CN106189234A - 一种高强度无人机螺旋桨及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度无人机螺旋桨及其制备工艺，本发明的无人机螺旋桨不仅具有优良的机械性能，具有强度高和抗疲劳能力，在抗交变应力作用好；还拥有良好的化学稳定性，即良好的耐腐蚀能力和耐水耐热性；将制备好的螺旋桨防入水蒸气中进行退火处理，能消除螺旋桨的内应力，从而延长其使用寿命。

Description

一种高强度无人机螺旋桨及其制备工艺
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种高强度无人机螺旋桨及其制备工艺。
背景技术
由于无人机的特点，要求制造无人机的材料具有高强度和质量轻的特点，小型低速无人机螺旋桨的工作特点从多方面制约了螺旋桨效率的提高。目前，小型低速无人机大多以活塞式发动机为动力，螺旋桨是其主要的推进装置。
传统的无人机螺旋桨常用木质螺旋桨，木质螺旋桨具有成本低、加工容易、使用方便等优点，但是木质螺旋桨也容易被刮伤，且抗雨雪能力差，耐气候变化能力差，效率较低，装机后的实际效率一般低于0.6，比有人飞机低20％以上。因而，研发制备出新的螺旋桨材料由十分重要的意义。
中国专利CN105014993A公开了一种无人机螺旋桨的制备方法，以轻木为基体，碳纤维为增强层，提高螺旋桨的强度，但是该螺旋桨以轻木很容易受到腐蚀。聚醚砜树脂具有优异的耐热耐水性，优良的尺寸安定性，良好的耐化学品性以及抗蠕变性，在航天领域具有很大的应用前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度无人机螺旋桨，使得螺旋桨的的质量轻，工作效率高。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高强度无人机螺旋桨，由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂100～180份、聚醚醚酮树脂40～120份、玻璃纤维18～28份、碳纤维15～28份、聚四氟乙烯10～16份、防老剂3～6份、阻燃剂2～5份、固化剂2～8份。
一种高强度无人机螺旋桨，由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂120～150份、聚醚醚酮树脂50-100份、玻璃纤维20～26份、碳纤维18～25份、聚四氟乙烯12～15份、防老剂3～6份、阻燃剂2～5份、固化剂5～6份。
一种高强度无人机螺旋桨，由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂128份、聚醚醚酮树脂64份、玻璃纤维24份、碳纤维22份、聚四氟乙烯13份、防老剂5份、阻燃剂3份、固化剂5份。
优选的，所述聚醚砜树脂与聚醚醚酮树脂的质量比为2.5～1.5：1。
优选的，所述聚醚醚酮树脂的重均分子量为20000～40000，所述聚醚砜树脂的重均分子量在25000～50000。
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚醚醚酮树脂和聚醚砜树脂分别在105～130℃下烘干4～6小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和聚四氟乙烯混合1～10min，然后加入玻璃纤维和碳纤维混合5～10min，最后加入防老剂、阻燃剂、固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入100～120℃的水蒸气中静置3～5h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
本发明的有益效果：本发明采用聚醚砜树脂为主要成分，将其与聚醚醚酮树脂复合，显著增强了树脂的机械性能，还具有很强的抗压和耐腐蚀性，加入玻璃纤维和碳纤维后，塑料树脂的强度进一步增强；且聚醚醚酮树脂的高温流动性好，容易加工，将制备好的模型防入水蒸气中进行退火处理，消除了模型的内应力，延长其使用寿命。本发明的无人机螺旋桨具有优良的机械性能，具有强度高和抗疲劳能力，在抗交变应力作用好，还拥有良好的化学稳定性，即良好的耐腐蚀能力和耐水耐热性，且原材料容易加工成型，节约能源。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)40份重均分子量为20000的聚醚醚酮树脂和100份重均分子量为25000的聚醚砜树脂分别在105℃下烘4小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和12份聚四氟乙烯混合1min，然后加入18份玻璃纤维和28份碳纤维混合5min，最后加入3份防老剂、5份阻燃剂、8份固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入100℃的水蒸气中静置5h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
实施例2：
