CN104097287A

CN104097287A - 一种高强度纤维蜂窝板制备方法

Info

Publication number: CN104097287A
Application number: CN201310134098.5A
Authority: CN
Inventors: 杨贤斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-15

Abstract

本发明公开了一种高强度纤维蜂窝板制备方法，原料包括发泡内芯(1)、纤维布基发泡环氧树脂布(2)和纤维环氧树脂预浸布(3)，制备步骤为：(a)制作管状蜂窝单元：将发泡内芯(1)加工成长条状，在长条状发泡内芯(1)外包裹纤维布基发泡环氧树脂布(2)，再在纤维布基发泡环氧树脂布(2)外包裹纤维环氧树脂预浸布(3)，即得管状蜂窝单元；(b)将数个管状蜂窝单元按顺序依次排列，再在其外包裹纤维环氧树脂预浸布(3)；(c)整体卷制好后，放入模具固定，经加热加压发泡成型，即得高强度纤维蜂窝板。用本发明方法制造的产品具有重量轻，强度高的特点，适应于航空、航天等高端领域。

Description

一种高强度纤维蜂窝板制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备方法，尤其涉及一种高强度纤维蜂窝板制备方法。

背景技术

传统纤维蜂窝板的生产方法是在发泡内芯外或其他蜂窝内芯外直接包裹不饱和树脂预浸布或环氧树脂预浸布，但存在以下的问题：

1、用不饱和树脂预浸布可不加热成型，但内外层密合度差，无法形成强度高的整体。

2、内芯材料本身性能方面：传统的发泡树芯几无二次发泡能力，甚至很多发泡树脂内芯还存在加热融化或回缩变形的可能，如：EPS、EPE、EPP、EPVC等，即使有些发泡树脂，如PU、酚醛发泡树脂等，但也存在加热微发泡冷却后重新回缩的问题，而且这些发泡材料本身和环氧树脂并不能很好地结合。因此，材料本身就存在很难克服的的问题，唯有PMI发泡内芯比较理想，但目前只有德国工艺成熟，价格昂贵。

3、在设备上投入高，且通用性低：若按传统方法生产，就需要很大的加热模压机台或高压加热釜，提供强大的从外到内的压力，才能把纤维预浸布紧密结合在一起以体现强度。这样需要很大的加热模压机台或高压加热釜。这些机台费用昂贵，若用来做小部件，则造成设备及电力极大的浪费，而且，加热模压机台加工太小的模具，容易使加热板变形。

4、压缩过程中带来的问题：按传统的发泡树脂内芯或蜂窝结构几无二次发泡能力，因此必须用强大外力压缩使之成型。强大外力压缩极易使预制品中的发泡内芯变形，甚至可能直接破坏蜂窝结构。变形后的内芯或受破坏后的蜂窝内芯不能提供结构上的有效支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术上述缺陷，提供一种能够降低成本且能解决现有工艺缺陷、生产出强度高、重量轻、稳定性好且成本低的纤维蜂窝板制备方法。

本发明公开的技术方案为：一种高强度纤维蜂窝板制备方法，原料包括发泡内芯(1)、纤维布基发泡环氧树脂布(2)和纤维环氧树脂预浸布(3)，制备步骤如下：

(a)制作管状蜂窝单元：将发泡内芯(1)加工成长条状，在长条状发泡内芯(1)外包裹纤维布基发泡环氧树脂布(2)，再在纤维布基发泡环氧树脂布(2)外包裹纤维环氧树脂预浸布(3)，即得管状蜂窝单元；

(b)将数个管状蜂窝单元按顺序依次排列，再在其外包裹纤维环氧树脂预浸布(3)；

(c)整体卷制好后，放入模具固定，经加热加压发泡成型，即得高强度纤维蜂窝板。

在上述方案的基础上，原料还包括钛或不锈钢薄板(4)，完成步骤(b)之后进行步骤(b1)：

在纤维环氧树脂预浸布(3)外贴合单面或双面钛或不锈钢薄板(4)，然后进入步骤(c)。

发泡内芯块(1)的材质为PMI、PU、酚醛树脂、EPS、EPVC、EPE、EPP发泡材料。

纤维布基发泡环氧树脂布(2)可经110℃-180℃加热发泡膨胀固化成型。

纤维环氧预浸布(3)选用的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维，经120℃-180℃加热固化成型。

