将步骤3)中制备得到的橡胶带状片材缠绕层和长纤维复合材料层组成的回转体结构置于专用固化炉中，进行整体共固化，具体步骤为：a)设定温度为90-100℃，保温1-2h；b)将温度设定为120-130℃，保温2-3h；c)将温度设定为140-150℃，保温3-5h；d)整个过程需要施加1-3MPa的压力。

2.根据权利要求1所述的一种高强度超薄橡胶带状片材与长纤维复合材料一体化连续缠绕的工艺技术方法，其特征在于，步骤2)中需要在缠绕机头处配置高精度加热装置，加热橡胶带状片材温度保持在35-60℃。

3.根据权利要求1所述的一种高强度超薄橡胶带状片材与长纤维复合材料一体化连续缠绕的工艺技术方法，其特征在于，橡胶带状片材的主要成分为：主体橡胶、硫化体系、预处理的芳纶浆粕、酚醛环氧树脂、羧基丁腈橡胶、添加剂；其中各组分的配比为：主体橡胶50-80份、硫化体系10-30份、预处理的芳纶浆粕5-10份、酚醛环氧树脂10-15份、羧基丁腈橡胶10-20份、添加剂5-30份。