本发明涉及碳纤维领域，公开了一种碳纤维缠绕成型方法，包括如下步骤：将缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕；将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60℃，胶液粘度为200～900mPa·s；将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12～18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上；按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。本发明碳纤维缠绕成型方法，保证碳纤维能满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112388991 A (43)申请公布日 2021.02.23 (21)申请号 8.X (22)申请日 2020.10.27 (71)申请人 湖北三江航天江北机械工程有限公 司 地址 432000 湖北省孝感市北京路特6号 (72)发明人 曾甜甜李天明卓艾宝蒋伟 陈长胜李忠仕 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 胡镇西张继东 (51)Int.Cl. B29C 70/34 (2006.01) B29C 70/54 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 (54)发明名称 碳纤维缠绕成型方法 (57)摘要 本发明涉及碳纤维领域，公开了一种碳纤维 缠绕成型方法，包括如下步骤：将缠绕芯模组装 好，贴好绝热结构后，待缠绕；将环氧树脂搅拌均 匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60 ℃，胶液粘度为200～900mPa ·s；将满足设计指 标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股 纱的缠绕张力12～18N，经过出纱装置、浸胶槽、 过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上；按照缠绕设定 的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。本发明碳纤维 缠绕成型方法，保证碳纤维能满足缠绕工艺特性 的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得 到最好的发挥。 A 1 9 9 8 8 3 2 1 1 N C CN 112388991 A 权利要求书 1/1页 1.一种碳纤维缠绕成型方法，其特征在于：包括如下步骤： A)将缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60℃，胶液粘度为200 ～900mPa·s； C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12～ 18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 2.如权利要求1所述碳纤维缠绕成型方法，其特征在于：所述步骤B)中，所述环氧树脂 的工艺适用期≥6h。 2 2 CN 112388991 A 说明书 1/3页 碳纤维缠绕成型方法 技术领域 [0001] 本发明涉及碳纤维领域，具体涉及一种碳纤维缠绕成型方法。 背景技术 [0002] 压力容器主要采用纤维缠绕成型，即将碳纤维浸渍树脂，再通过湿法缠绕成型。根 据产品功能和使用温度特性的不同，所选用的材料体系也不同，但是其成型原理相同。 [0003] 该成型方法能有效减轻固体火箭的消极质量，具有更高的质量比，因此相关产品 都已经实现了批量生产，并已在航天航空领域得到了广泛的应用。 [0004] 但由于目前国产碳纤维与树脂的匹配性较差，工艺尚未稳定，难以保证纤维强度 的有效发挥，进而导致制品的工作压力难以满足指标要求。 发明内容 [0005] 本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种碳纤维缠绕成型方法，保证碳 纤维能满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。 [0006] 为实现上述目的，本发明所设计的碳纤维缠绕成型方法，包括如下步骤： [0007] A)将缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0008] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50～60℃，胶液粘度 为200～900mPa ·s，确保环氧树脂胶液对碳纤维具有很好的浸润性，保证碳纤维在环氧树 脂胶液中的浸润程度能满足碳纤维的缠绕成型； [0009] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力12 ～18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上，通过设定纤维纱单股纱的 缠绕张力12～18N，实现张力逐层递减，确保压力容器在进行水压爆破时，应力逐渐传递； [0010] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 [0011] 优选的，所述步骤B)中，所述环氧树脂的工艺适用期≥6h，确保环氧树脂胶液在浸 胶槽中放置一定的时间后，环氧树脂胶液的粘度能满足碳纤维的缠绕工艺性要求。 [0012] 本发明与现有技术相比，具有以下优点： [0013] 通过对缠绕张力的施加方式、纤维纱与树脂的匹配性、树脂胶液对纤维纱的浸润 程度、树脂胶液的粘度、树脂胶液的工艺适用期来控制碳纤维的缠绕成型，保证碳纤维满足 缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时纤维强度得到最好的发挥。 具体实施方式 [0014] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。 [0015] 实施例一： [0016] A)将φ1200缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0017] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为50℃，胶液粘度为 200mPa·s，所述环氧树脂的工艺适用期为6h； 3 3 CN 112388991 A 说明书 2/3页 [0018] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力 12N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； [0019] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 [0020] 将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力达10.4MP开运体育控股有限公司a，能满足设计指标 不小于9.0MPa的要求。 [0021] 实施例二： [0022] A)将φ400缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0023] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为60℃，胶液粘度为 900mPa ·s，所述环氧树脂的工艺适用期为7h； [0024] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力 18N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； [0025] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 [0026] 将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力达15.9MPa，能满足设计指标 不小于14.0MPa的要求。 [0027] 实施例三： [0028] A)将φ850缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0029] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为55℃，胶液粘度为 550mPa·s，所述环氧树脂的工艺适用期为6.5h； [0030] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力 15N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； [0031] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 [0032] 将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力达18MPa，能满足设计指标不 小于16.0MPa的要求。 [0033] 对照例一： [0034] A)将φ1200缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0035] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为40℃，胶液粘度为 1000mPa·s，所述环氧树脂的工艺适用期为5h； [0036] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力 10N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； [0037] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 [0038] 将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力为8.4MPa，不能满足设计指 标不小于9.0MPa的要求。 [0039] 对照例二： [0040] A)将φ400缠绕芯模组装好，贴好绝热结构后，待缠绕； [0041] B)将环氧树脂搅拌均匀后倒入浸胶槽后，设定浸胶槽温度为70℃，胶液粘度为 180mPa·s，所述环氧树脂的工艺适用期为5h； [0042] C)将满足设计指标要求的碳纤维放置在纱架上，设定纤维纱单股纱的缠绕张力 8N，经过出纱装置、浸胶槽、过纱棍和丝嘴后，缠绕在芯模上； [0043] D)按照缠绕设定的程序进行壳体缠绕、固化、脱模。 4 4 CN 112388991 A 说明书 3/3页 [0044] 将本实施例制得的成品进行水压爆破试验，爆破压力达13.7MPa，不能满足设计指 标不小于14.0MPa的要求。 [0045] 由此可见，本发明碳纤维缠绕成型方法，通过对缠绕张力的施加方式、纤维纱与树 脂的匹配性、树脂胶液对纤维纱的浸润程度、树脂胶液的粘度、树脂胶液的工艺适用期来控 制碳纤维的缠绕成型，保证碳纤维满足缠绕工艺特性的要求，确保制品在进行水压爆破时 纤维强度得到最好的发挥。 5 5

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