其中步骤(c)的加热温度为120℃-180℃。

本发明利用目前最新的碳成型辅助材料--纤维布基发泡环氧树脂布，本发明方法制造的产

品具有重量轻，强度高的特点，适应于航空、航天等高端领域。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例1中制品加热成型前的截面示意图；

图2是本发明实施例1中制品加热成型后的截面示意图；

图3是本发明实施例2中制品加热成型前的截面示意图；

图4是本发明实施例2中制品加热成型后的截面示意图；

以上图中：1-发泡内芯，2-纤维布基发泡环氧树脂布，3-纤维环氧树脂预浸布，4-钛或不锈钢薄板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的基本原理为：利用纤维布基发泡环氧树脂布强大的内发泡能力以及和碳纤维(或其他纤维)环氧预浸布之间良好的结合力，能够把这几种材料的强度充分体现，再结合适当的发泡内芯，可制造出高强度低密度的环氧树脂纤维蜂窝板。

本发明要达到的目的是：改进生产工艺，以较低的成本制造出高强度低密度的环氧树脂纤维蜂窝板。

实施例1：

一种高强度纤维蜂窝板的制备方法，原料包括发泡内芯1、纤维布基发泡环氧树脂布2和纤维环氧树脂预浸布3，制备步骤如下：

(a)制作管状蜂窝单元：将发泡内芯1加工成长条状，在长条状发泡内芯1外包裹纤维布基发泡环氧树脂布2，再在纤维布基发泡环氧树脂布2外包裹纤维环氧树脂预浸布3，即得管状蜂窝单元；

(b)将数个管状蜂窝单元按顺序依次排列，再在其外包裹纤维环氧树脂预浸布3(如图1所示)；

(c)整体卷制好后，放入模具固定，经加热加压发泡成型，即得高强度纤维蜂窝板(如图2所示)。

实施例2：

一种高强度纤维蜂窝板的制备方法，原料包括发泡内芯1、纤维布基发泡环氧树脂布2、纤维环氧树脂预浸布3和钛或不锈钢薄板4，制备步骤如下：

(b)将数个管状蜂窝单元按顺序依次排列，再在其外包裹纤维环氧树脂预浸布3；

(b1)在纤维环氧树脂预浸布3外贴合单面或双面钛或不锈钢薄板4；具体而言，根据制作要求，在管状蜂窝单元包裹纤维环氧树脂预浸布3之后，在其整体一侧贴合钛或不锈钢薄板4，或在整体两侧均贴合钛或不锈钢薄板4(如图3所示)，钛或不锈钢薄板用于增加表面抗击强度。

(c)整体卷制好后，放入模具固定，经加热加压发泡成型，即得高强度纤维蜂窝板(如图4所示)。

发泡内芯的材质为PMI(聚甲基丙烯酸亚胺)、PU(聚氨酯)、酚醛树脂、EPS(发泡聚苯乙烯)、EPVC(发泡聚氯乙烯)、EPE(发泡聚乙烯)、EPP(发泡聚丙烯)发泡材料。PMI与PU具有最好的效果。根据形状的需要，发泡内芯的尺寸不必一致。

纤维布基发泡环氧树脂布可经110℃-180℃加热发泡膨胀固化成型。

纤维环氧预浸布为碳纤维或玻璃纤维环氧预浸布，可经120℃-180℃加热固化成型。

纤维环氧预浸布选用的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维，经120℃-180℃加热固化成型。

其中步骤(c)的加热温度为120℃-180℃。

Claims

1.一种高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，原料包括发泡内芯(1)、纤维布基发泡环氧树脂布(2)和纤维环氧树脂预浸布(3)，制备步骤如下：

2.根据权利要求1所述的高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，原料还包括钛或不锈钢薄板(4)，完成步骤(b)之后进行步骤(b1)：在纤维环氧树脂预浸布(3)外贴合单面或双面钛或不锈钢薄板(4)，然后进入步骤(c)。

3.根据权利要求1或2所述的高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，所述发泡内芯(1)的材质为PMI、PU、酚醛树脂、EPS、EPVC、EPE、EPP发泡材料。

4.根据权利要求1或2所述的高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，所述纤维布基发泡环氧树脂布(2)可经110℃-180℃加热发泡膨胀固化成型。

5.根据权利要求1或2所述的高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，所述纤维环氧预浸布(3)选用的纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、凯夫拉纤维，经120℃-180℃加热固化成型。

6.根据权利要求1或2所述的高强度纤维蜂窝板制备方法，其特征在于，所述步骤(c)的加热温度为120℃-180℃。