本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體為一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材的制備方法。

背景技術(shù)：

泡沫夾芯復(fù)合板材的蒙皮材料與發(fā)泡芯材易分層的問(wèn)題，是影響材料綜合使用性能的重要指標(biāo)。與金屬材料(如鋁合金)相比，復(fù)合材料在制造或使用中遭受意外沖擊(如飛鳥(niǎo)、飛石、冰雹、裝配過(guò)程中的工具跌落等)時(shí)，其內(nèi)部易出現(xiàn)不易觀測(cè)到的分層損傷，嚴(yán)重威脅材料使用的安全。因此，如何提高復(fù)合材料的抗沖擊損傷能力是復(fù)合材料在機(jī)翼、機(jī)身等主承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

國(guó)內(nèi)外都有一些技術(shù)措施，如織物與泡沫縫合技術(shù)、銷釘植入xcore技術(shù)、層連技術(shù)、針刺技術(shù)等。這些技術(shù)要么成本高、損耗嚴(yán)重，要么人工參與過(guò)多，標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，產(chǎn)品質(zhì)量一致性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合板的制備方法，該方法利用特種纖維織物加膠貼模鋪放形成蒙皮材料，通過(guò)向凸凹模具合模形成的注膠空腔注入發(fā)泡材料，通過(guò)模具邊緣涂結(jié)構(gòu)膠和密封注膠口和出膠口，合模升溫等，形成泡沫與起絨相互嵌入的抗分層夾芯復(fù)合材料板，其成型工藝簡(jiǎn)單、易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量一致性好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：制作兩個(gè)型面互補(bǔ)的模具，分別作為上模具、下模具，其中上模具為凸模具或凹模具，并于上模具上開(kāi)設(shè)兩個(gè)通孔，其中一個(gè)通孔作為發(fā)泡入膠口，另一個(gè)通孔作為發(fā)泡出膠口，所述兩個(gè)通孔直徑相同，且通孔的內(nèi)、外表面出口均作倒角或圓角處理；

步驟2：在凹模具表面涂抹脫模劑或鋪好脫模布，再涂膠衣，將單面起絨織物鋪貼在模具上——起絨織物光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開(kāi)放一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

在凸模具表面涂抹脫模劑或鋪放好脫模布，再涂膠衣，將單面起絨織物鋪貼在模具上——起絨織物光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個(gè)通孔，打通復(fù)合材料層，并清除碎屑；

步驟4：在合模前于模具邊緣處涂抹結(jié)構(gòu)膠，通過(guò)結(jié)構(gòu)膠使邊緣處粘接，并將發(fā)泡材料封裝在起絨織物復(fù)合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具之間形成注膠空腔；

步驟5：通過(guò)上模具的發(fā)泡入膠口，向注膠空腔內(nèi)注入發(fā)泡材料，此時(shí)發(fā)泡出膠口處于打開(kāi)狀態(tài)；

步驟6：待注膠空腔內(nèi)剛剛注滿發(fā)泡材料并稍有膠溢出時(shí)，將上模具的發(fā)泡入膠口和發(fā)泡出膠口封堵死；

步驟7：將上述模具進(jìn)行合模，并對(duì)合模進(jìn)行升溫處理，控制好發(fā)泡溫度和時(shí)間，得到所需發(fā)泡密度的起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材；

步驟8：取出起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在步驟2中，所述起絨織物為碳纖維織物或玻璃纖維織物的經(jīng)向起絨織物或緯向起絨織物或割絨織物。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在步驟4中，所述結(jié)構(gòu)膠為環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂或聚酰亞胺或聚氨酯或熱塑聚合物。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在步驟5中，所述發(fā)泡材料為由異氰酸酯、多元醇組成的樹(shù)脂混合物或其他聚合物樹(shù)脂與發(fā)泡劑的混合物，或步驟5中，所述發(fā)泡材料為環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂或聚酰亞胺或聚氨酯或其他硬質(zhì)發(fā)泡材料或熱塑聚合物發(fā)泡材料。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述模具型面為光滑曲面或平面，通過(guò)對(duì)模具的型面控制，可制作出不同異形曲面結(jié)構(gòu)的夾芯復(fù)合材料板材，如將模具型面設(shè)計(jì)為圓管型、錐管型或曲面型。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在步驟1中，所述通孔的直徑為5mm～20mm。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果有：

1、本發(fā)明為一種成型工藝簡(jiǎn)單、易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量一致性較好的復(fù)合材料技術(shù)，選取凸條材料作蒙皮而發(fā)泡材料作芯材，能充分發(fā)揮兩種材料特性的輕質(zhì)、抗分層的結(jié)構(gòu)或功能；

2、本發(fā)明制得的泡沫夾芯復(fù)合材料板材能有效克服以往蒙皮面板與發(fā)泡材料芯容易脫層的缺陷，通過(guò)硬化的起絨與現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡材料的相互嵌入，能顯著提高抗分層性能，同時(shí)還能顯著提高拉、壓、彎、剪等綜合力學(xué)性能；

3、通過(guò)對(duì)模具的型面控制，本發(fā)明可制備出不同異形曲面結(jié)構(gòu)夾芯復(fù)合板，可直接用于結(jié)構(gòu)支撐件、保溫隔熱、吸音隔音板材等，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形小、力學(xué)性能可設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，

