[发明专利]包含具有脂族聚酰胺粘合剂的聚对苯二甲酰对苯二胺纸材的蜂窝结构及由该蜂窝结构制成的制品

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及改进的高性能蜂窝结构及由该蜂窝结构制成的制品，所述 蜂窝结构由包含聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和脂族聚酰胺粘合剂的纸材制 成。

2.背景技术

授予Lin的美国专利5,137,768、授予Nomoto的美国专利5,789,059 以及授予Nomoto的美国专利6,544,622公开了由高模量对位芳族聚酰胺材 料的片材制成的蜂窝结构。这些蜂窝结构由于其高刚度、高强度重量比而具 有很高的结构应用价值。通常，这些蜂窝结构由包含对位芳族聚酰胺絮状 物、纸浆和/或其他纤维材料的纸材加上粘合剂来制成。最终的蜂窝结构的 模量与纸组合物中对位芳族聚酰胺纤维的比例直接相关。同时，由于还必须 存在粘合剂以为纸材提供足够的强度以便将纸材加工成蜂窝结构，因此纸材 中对位芳族聚酰胺纤维的比例被限制为一定程度。具体地讲，据信在制造优 异蜂窝结构的过程中，粘合剂对纸材中的纤维的粘合力至关重要。如果为纸 材选择的粘合剂不能与纤维良好地粘合，所得的纸材将不具备能经受得住蜂 窝结构制造过程的足够强度，或者所得的蜂窝结构将不能起到一体化结构的 作用。只是在纸材中增加不良粘合剂的用量将不足以补偿这种粘合力的缺 乏。

因此，需要的是对纤维有优异的粘合力并且使纸材具有足够的能经受 处理的强度的粘合剂。此类粘合剂在设计蜂窝结构时还能提供更大的灵活 性，因为其可提供纸组合物中最小化粘合剂总量的途径，由此提高纸组合物 和蜂窝结构中对位芳族聚酰胺纤维的含量；或者如果使用了过量的粘合剂， 则降低或消除了在蜂窝结构中对于热固性基质树脂的需要。

发明简述

本发明涉及具有单元壁的蜂窝结构，该蜂窝结构包含具有60(磅/英 寸)/盎司每平方码(310Nm/g)或更大的平均比抗张指数(specific tensile index)的纸材；纸材包含按纸材中脂族聚酰胺粘合剂和PPD-T纤维的总量 计3至30重量份的脂族聚酰胺粘合剂和70至97重量份的具有600克/旦尼 尔(550克/分特)或更高模量的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维；并且纸材中 的空隙填充有热固性树脂。

本发明还涉及具有单元壁的蜂窝结构，该蜂窝结构包含具有60(磅/英 寸)/盎司每平方码(310Nm/g)或更大平均比抗张指数的纸材；所述纸材包含 按纸材中脂族聚酰胺粘合剂和PPD-T纤维的总量计30至50重量份的脂族聚 酰胺粘合剂和50至70重量份的具有600克/旦尼尔(550克/分特)或更高 模量的聚对苯二甲酰对苯二胺纤维；并且纸材中的空隙填充有过量的脂族聚 酰胺粘合剂。

一个实施方案包括具有前述蜂窝结构的制品，此类制品包括面板或空 气动力学结构。

附图简述

图1a和1b为六边形形状的蜂窝结构的图示。

图2为六边形单元形状的蜂窝结构的另一图示。

图3为具有面片材的蜂窝结构的例示。

发明详述

本发明涉及蜂窝结构，该蜂窝结构由包含聚对苯二甲酰对苯二胺(PPD- T)纤维和脂族聚酰胺粘合剂的纸材来制成。据信使用由脂族聚酰胺粘合剂制 成的PPD-T纸材时，与其他热塑性粘合剂相比，每单位数量的粘合剂具有更 高强度，即具有更大的比抗张指数。

图1a为蜂窝结构的一个例示。图1b为图1a所示蜂窝结构的正交视 图，图2为该蜂窝结构的三维视图。所示为具有六边形单元2的蜂窝结构 1。虽然所示为六边形单元，然而，其他几何排列也是可能的，其他最普遍 的可能排列为正方形和挠曲芯单元。此类单元类型在本领域中是熟知的，有 关可能的几何单元类型的其他信息，参考“Honeycomb Technology”(T. Bitzer著，Chapman&Hall出版社，1997年)。