[发明专利]一种多重防护式复合纤维管及制备方法和成型装置

说明书

本发明公开了一种多重防护式复合纤维管及制备方法和成型装置，其中装置具备管芯模、上模、下模，管芯模用于将预浸料卷绕形成管体结构，具有模轴以及形成于模轴外周侧的芯模体，下模，在下模的下型腔的两侧设置有向上开口的轴通槽，模轴两端穿过轴通槽与旋转驱动器连接，上模，其表面设置有上型腔，上型腔与下型腔在合模时包覆芯模体并对其表面的管体结构进行挤压，在下模和上模合模成型冷却后，通过旋转驱动器驱动管芯模旋转实现脱模。本发明管芯模能够在旋转驱动器的驱动作用下转动，在周向与复合纤维管发生相对位移来实现脱模，横截面方向周长较小，旋转过程中受到的总阻力较小，大大降低了脱模的难度，适用于任意长度的管件进行脱模。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种多重防护式复合纤维管及制备方法和成型装置。

背景技术

管件作为设备各个受力和支承构件的组成，其作用一般为连接、控制、变向、分流、密封、支撑等。作为设备的组成，其同时也需要满足设备所需要的环境要求。对于系统工作环境中存在中子、γ射线、电磁脉冲以及高速碎片等恶劣的条件下，管件不仅需要满足重量小、强度高、可靠性高等基本要求，还需要具有对多种射线混合辐射场的多重防护功能。

目前，纤维管是采用纤维复合材料预浸料经过加热固化而成，挤压工艺、缠绕工艺、卷管工艺等是制备纤维管常见的几种方法。

但是由于金属材料与纤维材料的塑性存在差异，使得复合层管各层之间的变形难以协调，很容易造成褶皱、分层分裂等缺陷，而单一纤维材料的防护性能又无法同时满足电磁辐射和电离辐射的双重防护效果。

缠绕工艺是一种适用于生产各种尺寸回转体的简单高效的方法，纤维与胶水通过混合并缠绕在芯模上，装入烘箱烘烤一端时间使得纤维紧附于芯模之上，成型固定后需要将纤维管脱出芯模，纤维材料在缠绕前，为方便在烘烤后对将纤维管从芯模上取出，需要事先在芯模表面涂抹上一层脱模剂。

目前这一步骤多使用人工方式完成，相比机械操作方式，人工方式不仅存在工作效率低的问题，其操作精确度也较差，因此容易出现脱模剂涂抹不均的情况，导致脱模剂的浪费，甚至影响到纤维管与芯模的分离效果。

现有技术中脱模过程主要是使纤维管与芯模在轴向上发生相对位移来实现，但只适用于较短的管件，对于一般尺寸的管件，其在长度方向上与芯模紧密接触，这种脱模方式难以实现，或容易对管件造成严重损坏。

发明内容

为此，本发明提供一种多重防护式复合纤维管及制备方法和成型装置，有效的解决了现有技术单一纤维材料的防护性能又无法同时满足电磁辐射和电离辐射的双重防护效果、只适用于较短的管件、对于一般尺寸的管件其在长度方向上与芯模紧密接触的脱模方式难以实现、或容易对管件造成严重损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：一种多重防护式复合纤维管，其特征在于，

包括依次贴合设置的硼纤维内层、碳纤维中层和硼纤维外层，所述硼纤维内层和所述硼纤维外层均独立地由硼纤维预浸料制成，所述碳纤维中层由碳纤维预浸料制成。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种多重防护式复合纤维管的制备方法，包括以下步骤：

步骤100，按照硼纤维预浸料、碳纤维预浸料和硼纤维预浸料的顺序，依次铺卷到管芯模外壁，得到预制件；

步骤200，将预制件外表缠绕热缩膜；

步骤300，将预制件进行固化，先80～120℃保温2～4小时，再140～165℃保温1～3小时，固化形成依次为硼纤维内层、碳纤维中层和硼纤维外层的三层复合纤维管；

步骤400，取出预制件，脱模并取出复合纤维管。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种多重防护式复合纤维管的成型装置，具备：