附圖1是本發(fā)明的起絨織物在凸模具的鋪放結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明的起絨織物在凹模具的鋪放結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是本發(fā)明合模后的抗分層泡沫夾芯復(fù)合板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：參照附圖1及附圖2，制作兩個(gè)曲面型互補(bǔ)的模具，分別作為上模具2、下模具1，其中上模具2為凸模具，并于上模具2上開(kāi)設(shè)兩個(gè)通孔，其中一個(gè)通孔作為發(fā)泡入膠口3，另一個(gè)通孔作為發(fā)泡出膠口4，兩個(gè)通孔直徑均為5mm，且通孔的內(nèi)、外表面出口均作倒角或圓角處理

步驟2：在凹模具表面涂抹脫模劑，再涂膠衣，將碳纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——碳纖織物的光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開(kāi)放一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

在凸模具表面涂抹脫模劑，再涂膠衣，將碳纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——碳纖織物的光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個(gè)通孔，打通復(fù)合材料層，并清除碎屑；

步驟4：參照附圖3，在合模前于模具邊緣處涂抹結(jié)構(gòu)膠5/環(huán)氧樹(shù)脂并加纖維，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂使邊緣處粘接，并將發(fā)泡材料6封裝在起絨織物復(fù)合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具1之間形成注膠空腔；

步驟5：通過(guò)上模具2的發(fā)泡入膠口3，向注膠空腔內(nèi)注入發(fā)泡材料6，此時(shí)發(fā)泡出膠口4處于打開(kāi)狀態(tài)，發(fā)泡材料6采用由異氰酸酯、多元醇組成的樹(shù)脂混合物；

步驟6：待注膠空腔內(nèi)剛剛注滿發(fā)泡材料6并稍有膠溢出時(shí)，將上模具2的發(fā)泡入膠口3和發(fā)泡出膠口4封堵死；

步驟7：將上述模具進(jìn)行合模，并對(duì)合模進(jìn)行升溫處理，控制好發(fā)泡溫度和時(shí)間，得到所需發(fā)泡密度的碳纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材；

步驟8：取出碳纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口4鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

實(shí)施例2

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制作兩個(gè)型面互補(bǔ)的模具，分別作為上模具2、下模具1，其中上模具2為凹模具，并于上模具2上開(kāi)設(shè)兩個(gè)通孔，其中一個(gè)通孔作為發(fā)泡入膠口3，另一個(gè)通孔作為發(fā)泡出膠口4，兩個(gè)通孔直徑均為20mm，且通孔的內(nèi)、外表面出口均作倒角或圓角處理；

步驟2：在凹模具表面鋪好脫模布，再涂膠衣，將玻璃纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——玻纖起絨織物光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開(kāi)放一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透玻纖織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

在凸模具表面鋪放好脫模布，再涂膠衣，將玻璃纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——玻纖起絨織物光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側(cè)，用刷子蘸取含有固化劑的樹(shù)脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹(shù)脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態(tài)；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個(gè)通孔，打通復(fù)合材料層，并清除碎屑；

步驟4：在合模前于模具邊緣處涂抹聚氨酯，通過(guò)聚氨酯使邊緣處粘接，并將發(fā)泡材料6封裝在起絨織物復(fù)合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具1之間形成注膠空腔；

步驟5：通過(guò)上模具2的發(fā)泡入膠口3，向注膠空腔內(nèi)注入聚酰亞胺，此時(shí)發(fā)泡出膠口4處于打開(kāi)狀態(tài)；

步驟6：待注膠空腔內(nèi)剛剛注滿發(fā)泡材料6并稍有膠溢出時(shí)，將上模具2的發(fā)泡入膠口3和發(fā)泡出膠口4封堵死；

步驟7：將上述模具進(jìn)行合模，并對(duì)合模進(jìn)行升溫處理，控制好發(fā)泡溫度和時(shí)間，得到所需發(fā)泡密度的玻纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材；

步驟8：取出玻纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復(fù)合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口4鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

雖然上述介紹了本發(fā)明的兩種不同的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

同時(shí)應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施例加以描述，并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，本說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

盡管如此，不論采用上述的哪種實(shí)施方式，本發(fā)明較之于現(xiàn)有技術(shù)都應(yīng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明為一種成型工藝簡(jiǎn)單、易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量一致性較好的復(fù)合材料技術(shù)，選取凸條材料作蒙皮而發(fā)泡材料6作芯材，能充分發(fā)揮兩種材料特性的輕質(zhì)、抗分層的結(jié)構(gòu)或功能；

2、本發(fā)明制得的泡沫夾芯復(fù)合材料板材能有效克服以往蒙皮面板與發(fā)泡材料6芯容易脫層的缺陷，通過(guò)硬化的起絨與現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡材料6的相互嵌入，能顯著提高抗分層性能，同時(shí)還能顯著提高拉、壓、彎、剪等綜合力學(xué)性能；

3、通過(guò)對(duì)模具的型面控制，本發(fā)明可制備出不同異形曲面結(jié)構(gòu)夾芯復(fù)合板，可直接用于結(jié)構(gòu)支撐件、保溫隔熱、吸音隔音板材等，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形小、力學(xué)性能可設(shè)計(jì)。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。