[實(shí)用新型]一種夾芯復(fù)合材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720655261.6
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN207128360U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴紅梅;韓銳;李穎
• 申請（專利權(quán)）人: 國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司
• 主分類號: B32B17/02
• 分類號: B32B17/02;B32B9/00;B32B27/34;B32B27/30;B32B27/36;B32B21/10;B32B9/04;B32B17/10;B32B17/06;B32B27/12;B32B27/08;B32B27/06
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙)11303
• 代理人: 朱麗華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種夾芯復(fù)合材料。

背景技術(shù)

夾芯復(fù)合材料由于具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高剛度及可以功能化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用在航空航天、交通運(yùn)輸、船舶制造、建筑工程、風(fēng)電葉片等各個領(lǐng)域。

夾芯復(fù)合材料一般由三層材料復(fù)合得到，即上下蒙皮面板層和中間芯材組成一個結(jié)構(gòu)整體，該結(jié)構(gòu)在大幅降低重量的同時，可提高整體剛度等力學(xué)性能。由于夾芯復(fù)合材料含多種不同材質(zhì)材料，因此層間界面性能很重要，界面結(jié)構(gòu)不好，在外載荷作用下，界面處易發(fā)生脫粘分層，分層擴(kuò)展又將導(dǎo)致夾芯復(fù)合材料層間剪切、壓縮強(qiáng)度等力學(xué)性能及承載能力明顯降低,會直接影響到夾芯復(fù)合材料的整體性能，甚至還會直接導(dǎo)致夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的失效，這已成為制約該類材料進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的重要因素之一。目前，現(xiàn)有研究通過面板層設(shè)計(jì)或模具工藝設(shè)計(jì)等多種方式進(jìn)行改進(jìn)，來提高夾芯復(fù)合材料界面浸潤效果及其整體性能，但通常不是成本高就是操作繁瑣，難以滿足要求。

中國實(shí)用新型專利CN203077713U的說明書中公開了一種多層蜂窩夾芯復(fù)合材料，該多層蜂窩夾芯復(fù)合材料性能良好，但成本較高，生產(chǎn)工藝的成型效率低，且制品尺寸嚴(yán)重受到熱壓罐尺寸制約，難以推廣應(yīng)用。

中國發(fā)明專利CN104097329B公開了一種復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)成型中對復(fù)合材料泡沫進(jìn)行樹脂灌注預(yù)處理的方法，通過對復(fù)合材料泡沫進(jìn)行樹脂灌注預(yù)處理，在泡沫與面板界面處形成樹脂粘接層，然后采用成型工藝制備復(fù)合材料泡沫夾芯材料的方法。該方法操作復(fù)雜，固化的樹脂粘接層與后續(xù)織物灌注界面處樹脂量較多，界面強(qiáng)度較低，界面性能較差。受力下樹脂量多的界面層容易產(chǎn)生裂紋，成為整體破壞的弱區(qū)。

中國發(fā)明專利CN1915650B公開了一種玻璃鋼復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)件的真空成型工藝，通過分別預(yù)制外層面板、內(nèi)層面板、芯材層，然后利用粘接劑進(jìn)行粘接，采用真空工藝固化制備玻璃鋼復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)件的方法。該方法需要專門模具、預(yù)成型體制備部分需要三道工序，操作繁瑣，且粘接劑涂抹厚度均勻性不易控制，粘接效果不易控制。

因此，如何創(chuàng)設(shè)一種新的夾芯復(fù)合材料，使其可設(shè)計(jì)性較強(qiáng)、界面性能優(yōu)異且界面強(qiáng)度較高，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種界面性能優(yōu)異、界面強(qiáng)度較高的夾芯復(fù)合材料，以克服現(xiàn)有的夾芯復(fù)合材料界面性能較差、界面強(qiáng)度較低的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種夾芯復(fù)合材料，包括芯材層和分別設(shè)置在所述芯材層兩側(cè)的蒙皮面板層，所述蒙皮面板層包括纖維預(yù)浸料層和纖維織物層，所述纖維預(yù)浸料層緊貼所述芯材層的兩側(cè)設(shè)置，所述纖維織物層設(shè)置在所述纖維預(yù)浸料層外側(cè)，所述蒙皮面板層和芯材層通過與樹脂體系復(fù)合后形成所述夾芯復(fù)合材料。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述蒙皮面板層中纖維預(yù)浸料層的層數(shù)為2層以上，所述蒙皮面板層中纖維預(yù)浸料層和纖維織物層的層數(shù)比為1:1至1:10。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維預(yù)浸料層采用玻璃纖維預(yù)浸料、碳纖維預(yù)浸料或芳綸纖維預(yù)浸料中的一種或多種。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維預(yù)浸料層采用平紋織物預(yù)浸料、斜紋織物預(yù)浸料、緞紋織物預(yù)浸料或單向預(yù)浸料中的一種或多種。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維預(yù)浸料層的鋪設(shè)角度為0°、+45°、-45°或90°。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維織物層采用玻璃纖維織物、碳纖維織物或芳綸纖維織物中的一種或多種。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維織物層采用平紋織物、斜紋織物、緞紋織物、單軸向織物或多軸向織物中的一種或多種。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維織物層的鋪設(shè)角度為0°、+45°、-45°、+60°、-60°或90°。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯材層采用聚氯乙烯泡沫、聚對苯二甲酸乙二醇酯泡沫、聚甲基丙烯酰亞胺泡沫或輕木。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述纖維預(yù)浸料層的樹脂質(zhì)量含量為30-50％，所述夾芯復(fù)合材料的樹脂質(zhì)量含量為25-35％。

采用上述的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、該夾芯復(fù)合材料的纖維預(yù)浸料層可以服帖的鋪設(shè)在芯材層和纖維織物層上，尤其是大尺寸、大厚度、形狀復(fù)雜、多曲面的高性能夾芯復(fù)合材料，特別是界面處不容易出現(xiàn)浸潤不良現(xiàn)象和富樹脂現(xiàn)象，而且纖維預(yù)浸料樹脂體系與后續(xù)灌注樹脂體系會發(fā)生共固化反應(yīng)，各層間的界面性能較好，界面強(qiáng)度較高，在載荷作用下不易發(fā)生分層等界面失效現(xiàn)象。