專利名稱：一種適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料成型技術(shù)，特別是一種適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料與普通的泡沫夾芯復(fù)合材料相比，在上下層的面板中鋪敷高阻尼、超薄(0. 05、. 5mm)的阻尼層，這種結(jié)構(gòu)不但保持了夾芯復(fù)合材料高強(qiáng)度、高剛度、低密度的特點(diǎn)，而且由于阻尼層的存在大大提高了復(fù)合材料的隔振性能，從而可以拓展復(fù)合材料的使用廣度和深度。內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的成型技術(shù)難點(diǎn)在于內(nèi)嵌于織物中的阻尼層不具有滲透性，如果采用采用傳統(tǒng)的手糊法成型，可以解決滲透問題，但效率低，環(huán)境危害大，不利于推廣。采用真空輔助工藝空輔助工藝是在制備泡沫夾層復(fù)合材料是在模具型面上鋪放增強(qiáng)材料，將型腔邊緣密封嚴(yán)密，在型腔內(nèi)抽真空，再將樹脂通過精心設(shè)計(jì)的樹脂分配系統(tǒng)在真空作用下注入模腔內(nèi)。目前中國專利200710021398. 7，通過在泡沫芯材底面設(shè)置一組平行的溝槽，上表面設(shè)置導(dǎo)流介質(zhì)，將高滲透介質(zhì)型和溝槽型兩種真空輔助工藝同時(shí)應(yīng)用在復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的成型過程。但該成型技術(shù)無法解決阻尼層的滲透問題，造成阻尼層處的纖維織物無法浸潤。本成型工藝通過對泡沫芯材雙面開平行槽，解決阻尼層和泡沫芯材之間織物的浸潤，通過上下面鋪敷導(dǎo)流布解決阻尼層上面的織物浸潤，從而實(shí)現(xiàn)整體成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法，通過在頂面、底面鋪敷導(dǎo)流布，并采用雙面開槽泡沫，解決了由于阻尼層上下面的滲透，從而可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型，解決內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的整體真空輔助成型難題。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明的適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法，具體工藝方法包括
①在單面模具上鋪放導(dǎo)流布導(dǎo)流布的裁剪根據(jù)制品的形狀而定，其中放置抽真空管一端的導(dǎo)流布略短于纖維織物；
②在導(dǎo)流布上面鋪放脫模布，為了方便脫模，脫模布需完全覆蓋制品；
③放置纖維織物在脫模布上層，纖維種類可以為玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維、超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維，織物結(jié)構(gòu)包括平紋布、斜紋布、緞紋布及多軸向經(jīng)編織
3物；
④鋪放阻尼層，阻尼層為具有高阻尼性能的橡膠薄膜或者聚丙烯酸酯類膠薄膜，薄膜厚度為0. 05mnT0. 5mm ；目前存在的成熟產(chǎn)品包括3M公司的ISD110、ISD112系列等；
⑤在阻尼層上面再次鋪放纖維織物，纖維種類可以為玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維、 超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維，織物結(jié)構(gòu)包括平紋布、斜紋布、緞紋布及多軸向經(jīng)編織物；
⑥鋪放夾芯泡沫，泡沫芯材的上下表面各開設(shè)一組平行的溝槽，溝槽寬度為2 5mm， 深度為2 4mm，溝槽間距s為30 50mm ；溝槽的長度為從泡沫芯材注入樹脂的一端開始開槽至距離另一端15 25mm處停止；泡沫芯材包括聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及balsa木等；
⑦夾芯泡沫上層對稱依次鋪設(shè)纖維織物、阻尼層、纖維織物、脫模布、導(dǎo)流布；鋪放方法和⑤ ①相同；
⑧采用真空密封袋膜和密封膠帶將上述的織物進(jìn)行密封；
⑨待密封袋膜內(nèi)的真空壓力<-0. 095Mpa時(shí)，將按照配方混合均勻的可固化樹脂組合物注入；
當(dāng)樹脂完全浸潤纖維織物后，封閉注膠管和真空管。最后進(jìn)行固化和后固化。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果
本發(fā)明的適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法，采用雙面開槽和雙面導(dǎo)流布解決了內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型，為內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的工程后應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；制備的復(fù)合材料板由于增加了泡沫芯材，并且不需要對樹脂基體進(jìn)行增韌改性，因此也具備了高剛度、低密度的特性，更關(guān)鍵的是制備的復(fù)合材料板由于內(nèi)嵌了粘彈性阻尼層，使復(fù)合材料板在受到振動等外部載荷下，可以產(chǎn)生阻尼層的剪切、彎曲等變形，從而更有效的損耗掉大量的能量，吸收振動，這種特性是是通用的夾芯復(fù)合材料所不具備的。因此制備的內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料可以廣泛應(yīng)用與航天、航天、艦船等對振動有特殊要求的部位，具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的軍事效益；采用本發(fā)明的內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型工藝技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)阻尼層的共固化一次成型，并且質(zhì)量穩(wěn)定。


