一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法，酚醛面板蜂窝夹层复合材料包括由下至上依次叠合设置的下蒙皮、下增韧层、下胶膜、蜂窝芯、上胶膜、上增韧层、上蒙皮；上蒙皮和/或下蒙皮为以酚醛树脂为基体的复合材料蒙皮；上增韧层和/或下增韧层为以环氧树脂为基体的复合材料层；上胶膜和/或下胶膜为环氧树脂胶膜。该酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法，在共固化层压工艺中在酚醛树脂复合材料蒙皮与蜂窝芯之间设置增韧材料层，通过增韧材料层的设计，有效提高了蜂窝夹层复合材料中酚醛树脂复合材料蒙皮与蜂窝芯之间的粘接强度，同时还提高了该结构的整体刚度。

【技术实现步骤摘要】
一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法。
技术介绍
蜂窝夹层结构复合材料是指由两强度较高的复合材料蒙皮中间夹以较轻质的蜂窝夹芯层材料构成的复合材料。蜂窝夹层结构复合材料由于具有轻质、高比强度、高比刚度以及结构的可设计性等优势，长期以来备受航空、航天等领域的关注，尤其在航空工业中，已经成功的大量应用于飞机的主次承力构件。目前，蜂窝夹层结构复合材料中，蒙皮层多采用金属面板、木板、环氧体系玻璃钢板、塑料板等，其中环氧体系玻璃钢板、塑料板等阻燃性能差，在某些烧蚀环境下易发生烧蚀破坏，影响产品的正常工作。相比之下，酚醛树脂复合材料面板耐烧蚀性能好，但酚醛树脂固化过程中释放的小分子较多，导致蒙皮层与蜂窝芯之间的粘接性能较差，阻碍的酚醛面板蜂窝夹层复合材料的应用。中国专利文献CN106608056B公开了一种酚醛面板蜂窝夹层结构件成型方法，该专利采用热压罐工艺，以酚醛树脂复合材料为内外蒙皮，通过胶膜将已经预固化的蒙皮与蜂窝芯粘接，该技术中，通过在酚醛面板与胶膜之间设置网格状分布的增强纤维预浸带增强层，提高蜂窝夹层材料的结构刚度，并通过采用低树脂含量、低挥发份的酚醛树脂预浸布分次预成型、预固化的措施，以使蜂窝夹层结构不变形、不脱粘、不鼓包。但该技术中，网格状分布的增强纤维预浸带增强层的目的是提高结构刚度；其次，由于酚醛树脂固有的弱粘接性使蒙皮层间易出现脱粘、鼓包，该文献中采用的低树脂含量、低挥发份的酚醛树脂预浸布分次预成型的方法仅可使酚醛树脂蒙皮层间不脱粘，但仍无法提高酚醛树脂蒙皮与蜂窝夹芯层之间的粘接强度。另外，目前蜂窝夹层结构复合材料的制备，主要有热压罐法和模压成型法，其中，热压罐工艺优点在于成型的制品质量好且稳定性高，可成型形状较复杂的制品，但成本昂贵。层压成型工艺可成型行政简单的制品，成本较低，但成型产品的质量与稳定性与热压罐相比较差，因为层压工艺中除了常见的压力、温度、时间关键特性外，压机热板自身的平面度、平行度、温度均匀性等也直接影响制品的质量。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法，通过在酚醛树脂复合材料蒙皮与蜂窝芯之间设置增韧材料层，通过增韧材料层的设置有效提高了蜂窝夹层复合材料中酚醛树脂复合材料蒙皮与蜂窝芯之间的粘接强度，同时还提高了该结构的整体刚度。为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：包括由下至上依次叠合设置的下蒙皮、下增韧层、下胶膜、蜂窝芯、上胶膜、上增韧层、上蒙皮；所述上蒙皮和/或所述下蒙皮为以酚醛树脂为基体的复合材料蒙皮；所述上增韧层和/或所述下增韧层为以环氧树脂为基体的复合材料层；所述上胶膜和/或所述下胶膜为环氧树脂胶膜。优选地，所述上增韧层和/或所述下增韧层为以非单向的环氧树脂为基体的复合材料。优选地，所述上增韧层和/或所述下增韧层的增强材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混合。优选地，所述上增韧层和/或所述下增韧层中环氧树脂的含量为30％-50％。优选地，所述上蒙皮和/或所述下蒙皮中酚醛树脂的含量为30％-50％。优选地，所述上蒙皮和/或所述下蒙皮的增强材料为玻璃纤维。优选地，所述上胶膜和/或所述下胶膜的面重为100-300g/m2。优选地，所述蜂窝芯为芳纶蜂窝芯。本专利技术的另一方面提供一种制备上述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料的方法，包括以下步骤：S1.由下至上依次叠合设置下脱模材料、下蒙皮的预浸料、下增韧层的预浸料、下胶膜、蜂窝芯、上胶膜、上增韧层的预浸料、上蒙皮的预浸料、上脱模材料，形成蜂窝夹层结构；S2.将步骤S1形成的蜂窝夹层结构层压成型，得到所述酚醛面板蜂窝夹层复合材料。本专利技术的酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法，在酚醛树脂蒙皮与蜂窝芯之间增设了环氧树脂复合材料增韧层，增韧层的环氧树脂预浸料能与环氧胶膜和酚醛树脂预浸料蒙皮之间形成良好的界面效果，大大提高了蒙皮层与蜂窝芯之间的粘接强度。