[發明專利]作為復合材料中的夾層的混合面紗

有效

• 申請號: 202110707287.1
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN113427841B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: C·L·雷斯圖恰;R·布萊克本
• 申請（專利權）人: 塞特工業公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B3/08;D02G3/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 林毅斌

一種柔性的、自支撐的混合面紗，該混合面紗可透過液體和氣體。該混合面紗包括：(a)非織造結構形式的混雜的、無規排列的纖維；(b)遍布于該非織造結構各處分散的顆粒，其中大部分這些顆粒穿透該非織造結構的厚度；以及(c)遍布于該面紗各處存在的聚合物黏合劑或樹脂黏合劑。可以將這種混合面紗結合到復合層壓材料、預浸料、織物和纖維預成型件中。

本申請是申請日為2016年11月11日，申請號為201680078815.9，題為“作為復合材料中的夾層的混合面紗”的發明專利申請的分案申請。

纖維增強聚合物復合材料的使用在主要航空航天結構中(例如，飛機機身中)以及高性能體育用品、海洋結構物和風能結構中變得越來越普遍。纖維增強的聚合物復合材料的優點包括高的強度與重量比、優異的耐疲勞性、抗腐蝕性和柔性，從而允許零部件顯著減少并且減小對于緊固件和接頭的需求。

用于生產纖維增強的復合材料的傳統方法包括用可固化基質樹脂浸漬增強纖維以形成預浸料。這種方法通常被稱為“預浸”法。結構復合部件可以通過在模具表面上鋪放多層預浸料然后固結和固化來制造。

最近，纖維增強聚合物復合材料零件通過液體樹脂灌注工藝制造，液體樹脂灌注工藝包括樹脂傳遞模塑法(RTM)和真空輔助樹脂傳遞模塑法(VARTM)。在典型的樹脂灌注工藝中，將干燥纖維材料的被預先確定了形狀的預成型件放置在模具中，然后通常在高壓下將液體樹脂灌注到模具中以便直接原位對預成型件進行灌注。該預成型件由多層不含樹脂的增強纖維層或織造織物層構成，將這些層以類似于樹脂浸漬的預浸料的鋪放方式鋪設。在樹脂灌注后，根據固化周期固化該被灌注了樹脂的預成型件，以提供成品復合制品。在樹脂灌注時，將被灌注樹脂的預成型件是關鍵要素——該預成型件本質上是等待樹脂的結構零件。液體樹脂灌注技術在制造復雜形狀的結構時是尤其有用的，否則這些復雜形狀的結構難以使用傳統的預浸料疊層技術制造。

附圖說明

圖1是根據本披露的實施例的混合面紗(hybrid?veil)的示意圖。

圖2是通過濕法成網工藝形成的實際混合面紗用計算機斷層掃描法獲得的3D重建圖像。

圖3A和3B示意性地說明了在層間區域中包含混合面紗的固化復合層壓材料，與包含具有分散在面紗表面上的增韌顆粒的非織造面紗的類似固化復合層壓材料相比。

圖4A和4B示意性地說明了分別作用在凹成型表面和凸成型表面上的復合層壓材料上的力。

圖5A-5D示出了用于制造其中整合有混合面紗的改性預浸料的各種實施例。

圖6示意性地說明了根據本披露的實施例的織造織物。

圖7示出了通過掃描電子顯微鏡(SEM)獲得的示例性混合面紗的俯視圖。

圖8A和8B示出了與不同的混合面紗交互放置的兩個固化的復合板的截面圖，示出了經受G_Ic測試之后的裂紋路徑擴增。

具體實施方式

傳統的纖維/樹脂多層復合材料(或復合層壓材料)的主要弱點是它們的低的層間斷裂韌性，其允許復合層在高能量力的沖擊下分層。當兩個層彼此脫粘時發生分層。具有改進的抵抗分層性的固化復合材料是具有改進的沖擊后壓縮強度(CSAI)和斷裂韌性的固化復合材料。CAI測量復合材料耐受損傷的能力。在測量CAI的試驗中，復合物材料經受給定能量的沖擊并且然后在壓縮下加載。斷裂韌性是表示材料在存在裂紋時對脆性斷裂的耐受性的定量方式，并且可以被量化為應變能釋放速率(G_c)，該應變能釋放速率是在每單位新產生的斷裂表面積的斷裂期間消耗的能量。G_c包括G_Ic(模式1-張開模式)或GIIc(模式II-平面內剪切)。下標“Ic”表示在垂直于裂紋的法向拉伸應力下形成的模式I裂紋張開，并且下標“IIc”表示由平行于裂紋平面并垂直于裂紋前緣作用的剪切應力產生的模式II裂紋。分層的引發和生長通常通過檢查模式I和模式II斷裂韌性來確定。