[發(fā)明專利]一種對位芳綸紙蜂窩芯材的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611161786.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106696360A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅玉清;郝巍;王萌;劉杰;馬科峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: B31D3/02
• 分類號: B31D3/02
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 李建英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對位芳綸紙蜂窩芯材的制備方法，用于夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的制備。

背景技術(shù)

鋁蜂窩芯材是由鋁箔經(jīng)涂膠壓制、拉伸定型等工序制作而成，其原材料成本較芳綸紙低，但鋁蜂窩在與碳纖維復(fù)合材料面板結(jié)合后極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，透波性能差，在航空航天領(lǐng)域逐漸被芳綸紙蜂窩取代。

間位芳綸紙蜂窩因比強度較高、比模量較大等優(yōu)點，在航空航天領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于飛機機體次承力件和內(nèi)飾件，但在主承力結(jié)構(gòu)件中，因構(gòu)件承受的載荷較大，間位芳綸紙蜂窩的比強度相對較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種比強度更高、比模量更大的對位芳綸紙蜂窩芯材制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：使用對位芳綸紙依次進行涂膠壓制、拉伸定型、浸膠固化和片切加工四步處理工藝，按以下方法制備而成：

1)涂膠壓制：在對位芳綸紙的表面等間距涂印上酚醛改性環(huán)氧樹脂芯條膠，然后將多層涂膠后的對位芳綸紙錯層疊合，最后按芯條膠的固化工藝?yán)脽釅簷C或熱壓罐熱壓，制得蜂窩疊塊板，熱壓工藝為45-135℃下預(yù)熱15-90min，然后在135-230℃下固化3-12h，熱壓壓力為0.15-0.8MPa；

2)拉伸定型：將蜂窩疊板進行拉伸，當(dāng)蜂窩孔格達到工藝要求的尺寸后，將拉伸后蜂窩固定于工裝上并放入烘箱中定型，定型處理過程中，首先在60-120℃下對拉伸后蜂窩進行除水20-90min，隨后控制溫度在135-300℃，保溫10min-60min，制得未浸膠蜂窩塊；

3)浸膠固化：將未浸膠蜂窩塊在浸漬樹脂中進行浸膠后固化，制得對位芳綸紙蜂窩塊，所述浸漬樹脂包括酚醛樹脂和有機溶劑，酚醛樹脂的質(zhì)量為浸漬膠液總質(zhì)量的15％-60％，浸膠次數(shù)為1-6次，每次浸膠后，在50-85℃烘箱中處理15-60min，然后在90-145℃下預(yù)固化10-45min，最后一次浸膠后，在150-200℃下固化60-240min。

4)片切加工：采用金剛石材質(zhì)的帶鋸和大功率伺服電機，在蜂窩專用片切機上對蜂窩進行片切，片切機臺面前進速度控制為40±25mm/min，帶鋸線速度為5000±1500mm/min。

在步驟1)中，所述對位芳綸紙是以對位芳綸纖維和對位芳綸漿粕為主要原材料經(jīng)過抄造后制備而成。

在步驟1)中，所述芯條膠是由主體樹脂、橡膠彈性體、核殼橡膠、固化劑、無機填料、橡膠交聯(lián)劑和溶劑制成，主體樹脂由雙酚A型環(huán)氧樹脂和高鄰位酚醛樹脂組成,雙酚A型環(huán)氧樹脂和高鄰位酚醛樹脂的質(zhì)量比為3:1；固化劑由雙氰胺和4,4'一二氨基二苯礬構(gòu)成；橡膠彈性體由丁睛橡膠和固體梭基丁睛橡膠組成；無機填料由氧化鎂、氧化鋅或二氧化欽構(gòu)成；橡膠交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯；溶劑為乙酸乙酯，所述芯條膠的粘度范圍是10s/50ml-40s/50ml。

在步驟1)中，壓制時，壓制工藝為80-105℃下預(yù)熱30-50min，然后在160-200℃下固化4-10h，熱壓壓力為0.2-0.6MPa。

在步驟2)中，在定型處理過程中，工藝為80-120℃下對未浸膠蜂窩塊進行除水30-60min，隨后控制溫度在175-300℃，保溫15min-45min。

在步驟3)中，所述有機溶劑為酒精，酚醛樹脂的質(zhì)量為浸漬膠液總質(zhì)量的20％-50％。

在步驟3)中，浸膠時間為10min-60min，浸膠次數(shù)為1-4次。

在步驟3)中，優(yōu)選的處理工藝是每次浸膠后，在60-80℃烘箱中處理20-40min，然后在105-135℃下預(yù)固化10-40min，最后一次浸膠后，在160-185℃下固化90-180min。

在步驟4)中，大功率伺服電機可增大片切時的扭矩，臺面前進速度宜控制在35±15mm/min范圍內(nèi)，帶鋸線速度宜控制在4000±500mm/min范圍內(nèi)。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果，本發(fā)明所制備的對位芳綸紙蜂窩的比強度、比模量更高，耐熱性能更加優(yōu)異，在相同的設(shè)計要求下，可使復(fù)合材料構(gòu)件的重量進一步下降。

(1)針對間位芳綸紙蜂窩強度和使用溫度相對較低，提出一種對位芳綸紙蜂窩芯材的制備方法。對位芳綸紙蜂窩所用對位芳綸紙的主要原材料對位芳綸的分子結(jié)構(gòu)酰胺基團位于苯環(huán)對位(1，4位)，分子鏈的剛性更大，玻璃化溫度在300℃以上，所制作的對位芳綸紙蜂窩較間位芳綸紙蜂窩具有更高的力學(xué)性能和耐溫等級。