在具有复合面板的板材内使用的蜂窝体的橡胶改性边缘涂层制造技术

通过在结合之前于蜂窝体的边缘施用含聚酰胺和／或橡胶的粘合剂，蜂窝体和复合面板之间的芯－表皮结合得到了改善。用含聚酰胺和／或橡胶的粘合剂边缘涂覆蜂窝体有助于进一步增加蜂窝体和预浸渍体面板之间的结合强度，特别是当预浸渍体的基体树脂设计用来结合预浸渍体和蜂窝体而不使用单独的结构粘合剂时。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术 一般性地涉及夹芯板和其它相关的结构复合材料。夹芯板通常由与芯材料如蜂窝体反面粘附结合的面板(也称为"表皮(skins)，')构成，以 形成夹芯板。特别是，本专利技术涉及处理蜂窝体以改善蜂窝体与面板之间的 结合。本专利技术特别适合于面板由复合材料制作的夹芯板。2. 相关技术的描述夹芯板在要求高强、轻质的场合使用广泛。大多数夹芯板使用的芯是 轻质的蜂窝体，刚性泡沫，纸或木材。由于其高的强度重量比和抗疲劳破 坏，蜂窝体是一种普通使用的芯材料。包括金属和复合材料的各种不同的 产品都已用于制作蜂窝体芯。结合于蜂窝体边侧(也称为"边缘(edge)")的面板也是由包括金属和复 合材料的多种材料制成。在制作各种夹芯板时一个需要考虑的重点是面板 与蜂窝体的结合方式。通常，使用粘合剂粘合面板和芯。粘合剂必须牢固 地将贴面或表皮结合于芯，以承载由一面传递至另一面的负荷，并使结构 能够承受全部由通常使用的应力计算方法得出的设定量(assumption)。如果 粘合失效，面板的强度会大打折扣。使用蜂窝体作为芯时粘合剂在夹芯板 中非常关键，因为蜂窝体边缘与面板接触的表面积相当小。将复合面板应用于蜂窝体的一个步骤包括制备包含至少一个纤维加强 层和未固化树脂基体的预浸渍体板。预浸渍体(prepreg)是复合材料工业使用 技术术语，以识别席垫、织物、无纺材料，预先浸渍了树脂和准备用于最 后固化的丝束或粗纱。通常在预浸渍体-芯的组合中添加粘合膜，然后通过 在高温下固化预浸渍树脂和粘合剂树脂而与蜂窝体结合。粘合膜可以作为 独立的板层(ply layer)或作为预浸渍体板整体的一部分施用。蜂窝体夹芯板在需要优先考虑面板硬度和结构强度的应用中被大量使 用。此外，蜂窝体夹芯板还被广泛用于面板重量也是第一重要的航空工业。因此，人们持续不断地努力，在不损失结构强度下减轻蜂窝体夹芯板的重 量。减轻重量已研究的一个方面是去除单独的粘合剂层。这通过由自粘的 复合材料制备面板得以实现。用于这种自粘的预浸渍体的树脂必须满足两 个要求，即在提供与蜂窝体之间足够的粘附力的同时提供合适的结构强度。示例性的自粘的面板在已公开的欧洲专利申请Nos.EP0927737Al和 EP0819723A1以及美国专利Nos.6,440,257和6,508,910中进行了描述。将面板与蜂窝体结合的另一种可行的方法包括将粘合剂施用至蜂窝体 的边缘。通常粘合剂是通过将蜂窝体的边缘"浸入"在粘合剂中而施用的。 用于这种结合方式的粘合剂通常称为"浸渍"树脂或粘合剂。这种方法的 优点是粘合剂只存在于蜂窝体与面板的接触处，而不会遍布整个面板。该 方法一般用于非粘附性面板如铝和其它金属面板与蜂窝体的结合。专利技术概述根据本专利技术，提供蜂窝体夹芯板，其包括至少一个面板，该面板具有 外表面和与蜂窝体芯结合的内表面。该面板包括至少一层纤维层和树脂基 体。所述蜂窝体包括界定多个蜂窝单元(a plurality of honeycomb cells)的壁， 其中壁具有与面板内表面结合的至少一个边缘。作为本专利技术的一个特征，包含聚酰胺(其常见实例通常称为"尼龙")和/或橡胶的粘合剂结合面板和 蜂窝体。发现使用包含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂在蜂窝体与包括树脂基体 的面板之间提供了特别高的结合强度。根据本专利技术发现使用含聚酰胺和/或 橡胶的粘合剂尤其有助于增强蜂窝体和预浸渍体面板之间的结合强度。作为本专利技术的另 一特征，当用于预浸渍体的树脂基体中包含热固性树 脂时，包含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂提高了蜂窝体和预浸渍体面板之间的 结合强度。当预浸渍体树脂基体包含橡胶和/或热塑性增韧的热固性树脂时， 含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂的使用特别有助于提高自粘的预浸渍体面板的 结合强度。