一种固化蜂窝多层材料制造技术

本申请涉及一种固化蜂窝多层材料，所述多层材料包括蒙皮层、粘合层、固化蜂窝层；所述固化蜂窝层上下依此铺设粘合层、蒙皮层，并且所述固化蜂窝层与粘合层粘合，粘合层与蒙皮层接触粘合；所述固化蜂窝层是由蜂窝结构和封闭固化块组成。蜂窝填充结构尺寸稳定，密度均匀，力学性能、抗阻燃性能、抗吸湿性能好。抗吸湿性能好。抗吸湿性能好。

A solidified honeycomb multilayer material

【技术实现步骤摘要】
一种固化蜂窝多层材料


[0001]本专利技术属于复合材料领域，涉及一种固化蜂窝多层材料，应用于轨道交通、航空航天、船艇制造、水下无人机等领域。

技术介绍

[0002]芳纶蜂窝复合材料其物理性能可完美超越铝镁合金材料，比重约是水的五分之一。其轻质、高强、阻燃、绝缘、保温、无毒、无热胀冷缩、抗金属疲劳、耐自然界的高低温差、任意安装结扣件的优良特性为众多行业的节能减重、金属件替代提供一揽子解决方案。
[0003]随着潜器及海空多栖器材的应用拓展，其正朝着复杂化、多功能化等方向发展。单一领域应用材料已难以满足这种多种复杂工况的应用要求。
[0004]当前满足空天轻质化材料难以达到海洋对压强、吸湿性等方面的要求。满足海洋对压强、吸湿性等方面要求的同时又不太容易满足空天对轻质化的要求。对于目前常用的芳纶纸蜂窝材料、泡沫材料、纤维材料或金属虽然各有优势，但是使用在空天、水下多栖领域，无法同时满足使用需求，存在一定的技术缺陷：
[0005]1、芳纶纸蜂窝复合材料具有轻质高强、阻燃环保、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，在有效减重、降低腐蚀、改善噪声、阻尼减震等众多方面有着无与伦比的优势。但其在海洋环境中对高压强、抗吸湿性方面存在些不足。
[0006]2、泡沫虽然能满足海洋对吸湿性方面的要求，但其所能承受的压强也相对有限。
[0007]3、采用纤维增强树脂复合材料虽能满足高压强、吸湿等要求，但相对夹层结构来说，其轻量化方面相对不足且成本高昂。
[0008]4、金属材料一方面不利于轻量化，另一方面容易腐蚀。
[0009]5、当器材水下作业时，若外层蒙皮破损，水进入中间芯材，难以排除，如遇低温会结冰撑破部件结构，难以满足海洋环境要求。
[0010]本申请的固化蜂窝材料能够有效用于轨道交通、航空航天飞机部件，还能用于船艇制造、水下无人机、潜器等领域，同时满足多栖器材材料的使用需求，固化蜂窝材料尺寸稳定，密度均匀，力学性能、抗阻燃性能、抗吸湿性能好。