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)50份重均分子量为20000的聚醚醚酮树脂和100份重均分子量为25000的聚醚砜树脂分别在130℃下烘干6小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和10份聚四氟乙烯混合10min，然后加入28份玻璃纤维和18份碳纤维混合10min，最后加入6份防老剂、5份阻燃剂、6份固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入120℃的水蒸气中静置3h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
实施例3：
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)64份重均分子量为25000的聚醚醚酮树脂和128份重均分子量为30000的聚醚砜树脂分别在120℃下烘干6小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和13份聚四氟乙烯混合8min，然后加入24份玻璃纤维和22份碳纤维混合6min，最后加入5份防老剂、3份阻燃剂、5份固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入120℃的水蒸气中静置3h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
实施例4：
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)100份重均分子量为40000的聚醚醚酮树脂和150份重均分子量为50000的聚醚砜树脂分别在1110℃下烘干5小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和15份聚四氟乙烯混合30min，然后加入20份玻璃纤维和25份碳纤维混合8min，最后加入3份防老剂、2份阻燃剂、5份固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入120℃的水蒸气中静置5h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
实施例5：
一种高强度无人机螺旋桨的制备方法，包括以下步骤：
(1)120份重均分子量为40000的聚醚醚酮树脂和180份重均分子量为50000的聚醚砜树脂分别在105～130℃下烘干4～6小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和16份聚四氟乙烯混合6min，然后加入26份玻璃纤维和15份碳纤维混合5min，最后加入6份防老剂、2份阻燃剂、2份固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入100℃的水蒸气中静置5h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明的无人机螺旋桨具有优良的机械性能，具有强度高和抗疲劳能力，在抗交变应力作用好，还拥有良好的化学稳定性，即良好的耐腐蚀能力和耐水耐热性，且原材料容易加工成型，节约能源。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高强度无人机螺旋桨，其特征在于，由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂100～180份、聚醚醚酮树脂40～120份、玻璃纤维18～28份、碳纤维15～28份、聚四氟乙烯10～16份、防老剂3～6份、阻燃剂2～5份、固化剂2～8份。
2.如权利要求1所述的高强度无人机螺旋桨，其特征在于，由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂120～150份、聚醚醚酮树脂50-100份、玻璃纤维20～26份、碳纤维18～25份、聚四氟乙烯12～15份、防老剂3～6份、阻燃剂2～5份、固化剂5～6份。
3.如权利要求2所述的高强度无人机螺旋桨，其特征在于，由以下重量份的物质组成：由以下重量份的物质组成：聚醚砜树脂128份、聚醚醚酮树脂64份、玻璃纤维24份、碳纤维22份、聚四氟乙烯13份、防老剂5份、阻燃剂3份、固化剂5份。
4.如权利要求3所述的高强度无人机螺旋桨，其特征在于，所述聚醚砜树脂与聚醚醚酮树脂的质量比为2.5～1.5：1。
5.如权利要求4所述的高强度无人机螺旋桨，其特征在于，所述聚醚醚酮树脂的重均分子量为20000～40000，所述聚醚砜树脂的重均分子量在25000～50000。
6.一种如权利要求1～5任一所述的高强度无人机螺旋桨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)聚醚醚酮树脂和聚醚砜树脂分别在105～130℃下烘干4～6小时；
(2)将步骤(1)所得的烘干料聚醚醚酮树脂、聚醚砜树脂和聚四氟乙烯混合1～10min，然后加入玻璃纤维和碳纤维混合5～10min，最后加入防老剂、阻燃剂、固化剂混合均匀；
(3)将步骤(2)所得混合物放入注射机中，进行加热塑化，然后冷却成型；
(4)将步骤(3)中的模型放入100～120℃的水蒸气中静置3～5h后，自然冷却至室温，得到高强度螺旋桨。
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