本發明涉及復合材料領域，具體為一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材的制備方法。

背景技術：

泡沫夾芯復合板材的蒙皮材料與發泡芯材易分層的問題，是影響材料綜合使用性能的重要指標。與金屬材料(如鋁合金)相比，復合材料在制造或使用中遭受意外沖擊(如飛鳥、飛石、冰雹、裝配過程中的工具跌落等)時，其內部易出現不易觀測到的分層損傷，嚴重威脅材料使用的安全。因此，如何提高復合材料的抗沖擊損傷能力是復合材料在機翼、機身等主承力結構應用的關鍵技術之一。

國內外都有一些技術措施，如織物與泡沫縫合技術、銷釘植入xcore技術、層連技術、針刺技術等。這些技術要么成本高、損耗嚴重，要么人工參與過多，標準化程度較低，產品質量一致性較差。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供了一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復合板的制備方法，該方法利用特種纖維織物加膠貼模鋪放形成蒙皮材料，通過向凸凹模具合模形成的注膠空腔注入發泡材料，通過模具邊緣涂結構膠和密封注膠口和出膠口，合模升溫等，形成泡沫與起絨相互嵌入的抗分層夾芯復合材料板，其成型工藝簡單、易于標準化生產、產品質量一致性好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：制作兩個型面互補的模具，分別作為上模具、下模具，其中上模具為凸模具或凹模具，并于上模具上開設兩個通孔，其中一個通孔作為發泡入膠口，另一個通孔作為發泡出膠口，所述兩個通孔直徑相同，且通孔的內、外表面出口均作倒角或圓角處理；

步驟2：在凹模具表面涂抹脫模劑或鋪好脫模布，再涂膠衣，將單面起絨織物鋪貼在模具上——起絨織物光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開放一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

在凸模具表面涂抹脫模劑或鋪放好脫模布，再涂膠衣，將單面起絨織物鋪貼在模具上——起絨織物光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個通孔，打通復合材料層，并清除碎屑；

步驟4：在合模前于模具邊緣處涂抹結構膠，通過結構膠使邊緣處粘接，并將發泡材料封裝在起絨織物復合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具之間形成注膠空腔；

步驟5：通過上模具的發泡入膠口，向注膠空腔內注入發泡材料，此時發泡出膠口處于打開狀態；

步驟6：待注膠空腔內剛剛注滿發泡材料并稍有膠溢出時，將上模具的發泡入膠口和發泡出膠口封堵死；

步驟7：將上述模具進行合模，并對合模進行升溫處理，控制好發泡溫度和時間，得到所需發泡密度的起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材；

步驟8：取出起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

作為上述技術方案的改進，在步驟2中，所述起絨織物為碳纖維織物或玻璃纖維織物的經向起絨織物或緯向起絨織物或割絨織物。

作為上述技術方案的改進，在步驟4中，所述結構膠為環氧樹脂或酚醛樹脂或聚酰亞胺或聚氨酯或熱塑聚合物。

作為上述技術方案的改進，在步驟5中，所述發泡材料為由異氰酸酯、多元醇組成的樹脂混合物或其他聚合物樹脂與發泡劑的混合物，或步驟5中，所述發泡材料為環氧樹脂或酚醛樹脂或聚酰亞胺或聚氨酯或其他硬質發泡材料或熱塑聚合物發泡材料。

作為上述技術方案的改進，所述模具型面為光滑曲面或平面，通過對模具的型面控制，可制作出不同異形曲面結構的夾芯復合材料板材，如將模具型面設計為圓管型、錐管型或曲面型。

作為上述技術方案的改進，在步驟1中，所述通孔的直徑為5mm～20mm。

本發明帶來的有益效果有：

1、本發明為一種成型工藝簡單、易于標準化生產、產品質量一致性較好的復合材料技術，選取凸條材料作蒙皮而發泡材料作芯材，能充分發揮兩種材料特性的輕質、抗分層的結構或功能；

2、本發明制得的泡沫夾芯復合材料板材能有效克服以往蒙皮面板與發泡材料芯容易脫層的缺陷，通過硬化的起絨與現場發泡材料的相互嵌入，能顯著提高抗分層性能，同時還能顯著提高拉、壓、彎、剪等綜合力學性能；

3、通過對模具的型面控制，本發明可制備出不同異形曲面結構夾芯復合板，可直接用于結構支撐件、保溫隔熱、吸音隔音板材等，結構穩定、變形小、力學性能可設計。

附圖說明

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明，

附圖1是本發明的起絨織物在凸模具的鋪放結構示意圖；

附圖2是本發明的起絨織物在凹模具的鋪放結構示意圖；

附圖3是本發明合模后的抗分層泡沫夾芯復合板結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：參照附圖1及附圖2，制作兩個曲面型互補的模具，分別作為上模具2、下模具1，其中上模具2為凸模具，并于上模具2上開設兩個通孔，其中一個通孔作為發泡入膠口3，另一個通孔作為發泡出膠口4，兩個通孔直徑均為5mm，且通孔的內、外表面出口均作倒角或圓角處理

