[發明專利]一種具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材及制備方法

有效

• 申請號: 201010564345.1
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102476475A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 高野
• 申請（專利權）人: 遼寧杰事杰新材料有限公司
• 主分類號: B32B3/12
• 分類號: B32B3/12;B32B27/08;B32B27/12;B32B7/12;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種蜂窩結構板材，尤其涉及一種具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材，及其制備方法。?

背景技術

蜂窩夾層結構復合材料是由兩塊高強度的上下蒙皮和充填其中的夾芯結構所組成，通過粘結劑將上下蒙皮與芯子膠結成為整體剛性結構，或者直接注塑或模壓獲得夾芯結構。當夾芯板承受彎曲載荷時，上蒙皮被拉伸，下蒙皮被壓縮，芯子傳遞剪切力。從力學角度分析，它與工字梁很相似，面板相當于工字梁的翼緣，芯材相當于工字梁的腹板，其不同的是芯材與面板不是同一種性質材料，芯材是分散的，而不是集中在狹腹板上。?

蜂窩夾層結構復合材料有樹脂基夾芯結構（占大部分）和金屬夾芯結構（如鋁蒙皮/鋁芯子等）。樹脂基夾芯結構分為三類：（1）熱塑性塑料夾芯結構，如GMT蒙皮/擠出成型聚丙烯（PP）結構芯；（2）熱固性塑料夾芯結構，如GF酚醛預浸料蒙皮/Nomex芯；（3）熱固、熱塑性塑料混成夾芯結構，如GF織物聚醋蒙皮/PP蜂窩。蒙皮通常采用復合材料層壓板、金屬板、膠合板和硬塑料板等。?

蜂窩芯有熱固性芯子和熱塑性芯子之分。熱固性芯子由各種纖維如玻璃纖維（布）、碳纖維、芳族纖維、紙、棉布等浸漬熱固性樹脂，通過膠接拉伸法或波紋壓形膠接法制得。要求強度較高的蜂窩芯多采用連續齒輥滾壓形成波紋，再膠接成型。熱塑性芯子可以利用熱塑性樹脂的特點通過擠出、熱熔合等方法成型。?

目前，蜂窩夾芯復合材料存在著蒙皮強度低，如熱塑性蒙皮相對于熱固性蒙皮強度相對過低，而熱固性蒙皮韌性較差，抗沖擊性能不好，影響其使用范圍。同時，使用膠液粘接蒙皮和芯材時，膠液厚度不容易掌握，膠液過厚處的膠液容易進入蜂窩芯材，也影響蜂窩夾芯復合材料的性能。而在成型方式上，一次成型時間較短，但受蜂窩芯抗壓強度限制，成型出的蒙皮力學性能偏低，夾層內部質量不便直接檢測，有缺陷不易事先發現；二次成型質量容易控制，但生產時間相對也較長；三次成型，產品質量容易控制，但生產程序復雜，生產周期長。?

發明內容

本發明就是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種強度高、韌性好，并且生產周期短、產品質量易于控制的具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材，及其制備方法。?

本發明的目的通過以下技術方案來實現：?

一種具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材，所述蜂窩結構板材由纖維增強熱塑性蒙皮、膠膜和熱塑性蜂窩芯組成，所述熱塑性蜂窩芯置于兩塊纖維增強熱塑性蒙皮之間，并通過膠膜粘結。

所述纖維增強熱塑性蒙皮是連續纖維與熱塑性樹脂的復合材料；所述連續纖維選自玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維中的一種或幾種，所述熱塑性樹脂選自聚烯烴、熱塑性聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯PC、其他通用樹脂或高性能工程塑料。?

所述聚烯烴包括聚丙烯PP、聚乙烯PE，所述熱塑性聚酯包括聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT和聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT，所述聚酰胺包括尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍1212、尼龍612，所述其他通用樹脂包括聚氯乙烯PVC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚苯乙烯PS和高抗沖聚苯乙烯HIPS，所述高性能工程塑料包括聚醚醚酮PEEK、聚苯硫醚PPS、改性聚苯醚MPPO和聚醚酰亞胺PEI。?

所述纖維增強熱塑性蒙皮的厚度為0.2-1mm，長度和寬度根據實際應用的需要確定。?

所述膠膜選自環氧膠膜、丙烯酸膠膜、改性丙烯酸環氧膠膜中的一種或幾種。?

所述膠膜的厚度為0.2-0.4mm，長度和寬度與纖維增強熱塑性蒙皮相同。?

所述熱塑性蜂窩芯包括PE蜂窩芯、PP蜂窩芯、PVC蜂窩芯、PC蜂窩芯、PET蜂窩芯。?

所述熱塑性蜂窩芯的厚度為10-500mm，長度和寬度與纖維增強熱塑性蒙皮相同。?

一種具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材的制備方法，包括以下步驟：?

（1）將連續纖維增強熱塑性樹脂復合材料預浸帶裁剪后鋪設到模具上，送入熱壓機中，加熱至熱塑性樹脂的加工溫度，壓力為0.2-1MPa，保溫20-30min，保溫結束后移入冷壓機中，壓力為2-5MPa，保壓20-40min，保壓結束后出模，得到纖維增強熱塑性蒙皮；

（2）將面積相同的纖維增強熱塑性蒙皮、膠膜、熱塑性蜂窩芯、膠膜、纖維增強熱塑性蒙皮依次鋪設到熱壓輥前端，待溫度達到膠膜使用溫度，根據壓制板材的厚度調節傳輸臺與熱壓輥高度，送入熱壓輥，20-60秒后，板材從熱壓輥另一側出來，即制得具有纖維增強熱塑性蒙皮的蜂窩結構板材。