在本专利技术的一些实施方案中，含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂提供 的结合强度使得当将面板从芯分离(在鼓剥离试验(dmm peel tests)中)时，蜂 窝体的壁被撕开而面板与蜂窝体的结合仍保持完好(remain intact)。在这些实 施方案中，粘合剂的结合比芯还强，以至于在面板从夹芯板剥离时夹芯板 遭受芯的破坏而不是内聚破坏。作为本专利技术的又一特征，包含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂尤其适合结合面板和复合材料制造的蜂窝体。在制造过程中，通常是从大块的蜂窝体上 切下蜂窝体切片。从块体得到的蜂窝体切片容易露出纤维，形成"粗糙的" 或"绒毛状"的边缘，而难以与面板结合。因此，为了提高结合强度，复 合蜂窝体的边缘一般在结合之前要通过砂磨、机械加工或其它形式的表面 处理进行处理，以除去暴露的纤维并使蜂窝体的边缘平滑。根据本专利技术含 聚酰胺和/或橡胶的粘合剂不论使用绒毛状还是光滑的蜂窝体都能够提供良 好的结合强度。因此，在需要时，可以去掉使复合蜂窝体的绒毛状边缘平 滑化这一耗时的步骤。本专利技术不仅包括上述使用边缘涂覆含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂的蜂窝 体制作的夹芯板，还包括结合面板和蜂窝体以形成夹芯板的方法。这些方 法包括提供具有外表面和用于与蜂窝体芯结合的内表面的面板，其中该面 板包括至少一层纤维层和树脂基体。提供蜂窝体，该蜂窝体包括界定多个 蜂窝单元的壁，其中该壁具有用于与面板内表面结合的至少一个边缘。包 含聚酰胺和/或橡胶的粘合剂被施用于蜂窝体边缘以形成边缘涂覆的蜂窝 体，然后该蜂窝体与面板结合。根据本专利技术制得的最后的夹芯板可用于大量要求轻质和高结构强度材 料的场合。但是，本专利技术尤其适合于航空应用，在该应用中，在不超出重 量限制的同时必须满足众多苛刻的机械和化学要求。当结合附图参照下面 的详细描述，本专利技术的上述以及许多其它特征和优势将得到更好地了解。附图说明图1为使用本专利技术的边缘涂覆粘合剂(包含聚酰胺或改性聚酰胺和/或 橡胶)将蜂窝体和面板结合之前，优选的示例性蜂窝体芯和两块复合面板的 透视图。图2为优选的示例性夹芯板的透视图，其中已将图1所示的组件结合 起来并固化以形成最终的蜂窝体夹芯板。图3为根据本专利技术示例性方法的局部视图，显示与面板结合的单边涂 覆的蜂窝体的壁。图4为显示根据本专利技术实施方式的局部视图，其中在面板从蜂窝体强 制分开时，夹芯板经历芯破坏。专利技术详述根据本专利技术，优选含尼龙(聚酰胺)和/橡胶的粘合剂用于改善复合面板 (特别是自粘的预浸渍体)与蜂窝体芯的结合以形成轻质结构板，用于在设计 标准中轻质和高强度尤为重要的航空应用。但是， 一般技术人员会认可本 专利技术并不限于航空应用，而是还可用于需要面板由复合材料制成的蜂窝体 夹芯板的任何场合。用于航空应用的优选的示例性蜂窝体夹芯板在制成板之前的三个基本 组件如图1所示。这些组件包括具有构成多个蜂窝单元13的壁11的蜂窝体芯12。壁的边缘构成蜂窝体的表面或边缘，如14和16所示。另两个组 件为预浸渍体面板17和19。面板17和19分别具有内表面21和23,用于 与蜂窝体边缘结合。面板17和19还分别包括外表面25和27。根据本专利技术， 蜂窝体12的边缘14和16涂覆有包含作为主要成分的聚酰胺和/或橡胶的粘 合剂(图1中看不到)，以形成边缘涂覆的蜂窝体。使用本专利技术含聚酰胺和/ 或橡胶的粘合剂改善了面板17和19与蜂窝体12的结合，而得到的板的重 量增加极少。未固化的预浸渍体面板或表皮17和19被施用至边缘涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
结合面板和蜂窝体的方法，所述方法包括如下步骤：　提供包含外表面和用于结合所述蜂窝体的内表面的面板，所述面板包括至少一层纤维层和树脂基体；　提供具有界定多个蜂窝单元的壁的蜂窝体，其中所述壁具有用于结合所述面板内表面的至少一个边缘；　将粘合剂施用到所述至少一个边缘，形成边缘涂覆的蜂窝体，其中所述粘合剂包含橡胶改性的热固性树脂；以及　结合所述面板和所述边缘涂覆的蜂窝体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仰贤，罗伯特莫里申，克拉克史密斯，
申请(专利权)人：赫克赛尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]