[發明專利]一種夾芯結構復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810269714.0
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108544809A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 田秀梅;李凱娜;張博
• 申請（專利權）人: 江蘇賽菲新材料有限公司
• 主分類號: B32B5/02
• 分類號: B32B5/02;B32B5/26;B32B3/08;B32B33/00;B32B37/10;B32B38/00
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本發明公開了一種夾芯結構復合材料及其制備方法，上述夾芯結構復合材料由上層準單面植絨織物層、下層準單面植絨織物層和中間夾芯雙面植絨織物層組成，各層之間的植絨相互交錯緊密嵌入，相互嵌入的植絨被發泡材料固結，由于植絨的相互嵌入，加上發泡處理的填充，使上、下層與中間夾芯層的連接強度得以提高，形成牢固的層間結構關系。有效避免了上、下層與泡沫夾芯結構之間發生剝離的現象。層間壓縮性能、剪切強度、抗沖擊性能等都獲得改善，另外，具有雙面植絨的中間夾芯層可制作成多層，各層之間的紗線植絨相互嵌入并緊密結合，使上述復合材料整體上表現出良好的力學性能和多功能性。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種夾芯結構復合材料及其制備方法。

背景技術

夾芯結構復合材料在近些年迅速發展，在于其“輕質高強”的特性，夾芯結構復合材料的作用機理是將剪切力從表皮層傳向內層，使兩個表皮層在靜態和動態載荷下都能保持穩定，并且吸收沖擊能來抵抗破壞性。自二十世紀四十年代，低密度的夾芯材料就已用于復合材料，它可提高彎曲強度、降低重量。具有相同負荷能力的夾層結構要比實體層狀結構輕好幾倍。夾芯材料能夠降低單位體積的成本、削弱噪音與震動、增加耐熱、抗疲勞等。

泡沫夾芯材料在構造上通常是用厚度較小、強度高、剛度大的材料作為面板，用密度小、厚度較大、有一定承受剪切力的材料作為芯層，用膠接的方法把它們連接起來。當泡沫夾芯材料受到低速沖擊時可能導致面板與芯材間脫粘、上面板損傷、芯材塌陷、整體貫穿，或當外面板破壞后導致水或其他物質滲入芯材使其結構失效。另外，受損的夾芯材料的修復也比較困難，即使修復后其功能也不能完全恢復。

為提高夾芯復合材料整體性能，采用了穿刺、縫合等工藝在層與夾芯層引入Z方向的纖維，雖然提高了面層與夾芯層的連接強度，進而提高了夾芯材料的剪切、彎曲、沖擊等強度，但由于工藝復雜、加工難度大、效率較低和成本較大等原因，無法進行規模化生產。近年來出現的較先進的整體織造夾芯材料采用的預制件，上層和下層在泡沫填充之前即已連接，這使得后期發泡材料的填充工藝變得相當復雜，且預制件由于織造工藝對面層的厚度及層數的限制，也限制了夾芯復合材料的應用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種夾芯結構復合材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：一種夾芯結構復合材料，其特征在于，由上層準單面植絨織物層、下層準單面植絨織物層和中間夾芯雙面植絨織物層組成，各層之間的植絨相互交錯緊密嵌入，中間填充發泡材料構成夾芯結構。

一種夾芯結構復合材料的制備方法，該制備方法適用于上述的一種夾芯結構復合材料，其特征在于，包括以下步驟：

（1）樹脂固化處理：利用毛刷式滾筒對各植絨織物層進行樹脂浸潤，浸潤后的各植絨織物層需要經過一段時間的室溫固化或烘箱加熱固化，直至植絨織物本身以及植絨都變硬；

（2）發泡處理：先將固化的下層準單面植絨織物層帶植絨的一面噴涂上發泡材料，將固化的中間夾芯雙面植絨織物層的一面與填充發泡材料的下層準單面植絨織物層緊密壓實；然后將中間夾芯雙面植絨織物層的另一面噴涂上發泡材料，將固化的上層面準單面植絨織物層帶植絨的一面與填充發泡材料的中間夾芯雙面植絨織物層的另一面緊密壓實，保證任意兩層間的植絨相互緊密嵌入；

（3）一體化固化處理：將步驟（2）制得的夾芯結構復合材料在一定的壓力下維持一段時間，可采用常溫固化或者烘箱加熱定型。

作為優先方案，所述步驟（3）一體化固化處理需要用模具將所述夾芯結構復合材料進行加固，將模具貼合在所述夾芯結構復合材料的周圍外側，對發泡材料進行圍擋，以防止發泡材料的流失。

作為優先方案，所述步驟（2）噴涂發泡材料的厚度控制在剛好埋沒直立的植絨頂端為止。

作為優先方案，所述步驟（1）中樹脂是環氧樹脂、酚醛樹脂或雙馬來酰亞胺。