[发明专利]制备夹层形式的复合材料的方法

说明书

本发明的目的可以是一种制造夹层形式的产品的方法，所述夹层包括芯和外层。所述外层可以由包含纤维增强聚合物基体的复合材料构成。所述方法使用耐热材料插入物，所述耐热材料例如是硅树脂。本发明的目的可以是提供一种制造夹层的方法，所述方法将所述夹层的所述芯的材料选择与所述外层的材料选择分开。

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的产品领域。由复合材料制成的产品是指可包括由聚合材料特别是热塑性或热固性材料组成的树脂基体的产品。该基体可由这样的材料增强：即，该材料的熔点可高于聚合材料熔点。FRP通常是指“纤维增强塑料”。

背景技术

FRP类型的复合材料相对于材料的重量具有良好的机械阻力。该类型的复合材料还具有非常好的耐腐蚀性。它们具有比单独使用的部件更优越的特性。特别是在汽车或航空领域，它们可以减轻传统上由钢制成的零件的重量。它们还具有良好的抗疲劳性。

复合物的增强可以通过不同的方式获得：在基体中添加分散的矿物纤维，使用由钢或合成材料制成的支撑结构，使用增强纤维织物，使用通过纺织方法获得的无纺布或垫或其他产品。

织物增强件可以具有扁平结构并且可以由垂直交叉和交织的纬纱和经纱构成。制造织物增强件可能需要使用单独的经线织轴。

最近，已有使用针织增强件。针织增强件可以指通常由连续纱线获得的产品，其中纱线形成连续成行排列的交织网孔。生产传统针织物只需要一个纱线织轴形成纱网。

纱线可以是单丝或复丝类型。复丝可以是粗纱(即一组没有加捻组装的平行连续细丝)、短纤纱(即一组有加捻组装的短纤维)。纱线也可以是多种不同材料的纱线或细丝的组件。该组件可以通过扭曲、缠绕来完成。因此可以生产包含聚合材料和增强材料的纱线。例如，可以组装芳纶纱线、碳纱线、玻璃类型纱线和热塑性纱线(即聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺(PEI))构成的增强纱线。这种类型的纱线可以称为混合纱线。

针织这种类型的混合纱线可以获得包含增强体和基体两者的预制件。这种预制件可以说是“干的”，与通常称为“预浸料坯”的胶粘和粘性树脂预浸渍织物相反。

还可以生产夹层形式的产品，该夹层可以包括FRP型复合材料制成的两个外层或表层以及泡沫类型的轻型材料或多孔蜂窝状材料制成的中心体或芯。由于其夹层形式的结构，这些产品可以在同等重量的情况下实现更好的性能。

表层的浸渍以及它们与芯的粘结可能影响夹层复合物的最终特性。表层的良好浸渍通常需要一种分多个阶段进行的固结方法，这会耗费时间和资源。当成品具有复杂的3D形状时尤其如此。

用于制作夹层的传统方法一般可以包括以下步骤：

使用以聚合材料预浸渍的表层生产外层；

外层在芯(例如蜂窝状或泡沫状)的两侧并置；

固结外层以确保聚合材料的熔化，同时确保所有层与芯的连接。

根据表层的厚度，可能需要堆叠多个折层。然后可能需要几个固化循环以确保每个表层的织物折层的良好固结并确保表层与芯之间的良好粘附。使用这种制造方法，可以具体地选择夹层的芯来抵抗外层的固化。在某些情况下，已经发现芯会因温度和压力而受损。例如，已经观察到泡沫状芯在该处理过程中可能凹陷或收缩。

此外，还发现在固化过程中，聚合材料可能会流入蜂窝状结构的孔中。

文档EP 0 770 472 A1概述了一种用于制造复合材料夹层板的方法，该复合材料夹层板具有由开孔结构形成的芯以及纤维和树脂形成的表层。为了避免芯的开孔中的树脂熔化，该文档提供了在表层和芯之间插入防水膜和胶膜。闭合模具后，单个热循环可以使胶水聚合，然后在压力下将树脂注入纤维中，最后使树脂聚合。

然而，该方法的缺点是需要使用多个层，特别是防水膜。这增加了成品的成本。