圖1是雙面開平行槽的泡沫芯材。圖2是復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)真空成型工藝示意圖。圖中，1.溝槽；2.泡沫芯材；3.模具；4.纖維織物；5.模布；6.導(dǎo)流布；7.導(dǎo)流管；
8.真空管；9真空袋膜；10.密封膠帶。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的尺寸為900mmX900mm，泡沫芯材為聚氨酯泡沫塑料，厚度為 15mm ；上下面板采用面密度220g/m2的S玻纖緞紋布，成型后厚度都為4mm，阻尼層在上下織物中間各放置一層，型號為ISDl 12 (0.25mm)；樹脂為德國漢森公司的環(huán)氧樹脂R135，固化劑為德國漢森公司的R137。利用本專利的真空輔助成型方案來實(shí)施復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的整體成型。①在平板模具上鋪放導(dǎo)流布，尺寸約為860mmX900mm ；
②在導(dǎo)流布上面鋪放脫模布，脫模布尺寸約為930mmX930mm；
③放置10層S玻纖緞紋布在脫模布上，并使導(dǎo)流布一端距離纖維織物邊緣50mm；
④在纖維織物上鋪放阻尼層，阻尼層尺寸900mmX 900mm，；
⑤在阻尼層上鋪放10層S玻纖緞紋布；
⑥鋪放上下面均開過平行槽的夾芯泡沫，保證槽的方向?yàn)闃渲鲃臃较?，溝槽寬度?2mm，深度為2mm，溝槽間距s為30mm，沫芯材未開通溝槽的距離為25mm ；
⑦夾芯泡沫上層織物、阻尼層、導(dǎo)流布、脫模布鋪放和⑤ ①相同
⑧采用真空密封袋膜和密封膠帶將上述的織物進(jìn)行密封。⑨待密封袋膜內(nèi)的真空壓力彡-0. 095Mpa時(shí)，按照樹脂和固化劑 R135 R137=100 30的比例配混合均勻后注入。當(dāng)樹脂基體完全浸潤纖維織物后，封閉注膠管和真空管。⑩固化條件為常溫固化24h后脫模，然后60°C固化4h，80°C固化4h。采用本實(shí)施例制作的內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料和相同樹脂、增強(qiáng)材料體系制作的復(fù)合材料，在相同的工況下，進(jìn)行了振動測試，表1為測試結(jié)果。從結(jié)果看，采用本專利制作的復(fù)合材料板振動衰減了 IOdB以上，具有較好的減振效果。而通用真空輔助工藝由于無法解決內(nèi)嵌阻尼層真空輔助成型，所以無法達(dá)到此效果。
表1相同樹脂、增強(qiáng)材料體系制作的復(fù)合材料振動測試數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法，其特征是具體工藝方法包括①在單面模具上鋪放導(dǎo)流布導(dǎo)流布的裁剪根據(jù)制品的形狀而定，其中放置抽真空管一端的導(dǎo)流布略短于纖維織物；②在導(dǎo)流布上面鋪放脫模布，脫模布需完全覆蓋制品；③放置纖維織物在脫模布上層；④鋪放阻尼層，阻尼層為具有高阻尼性能的橡膠薄膜或者聚丙烯酸酯類膠薄膜，薄膜厚度為 0. 05mnT0. 5mm ；⑤在阻尼層上面再次鋪放纖維織物；⑥鋪放夾芯泡沫，泡沫芯材的上下表面各開設(shè)一組平行的溝槽，溝槽寬度為2 5mm， 深度為2 4mm，溝槽間距s為30 50mm ；溝槽的長度為從泡沫芯材注入樹脂的一端開始開槽至距離另一端15 25mm處停止；⑦夾芯泡沫上層對稱依次鋪設(shè)纖維織物、阻尼層、纖維織物、脫模布、導(dǎo)流布；鋪放方法和⑤ ①相同；⑧采用真空密封袋膜和密封膠帶將上述的織物進(jìn)行密封。
2.⑨待密封袋膜內(nèi)的真空壓力<-0. 095Mpa時(shí)，將按照配方混合均勻的可固化樹脂組合物注入。
3.當(dāng)樹脂完全浸潤纖維織物后，封閉注膠管和真空管；最后進(jìn)行固化和后固化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空輔助成型方法，其特征是所述的纖維織物的纖維為玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維或超高分子量聚乙烯纖維及玄武巖纖維，織物結(jié)構(gòu)為平紋布、斜紋布、緞紋布或多軸向經(jīng)編織物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空輔助成型方法，其特征是所述的阻尼層為3M公司的 ISD110、ISD112 產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空輔助成型方法，其特征是所述的泡沫芯材為聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫或bal sa木。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種適用于內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型方法，通過在頂面、底面鋪敷導(dǎo)流布，并采用雙面開槽泡沫，解決了由于阻尼層上下面的滲透，從而可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型。本發(fā)明解決了內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的真空輔助成型，為內(nèi)嵌阻尼層夾芯復(fù)合材料的工程后應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；制備的復(fù)合材料除了具有高剛度、低密度、高阻尼特性外，可以廣泛應(yīng)用于航天、艦船等對振動有特殊要求的部位，具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的軍事效益；可以實(shí)現(xiàn)阻尼層的共固化一次成型，并且質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號B29L9/00GK102205648SQ20111004010
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者冀冰, 吳醫(yī)博, 郭萬濤 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所