步驟2：在凹模具表面涂抹脫模劑，再涂膠衣，將碳纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——碳纖織物的光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開放一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

在凸模具表面涂抹脫模劑，再涂膠衣，將碳纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——碳纖織物的光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在起絨織物上，使樹脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個通孔，打通復合材料層，并清除碎屑；

步驟4：參照附圖3，在合模前于模具邊緣處涂抹結構膠5/環氧樹脂并加纖維，通過環氧樹脂使邊緣處粘接，并將發泡材料6封裝在起絨織物復合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具1之間形成注膠空腔；

步驟5：通過上模具2的發泡入膠口3，向注膠空腔內注入發泡材料6，此時發泡出膠口4處于打開狀態，發泡材料6采用由異氰酸酯、多元醇組成的樹脂混合物；

步驟6：待注膠空腔內剛剛注滿發泡材料6并稍有膠溢出時，將上模具2的發泡入膠口3和發泡出膠口4封堵死；

步驟7：將上述模具進行合模，并對合模進行升溫處理，控制好發泡溫度和時間，得到所需發泡密度的碳纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材；

步驟8：取出碳纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口4鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

實施例2

一種起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：制作兩個型面互補的模具，分別作為上模具2、下模具1，其中上模具2為凹模具，并于上模具2上開設兩個通孔，其中一個通孔作為發泡入膠口3，另一個通孔作為發泡出膠口4，兩個通孔直徑均為20mm，且通孔的內、外表面出口均作倒角或圓角處理；

步驟2：在凹模具表面鋪好脫模布，再涂膠衣，將玻璃纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——玻纖起絨織物光滑表面鋪貼于凹模具表面，起絨面朝向凹模具開放一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹脂混合物充分滲透玻纖織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

在凸模具表面鋪放好脫模布，再涂膠衣，將玻璃纖維單面起絨織物鋪貼在模具上——玻纖起絨織物光滑表面鋪貼于凸模具表面，起絨面朝向凸模具凸出一側，用刷子蘸取含有固化劑的樹脂混合物，均勻涂刷在織物上，使樹脂混合物充分滲透起絨織物，待其基本固化，固化的起絨呈豎直狀態；

步驟3：將合適直徑的鉆頭伸入所述兩個通孔，打通復合材料層，并清除碎屑；

步驟4：在合模前于模具邊緣處涂抹聚氨酯，通過聚氨酯使邊緣處粘接，并將發泡材料6封裝在起絨織物復合材料中間，將凸模具與凹模具合模，上、下模具1之間形成注膠空腔；

步驟5：通過上模具2的發泡入膠口3，向注膠空腔內注入聚酰亞胺，此時發泡出膠口4處于打開狀態；

步驟6：待注膠空腔內剛剛注滿發泡材料6并稍有膠溢出時，將上模具2的發泡入膠口3和發泡出膠口4封堵死；

步驟7：將上述模具進行合模，并對合模進行升溫處理，控制好發泡溫度和時間，得到所需發泡密度的玻纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材；

步驟8：取出玻纖起絨織物抗分層泡沫夾芯復合材料板材，用合適直徑的鉆頭將所述注膠口和出膠口4鉆通，清理干凈模具及通孔，以利于下次使用。

雖然上述介紹了本發明的兩種不同的實施例，對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節。

同時應當理解，雖然本說明書按照實施例加以描述，并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，本說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

盡管如此，不論采用上述的哪種實施方式，本發明較之于現有技術都應具有如下優點：

1、本發明為一種成型工藝簡單、易于標準化生產、產品質量一致性較好的復合材料技術，選取凸條材料作蒙皮而發泡材料6作芯材，能充分發揮兩種材料特性的輕質、抗分層的結構或功能；

2、本發明制得的泡沫夾芯復合材料板材能有效克服以往蒙皮面板與發泡材料6芯容易脫層的缺陷，通過硬化的起絨與現場發泡材料6的相互嵌入，能顯著提高抗分層性能，同時還能顯著提高拉、壓、彎、剪等綜合力學性能；

3、通過對模具的型面控制，本發明可制備出不同異形曲面結構夾芯復合板，可直接用于結構支撐件、保溫隔熱、吸音隔音板材等，結構穩定、變形小、力學性能可設計。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細說明，但內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本發明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發明的專利涵蓋范圍之內。