[發明專利]一種雙螺旋纖維增強泡沫層合板

有效

• 申請號: 201410333922.4
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104149400A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 劉旺玉;黃家樂;汪寧陵;羅遠強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B32B3/08
• 分類號: B32B3/08;B32B15/08;B32B27/04;B32B27/38;B32B7/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略;羅觀祥

技術領域

本發明涉及一種層合板，特別是涉及了一種具有雙螺旋纖維增強特征的泡沫層合板。

背景技術

多孔材料，包括金屬泡沫和聚合物泡沫等材料，具有比強度高、比剛度高，壓縮強度大和吸收能量性能好等優點，廣泛應用于建筑，船舶，風力能源和航空航天領域。多孔材料由于內部具有大量孔胞結構，相對于實心材料能大大減少固體傳熱面積、增大傳熱距離，因此特別適合做隔熱材料。相對于實心結構，多孔材料的孔胞結構在受沖擊時容易產生塑性變形，有利于沖擊時能量的吸收，因此多孔材料也經常用于減振結構。然而，拉伸強度低、脆性大使得多孔材料應用受到限制。單一的多孔材料，尤其是硬發泡多孔材料的加工性能較差。纖維增強復合材料的出現很好解決了這個問題。少量的纖維增強就可以使多孔材料拉伸強度和韌性得到大幅度的提高。然而泡沫材料特別是高孔隙率的泡沫材料由于存在大量空腔結構使得基體與纖維間的結合比較弱，外界荷載作用下容易發生界面脫結合現象，使得纖維增強泡沫復合材料出現失效，影響板的正常使用。

發明內容

本發明的目的在于為了避免泡沫層合板在使用過程中基質與纖維過早地出現界面脫結合，影響纖維增強泡沫層合板力學性能，提出了一種由雙螺旋纖維增強泡沫材料芯層和金屬保護表層組成的層合板，以提高纖維增強泡沫層合板的力學性能和穩定性。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種雙螺旋纖維增強泡沫層合板，主要由表層金屬板和纖維增強泡沫芯層組成，纖維增強泡沫芯層設置在兩層金屬板之間；所述表層金屬板的厚度為(0.2‐1)mm，纖維增強泡沫芯層的厚度為(0.5‐5)mm；所述纖維增強泡沫芯層由雙螺旋纖維和泡沫基質復合組成；泡沫基質為空心玻璃微球填充的多孔樹脂材料；所述的雙螺旋纖維為天然植物纖維、尼龍或銅纖維通過纖維編織或纖維纏繞得到；雙螺旋纖維填充量占纖維增強泡沫芯層總體積的10％‐40％，所述雙螺旋纖維的長度為0.5‐10mm；所述纖維增強泡沫芯層由泡沫基質的原料攪拌混合后倒入預先排列好雙螺旋纖維的模具中固化后得到。

進一步地，所述表層金屬板采用鋁合金板或合金鋼層板。

所述空心玻璃微球的直徑為(2‐120)μm。

所述雙螺旋纖維3的填充為有序或者無序填充。

以質量分數計，所述泡沫基質的原料由1份E44‐6101環氧樹脂、0.3～2份多元胺EP型環氧樹脂固化劑、0.003份BYK‐A530有機硅消泡劑和0～1份T15系列的空心玻璃微球組成。

所述表層金屬板和纖維增強泡沫芯層之間通過膠黏劑粘結。

相對于現有技術，本發明具有如下特點：

本發明的層合板通過使用一種雙螺旋纖維增強泡沫芯層和金屬保護表層的復合結構，通過雙螺旋纖維的特有的空間結構增大基質與纖維之間的機械鎖合力，可以防止層合板芯層基質與纖維的脫結合，有效地提高基質與纖維的界面結合強度，提高層合板的力學性能和穩定性。

附圖說明

圖1為雙螺旋纖維增強泡沫層合板的橫截面結構示意圖；

其中1為表層金屬板，2為纖維增強泡沫芯層，3為雙螺旋纖維，4為泡沫基質。

圖2為雙螺旋纖維的制造示意圖；

其中，5為兩個相互平行的直纖維，6為可轉動夾具，7為固定夾具。

圖3為圖1中的雙螺旋纖維的三維結構示意圖。

圖4為相同泡沫基質的情況下雙螺旋纖維與直纖維的界面結合強度對比圖。

具體實施方式

為更好地理解本發明，下面結合附圖對本發明作進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。