一种用于高温高压热压罐成型的真空封装结构及方法与流程

本发明涉及一种用于高温高压热压罐成型的真空袋封装结构及方法，属于热压罐成型复合材料。

背景技术：

1、随着航空航天装备性能的提升，对复合材料的轻量化、耐高温等技术指标日渐严苛。耐高温树脂基复合材料由于具有优异的热学性能和力学性能，已经成为承载结构的主要材料方案。耐高温树脂基复合材料(如高温双马、聚酰亚胺等)可以通过多种成型方法来制备，比如热压罐成型工艺、模压成型工艺等。相比于其他成型工艺，热压罐成型工艺具有温度场及压力场分布均与，构件尺寸形状不受限制等特点，成为耐高温树脂基复合材料成型的最重要方式之一。

2、热压罐成型是将复合材料放置于成型工装内，通过真空袋、密封胶带及相关辅料形成真空封装状态，根据复合材料特性设定相应的升温加压固化程序，成型温度及成型压力通过封装体系间接作用在复合材料上完成产品的固化成型。现有的热压罐成型封装体系通常采用真空袋和密封胶带进行封装。但由于高温双马、聚酰亚胺等复合材料成型温度高、成型压力大、固化时间长。在固化成型过程中，长时间的高温高压环境极易导致封装体系出现破损、开粘等情况，从而造成封装体系真空度下降，严重时会发生爆袋致使封装体系完全失效，直接影响复合材料成型质量。此外，由于材料特性不同，相比于低温密封胶带，高温密封胶带粘接性不足，不易封装且封装不好易脱粘、开裂，增大了封装难度，降低了封装效率。目前有专利将低温密封胶带和高温密封胶带结合使用，提升封装体系真空度，如cn115195155a专利中采用双层高温密封胶带和单层低温密封胶带，可以解决复合材料热压罐成型时高温高压条件下真空泄漏高的问题，但由于单层低温密封胶带在双层密封胶带外侧，当热压罐温度超过200℃时低温密封胶带便会分解，热分解物则会污染热压罐罐体，从而降低热压罐罐子使用寿命以及影响后续热压罐成型制品。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种新型的“高温-低温-高温”的夹芯结构及其封装方法，适用于高温高压热压罐成型，可用于高温双马、低温聚酰亚胺、高温聚酰亚胺等树脂体系热压罐成型，最高成型温度覆盖220～400℃，能够有效避免封装体系在热压罐固化成型过程中发生开粘、破损等情况，显著提高封装体系气密性及封装效率，提升产品成型质量和合格率。

2、本发明为实现上述目的提供了如下技术方案：

3、一种用于高温高压热压罐成型的真空袋封装结构，包括：

4、一层高温脱模材料，放置在复合材料预制体的上下面，该预制体放置于模具中，该模具具有抽真空通道；

5、一层高温透气材料，放置在上面的高温脱模材料上；

6、由高温密封胶带、低温密封胶带和高温密封胶带构成的夹芯结构，粘接在模具的外边缘，并位于模具的抽真空通道外侧；

7、一层真空袋，位于最外层，与外层的高温密封胶带粘接。

8、进一步地，所述复合材料选用高温双马树脂、低温聚酰亚胺树脂或高温聚酰亚胺树脂。

9、进一步地，所述高温密封胶带为改性聚硅氧烷橡胶类胶带，所述低温密封胶带为丁基橡胶类胶带。

10、一种用于高温高压热压罐成型的真空袋封装方法，包括以下步骤：

11、(1)将复合材料预制体放置于模具中，该模具具有抽真空通道；

12、(2)在预制体的上下面放置一层高温脱模材料，再在上面的高温脱模材料上放置一层高温透气材料；

13、(3)在模具外边缘粘接三层密封胶带，分别为高温密封胶带、低温密封胶带和高温密封胶带，呈现夹芯结构，密封胶带均位于抽真空通道外侧；

14、(4)在最外层铺覆真空袋，通过和外层的高温密封胶带粘接，形成封装体系，并通过抽真空形成真空封装体系。

15、进一步地，所述复合材料选用高温双马树脂、低温聚酰亚胺树脂或高温聚酰亚胺树脂。

16、进一步地，所述高温密封胶带为改性聚硅氧烷橡胶类胶带，所述低温密封胶带为丁基橡胶类胶带。

17、本发明取得的有益效果如下：

18、耐高温树脂基复合材料成型的质量与热压罐成型封装体系状态密切相关。对于本发明提出的双层新型“高温-低温-高温”的夹芯结构封装方法，包含两层高温密封胶带，相当于两道防线，外侧高温密封胶带作为保护层，可以降低高温高压引起的封装体系开粘、破损等风险；内侧高温密封胶带作为密封层，确保成型压力的有效传递。此外，在双层高温密封胶带的中间引入低温密封胶带。由于低温密封胶带自身的材料特性，相比高温密封胶带具有优异的粘接性，提升封装效率的同时进一步提升封装体系气密性。与此同时，低温密封胶带处于两层高温密封胶带的中间，即使在热压罐固化成型过程中温度超过其分解温度(200℃之上)时，其分解物也会被限制在两层高温密封胶带之间，避免造成热压罐罐内污染以及复合材料制备污染。因此，本发明提出的“高温-低温-高温”的夹芯结构封装方法实际可行，具有显著经济效益。

技术特征：

1.一种用于高温高压热压罐成型的真空袋封装结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的真空袋封装结构，其特征在于，所述复合材料选用高温双马树脂、低温聚酰亚胺树脂或高温聚酰亚胺树脂。

3.如权利要求1所述的真空袋封装结构，其特征在于，所述高温密封胶带为改性聚硅氧烷橡胶类胶带，所述低温密封胶带为丁基橡胶类胶带。

4.一种用于高温高压热压罐成型的真空袋封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的真空袋封装方法，其特征在于，所述复合材料选用高温双马树脂、低温聚酰亚胺树脂或高温聚酰亚胺树脂。

6.如权利要求4所述的真空袋封装方法，其特征在于，所述高温密封胶带为改性聚硅氧烷橡胶类胶带，所述低温密封胶带为丁基橡胶类胶带。

技术总结
本发明公开了一种用于高温高压热压罐成型的真空封装结构及方法，属于热压罐成型复合材料技术领域。本发明将复合材料预制体放置于模具中，该模具具有抽真空通道；在预制体的上下面放置一层高温脱模材料，再在上面的高温脱模材料上放置一层高温透气材料；在模具外边缘粘接三层密封胶带，分别为高温密封胶带、低温密封胶带和高温密封胶带，呈现夹芯结构，密封胶带均位于抽真空通道外侧；在最外层铺覆真空袋，通过和外层的高温密封胶带粘接，形成封装体系，并通过抽真空形成真空封装体系。本发明结合高温密封胶带的耐温性及低温密封胶带优异的粘接性能，能够显著提升封装体系气密性及封装效率，提高产品成型质量及合格率。

技术研发人员：王天娇,李丽英,汪东,李琪,张洋
受保护的技术使用者：航天特种材料及工艺技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5