CN112646301A - 一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，包括如下步骤：将一定量水溶性高分子材料粉末加入到去离子水中制备一定浓度的水溶性胶粘剂，随后将其按预设比例与轻质石英砂均匀混合制成胶砂；按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂，并混合均匀；将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，即可制备芯模预制品。本发明解决现有芯模自身亲水性强，在单独使用水溶胶粘剂时，芯模极易吸湿返潮，整体力学性能会大幅度下降；芯模固化时，水溶胶粘剂不发生化学反应，其分子结构主要以线性结构存在于芯模中，在高温环境芯模整体力学性能会随温度的升高出现大幅下降等问题。

Description

一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法
技术领域
本发明涉及固体火箭发动机复合材料壳体制造领域，具体涉及一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法。
背景技术
水溶性芯模材料主要由水溶性胶粘剂与无机填料组成，其中水溶胶粘剂对水溶性芯模总体性能起主导作用，直接决定了芯模的性能。水溶性芯模材料用于制造能够在水中溶解的芯模，即待构件制作完成之后，可将整个构件连同芯模一起浸泡在水中，使芯模材料溶解、坍塌，从而顺利完成脱模。这一特点恰好有利于解决复合材料一次性整体成型过程中所遇到的脱模难问题。目前所使用的水溶性材料存在两方面问题，一由于其自身亲水性强，在单独使用水溶胶粘剂时，常温环境下，芯模极易吸湿返潮，其整体力学性能会大幅度下降。二在芯模固化时，水溶胶粘剂并不发生化学反应，其分子结构主要以线性结构存在于芯模中，在高温环境芯模整体力学性能会随温度的升高出现大幅下降。在水溶胶粘剂添加入少量热固性树脂后吸潮现象得到改善，常温下，热固性树脂的添加可赋予芯模良好的压缩性能及较高的弹性模量；同时使芯模在高温下仍可保持较好的抗压性能；当水溶粘接剂复配热固性树脂使用充当胶粘剂时，芯模的高温力学性能得到改善，其弹性模量及压缩韧性在高温环境下得到保持，使用该配方所制芯模可以具有相对更好的整体力学性能。
发明内容
本发明提供一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，所制备的芯模解决现有芯模自身亲水性强，在单独使用水溶胶粘剂时，常温环境下，芯模极易吸湿返潮，其整体力学性能会大幅度下降；芯模固化时，水溶胶粘剂并不发生化学反应，其分子结构主要以线性结构存在于芯模中，在高温环境芯模整体力学性能会随温度的升高出现大幅下降等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，包括如下步骤：
S1：将一定量水溶性高分子材料粉末加入到去离子水中制备一定浓度的水溶性胶粘剂，随后将其按预设比例与轻质石英砂均匀混合制成胶砂；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂，并混合均匀；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，即可制备芯模预制品。
进一步地，所述水溶性高分子材料采用聚乙烯醇、水溶性淀粉或聚丙烯酰胺。
进一步地，所述水溶性胶粘剂与轻质石英砂的质量比为3.5-4：1。
进一步地，所述环氧树脂和固化剂的质量比为100：15-40。
进一步地，所述环氧树脂和固化剂的质量比为100：15-40。
进一步地，所述S3中升温速率60℃/h ~90℃/h，110℃~120℃保温15h，自然降温到40℃下出模。
本发明所提供的热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，所制备的芯模成型方式简单，与成型模具匹配性好；可赋予芯模良好的压缩性能及较高的弹性模量；同时使芯模在高温下仍可保持较好的抗压性能；在提高产品成型质量的同时，保证了工艺稳定性，大幅提高生产效率。
具体实施方式
下面结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部所得实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，包括如下步骤：
S1：将一定量水溶性高分子材料粉末加入到去离子水中制备一定浓度的水溶性胶粘剂，随后将其按预设比例与轻质石英砂均匀混合制成胶砂，其中，所述水溶性高分子材料采用聚乙烯醇、水溶性淀粉或聚丙烯酰胺，所述水溶性胶粘剂与轻质石英砂的质量比为3.5-4：1；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂，并混合均匀，其中，所述环氧树脂和固化剂的质量比为100：15-40；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，升温速率60℃/h ~90℃/h，110℃~120℃保温15h，自然降温到40℃下出模，即可制备芯模预制品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
S1：将200g聚乙烯醇（PVA牌号0588）加入到去离子水中制备800g水溶性胶粘剂，按照4：1的质量投料比加入到轻质轻质石英砂均匀混合制成胶砂；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂（每百份E51环氧树脂中加入20份E200固化剂），并混合均匀；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，升温速率60℃/h ~90℃/h，110℃~120℃保温15h，自然降温到40℃下出模，即可制备芯模预制品。
实施例2
S1：将200g水溶性淀粉（（9005-84-9））加入到去离子水中制备1000g水溶性胶粘剂，按照3.5：1的质量投料比加入到轻质轻质石英砂均匀混合制成胶砂；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂（每百份E51环氧树脂中加入15份E200固化剂），并混合均匀；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，升温速率60℃/h ~90℃/h；80℃~100℃保温4h~10h，自然降温到40℃下出模，即可制备芯模预制品。
实施例3
S1：将200g聚乙烯醇（PVA牌号0588）加入到去离子水中制备750g水溶性胶粘剂，按照3.5：1的质量投料比加入到轻质轻质石英砂均匀混合制成胶砂；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂（每百份E51环氧树脂中加入40份E200固化剂），并混合均匀；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，升温速率60℃/h ~90℃/h，90℃~105℃保温15h，自然降温到40℃下出模，即可制备芯模预制品。

Claims (6)

1.一种热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将一定量水溶性高分子材料粉末加入到去离子水中制备一定浓度的水溶性胶粘剂，随后将其按预设比例与轻质石英砂均匀混合制成胶砂；
S2：按预设比例在胶砂中加入环氧树脂和固化剂，并混合均匀；
S3：将S2中制备的胶砂加入到预置模具中，采用恒温鼓风干燥箱充分干燥，即可制备芯模预制品。
2.根据权利要求1所述热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于：所述水溶性高分子材料采用聚乙烯醇、水溶性淀粉或聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于：所述水溶性胶粘剂与轻质石英砂的质量比为3.5-4：1。
4.根据权利要求1所述热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于：所述固化剂采用E200固化剂。
5.根据权利要求1或4所述热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂和固化剂的质量比为100：15-40。
6. 根据权利要求1所述热固性树脂复配增强的水溶性芯模的制备方法，其特征在于：所述S3中升温速率60℃/h ~90℃/h，110℃~120℃保温15h，自然降温到40℃下出模。
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