其次，蜂窝芯与蒙皮之间的粘接性能提高后，在进行弯曲性能测试时蒙皮与蜂窝芯可达到高效的协同作用，从而提高夹层结构的整体刚度。优选地，所述下脱模材料和/或所述上脱模材料为隔离膜或脱模布。优选地，隔离膜的材质为聚丙烯、聚酯、聚四氟乙烯中的一种。优选地，脱模布的材质为尼龙、聚酯、聚四氟乙烯中的一种。优选地，还包括在步骤S2之前进行以下步骤：S2a.在步骤S1中得到的所述蜂窝夹层结构的四周设置高度一致的限厚块，所述限厚块设于所述上脱模材料与所述下脱模材料之间。本专利技术通过在蜂窝夹层结构四周设置限厚块，一方面为避免蜂窝芯出现压塌现象，另一方面降低制品的厚度偏差。优选地，限厚块的材质为低热膨胀系数的材料，可为金属或者非金属。优选地，步骤S2中所述模压成型时的固化温度为150-180℃，升温速率为2-4℃/min，固化压力为0.2-1MPa，固化时间为60-240min。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术的酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法，在酚醛树脂蒙皮与蜂窝芯之间增设了环氧树脂复合材料增韧层，增韧层的环氧树脂预浸料能与环氧胶膜和酚醛树脂预浸料蒙皮之间形成良好的界面效果，大大提高了蒙皮层与蜂窝芯之间的粘接强度，并且环氧树脂复合材料增韧层还可提高蜂窝夹层复合材料的整体刚度；本专利技术的酚醛面板蜂窝夹层复合材料及其制备方法还在蜂窝夹层结构四周设置限厚块，一方面为避免蜂窝芯出现压塌现象，另一方面降低制品的厚度偏差。附图说明图1是本专利技术实施例1的酚醛面板蜂窝夹层复合材料的制备方法中各叠层的结构示意图；图2是实施例1制备得到的酚醛面板蜂窝夹层复合材料经滚筒剥离后的产品图；图3是对比例1制备得到的酚醛面板蜂窝夹层复合材料经滚筒剥离后的产品图。其中：1-下蒙皮；2-下增韧层；3-下胶膜；4-蜂窝芯；5-上胶膜；6-上增韧层；7-上蒙皮；8-下脱模材料；9-上脱模材料；10-下压板；11-上压板；12-限厚块。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下各实施例中，环氧树脂胶膜购自于哈尔滨市精鑫科技有限公司，型号为J-69C；玻璃纤维购自南京玻璃纤维研究设计院有限公司，非单向玻璃纤维预浸布、非单向碳纤维预浸布、非单向芳纶纤维预浸布购自威海光威复合材料股份有限公司。需要说明的是，上述记载的原料来源仅为举例，其实际选择并不唯一，本领域技术人员还可根据实际情况购买其他厂家、规格型号的产品，不同厂家、型号的产品并不影响本专利技术技术效果的实现。实施例1本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：/n包括由下至上依次叠合设置的下蒙皮、下增韧层、下胶膜、蜂窝芯、上胶膜、上增韧层、上蒙皮；所述上蒙皮和/或所述下蒙皮为以酚醛树脂为基体的复合材料蒙皮；所述上增韧层和/或所述下增韧层为以环氧树脂为基体的复合材料层；所述上胶膜和/或所述下胶膜为环氧树脂胶膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
包括由下至上依次叠合设置的下蒙皮、下增韧层、下胶膜、蜂窝芯、上胶膜、上增韧层、上蒙皮；所述上蒙皮和/或所述下蒙皮为以酚醛树脂为基体的复合材料蒙皮；所述上增韧层和/或所述下增韧层为以环氧树脂为基体的复合材料层；所述上胶膜和/或所述下胶膜为环氧树脂胶膜。


2.根据权利要求1所述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
所述上增韧层和/或所述下增韧层的增强材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种或几种的混合。


3.根据权利要求2所述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
所述上增韧层和/或所述下增韧层中环氧树脂的含量为30％-50％。


4.根据权利要求1所述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
所述上蒙皮和/或所述下蒙皮中酚醛树脂的含量为30％-50％。


5.根据权利要求1所述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
所述上胶膜和/或所述下胶膜的面重为100-300g/m2。


6.根据权利要求1所述的酚醛面板蜂窝夹层复合材料，其特征在于：
所述蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱秀迪，贺靖，孙超明，田谋锋，牛芳旭，侯鑫，杨晓琳，贾晨辉，刘归，刘红影，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11