技术实现思路

[0011]当前满足空天轻质化材料难以达到海洋对压强、吸湿性等方面的要求。满足海洋对压强、吸湿性等方面要求的同时又不太容易满足空天对轻质化的要求。
[0012]为了解决上述技术问题中的至少一个，本申请提供了一种固化蜂窝多层材料，采用轻质填料填充处理芳纶蜂窝做芯材，与各种蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出复合轻质板。
[0013]本申请的固化蜂窝多层材料，相对金属材料来说，其质量更轻、耐腐蚀；相对于单纯的芳纶蜂窝、泡沫等复合材料，其抗压及抗吸湿性能得到大幅提高；相对于单纯的树脂基复合材料，其质量更轻；可以更好满足多栖器材对轻量化、抗吸湿性、高压强、耐腐蚀、抗疲
劳及成本要求，促进装备优化升级。
[0014]本申请将蜂窝填充轻质材料做芯材，与各种蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出固化蜂窝多层材料。
[0015]本申请的固化蜂窝多层材料的制备方法，包括：首先采用轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，制备具有一定密度的固化蜂窝层。所述轻质填充材料是指密度在0.5
‑
0.9g/cm3的环氧树脂填料。
[0016]优选的，为了提高填料强度，轻质填充材料中包含玻璃微珠，且环氧树脂占轻质填充材料的70
‑
100wt％。
[0017]然后采用热固性或热塑性蒙皮复合材料(热塑性材料与织物形成的预制体，其中织物部分裸露作为胶接面)与胶层直接在蜂窝填充材料上下表面进行直接铺层，并对其进行复合(热压、真空袋压、热压罐)。最后进行脱模修边处理，得到一种固化蜂窝多层材料。
[0018]如：可以先制备热塑性复合材料预制体，然后这种预制体可以采用共固化(预制体+胶膜+蜂窝填充料热压成型)和室温复合胶结(预制体+室温固化胶+蜂窝填充料)。还可以采用真空导流工艺(玻纤织物+蜂窝填充材料成型)。同时，可以采用热固性的预浸料材料代替预制体，作为蒙皮材料。如：以预浸料+蜂窝填充料(采用热压、真空袋、热压罐等)进行成型。
[0019]优选地，本申请提供一种固化蜂窝多层材料，包括：蒙皮层(3)、粘合层(2)、固化蜂窝层(1)；所述固化蜂窝层(1)上下依此铺设粘合层(2)、蒙皮层(3)，并且所述固化蜂窝层(1)与粘合层(2)粘合，粘合层(2)与蒙皮层(3)接触粘合；所述固化蜂窝层(1)是由蜂窝结构(4)和封闭固化块(5)组成，所述蜂窝结构(4)蜂窝孔格外形为六边形、长方形、正方形或菱形，蜂窝密度为32
‑
96Kg/m3；所述封闭固化块(5)中心为轻质填料。
[0020]所述轻质填料为环氧树脂填料，密度在0.5
‑
0.9g/cm3，所述蜂窝结构为六边形芳纶纸蜂窝，孔格尺寸为4.8
‑
6mm；芳纶纸蜂窝尺寸为(1000
‑
1300)mm*(2000
‑
2600)mm*(5
‑
60)mm。
[0021]所述蒙皮层为预浸料层或预制体层；所述粘合层为中温固化环氧树脂胶膜或室温固化环氧树脂胶膜。
[0022]所述预制体是由热塑性材料与织物形成，所述热塑性材料是指PEEK，PEKK,PPS，PVDF，PC，PP的一种或多种；所述织物选自玻纤、碳纤、芳纶织物中的一种或多种织物；所述预浸料为玻纤环氧预浸料、玻纤酚醛预浸料、芳纶纤维环氧预浸料的一种或多种。
[0023]所述粘合层厚度为0.3
‑
0.6mm，所述蒙皮层厚度为0.6
‑
3mm，固化蜂窝层厚度为0.8
‑
28mm。
[0024]所述封闭固化块是轻质填充材料对芳纶蜂窝通过填充固化得到的，密度为330
‑
530Kg/m3。
[0025]所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比7：1
‑
11:1。
[0026]本申请还提供固化蜂窝多层材料的制备方法：首先采用轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，制备具有一定密度的蜂窝填充材料，即固化蜂窝层；然后在蜂窝填充材料胶接表面进行施胶，然后将热固性材料或热塑性材料蒙皮依次铺设在胶层上进行复合，最后进行修边处理，得到固化蜂窝多层材料。
[0027]具体地，制备方法如下：
[0028]1)、将密度为0.5
‑
0.9g/cm3的轻质填充材料对芳纶蜂窝(所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8
‑
6mm，密度为32
‑
96Kg/m3)进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1
‑
0.2Mpa,温度为100
‑
120℃，时间为40
‑
60min,制备具有一定密度(330
‑
530Kg/m3)的蜂窝填充材料；
[0029]2)、在蜂窝填充材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、蒙皮层进行铺层；
[0030]3)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化蜂窝多层材料，其特征在于，所述多层材料包括蒙皮层、粘合层、固化蜂窝层；所述固化蜂窝层上下依此铺设粘合层、蒙皮层，并且所述固化蜂窝层与粘合层粘合，粘合层与蒙皮层接触粘合；所述固化蜂窝层是由蜂窝结构和封闭固化块组成，所述蜂窝结构为蜂窝孔格外形为六边形、长方形、正方形或菱形，蜂窝密度为32
‑
96Kg/m3；所述封闭固化块中心为环氧基轻质填料。2.根据权利要求1所述的固化蜂窝多层材料，其特征在于，所述轻质填料为环氧树脂填料，密度在0.5
‑
0.9g/cm3，所述蜂窝结构为六边形芳纶纸蜂窝，孔格尺寸为4.8
‑
6mm；芳纶纸蜂窝尺寸为(1000
‑
1300)mm*(2000
‑
2600)mm*(5
‑
60)mm。3.根据权利要求1或2所述的固化蜂窝多层材料，其特征在于，所述蒙皮层为预浸料层或预制体层；所述粘合层为中温固化环氧树脂胶层或室温固化环氧树脂胶层。4.根据权利要求3所述的固化蜂窝多层材料，其特征在于，所述预制体是由热塑性材料与织物形成，所述热塑性材料是指PEEK，PEKK,PPS，PVDF，PC，PP的一种；所述织物选自玻纤、碳纤、芳纶织物中的一种；所述预浸料为玻纤环氧预浸料、玻纤酚醛预浸料、芳纶纤维环氧预浸料的一种。5.根据权利要求1或2所述的固化蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婼楠，吴亚琪，王文波，全俊成，伍秘，尚建勋，马玉梅，
申请(专利权)人：上海骏珲新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：