[发明专利]一种增强版芳纶蜂窝三明治板材

说明书

本发明涉及一种增强版芳纶蜂窝三明治板材，由上蒙皮层、中间芳纶蜂窝芯层和下蒙皮层组成，相邻两层通过胶粘剂胶接；上蒙皮和下蒙皮都具有三层复合结构，且中间层都为芳纶浆粕；芳纶蜂窝芯的上下边缘预留凹凸状的边角料；中间芳纶蜂窝芯中各孔格的壁厚相同，或者沿某个方向，中间孔格的壁厚较大，两边孔格的壁厚较小；芳纶蜂窝芯的蜂窝内部中空，或者放置有材质为芳纶的中空柱。本发明通过在芳纶蜂窝芯的上下边缘预留凹凸状的边角料，增大了其与上下蒙皮的接触面积，进而提高了胶接强度、结合强度和抗撕裂强度，使得芳纶蜂窝三明治板材不容易发生分层；同时，通过控制上蒙皮和下蒙皮的中间层为芳纶浆粕，提高了芳纶蜂窝三明治板材的抗冲击性能。

技术领域

本发明属于复合板材技术领域，涉及一种增强版芳纶蜂窝三明治板材。

背景技术

碳纤维复合是一种力学性能优异的新材料，质轻高强的特点使得碳纤维复合材料在汽车、高铁和飞机等领域得到大量的应用，芳纶蜂窝芯材作为一种仿生材料在追求轻量化的现代更是得到青睐。碳纤维芳纶蜂窝板材采用碳纤维复合板作为蒙皮，芳纶蜂窝作为芯材通过胶粘剂胶接而成。但现有碳纤维蜂窝板材的抗冲击性能不佳，在实际应用中经常出现撕裂分层的现象，重新维修带来的成本使得碳纤维蜂窝板材的使用成本更高。

考虑到碳纤维芳纶蜂窝的分层原因主要是因为碳纤维复合板和芳纶蜂窝芯材的胶接强度不够；抗冲击性能不佳的主要原因是蜂窝芯的强度不够，因此本发明重点针对分层和抗冲击性不佳进行材料结构设计。

中国专利公报公布了一种申请号为：CN110978650A，名称为新型蜂窝结构及其制作方法的发明专利，解决了蜂窝结构无法满足沿孔格的某一径向实现变强度要求的问题，但是这种蜂窝结构在和上下蒙皮胶接时因为和蒙皮胶接接触面积小，其胶接强度低而经常导致蜂窝板材和芯材在使用过程中分层的现象。

中国专利公报公布了一种申请号为：CN110845755A，名称为发泡环氧胶膜、芳纶蜂窝夹芯板及其制备方法的发明专利，提供了一种发泡环氧胶膜来对蜂窝结构进行封边处理提高蜂窝板强度，但是在承受弯曲载荷时面板是主要承受拉伸和压缩载荷的部位，专利中提到的蜂窝板材的承受弯曲载荷的能力不强，抗冲击性能差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种增强版芳纶蜂窝三明治板材。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种增强版芳纶蜂窝三明治板材，由上蒙皮层、中间芳纶蜂窝芯层和下蒙皮层组成，相邻两层通过胶粘剂胶接；上蒙皮和下蒙皮都具有三层复合结构，且中间层都为芳纶浆粕；芳纶蜂窝芯的上下边缘预留凹凸状的边角料。

本发明的芳纶蜂窝芯的上下边缘预留凹凸状的边角料，增大了其与上下蒙皮的接触面积，进而提高了胶接强度、结合强度和抗撕裂强度，使得由上蒙皮层、中间芳纶蜂窝芯层和下蒙皮层组成的三明治板材不容易发生分层。加工过程中，在将上下蒙皮与中间芳纶蜂窝芯胶接前，可将蜂窝芯预留的凹凸状的边角料铺平在蜂窝芯的上下表面使成为一个平面，以便其充分发挥增大接触面积的作用。目前针对蜂窝结构中蜂窝芯和上下板材的连接通常采用提高粘结剂粘结性的技术手段来提高两者之间的结合力，但提高粘结剂粘结性的手段毕竟单一且有限，本发明采用预留凹凸状的边角料提高胶接接触面积的途径实现采用同样粘结剂而达到更好的粘结效果，同样这种技术手段不单单可用于本发明介绍的芳纶蜂窝板材的胶接，对于其他材质的蜂窝板胶接同样适用。

本发明中上蒙皮和下蒙皮的中间层为芳纶浆粕，在承受弯曲载荷时，上蒙皮和下蒙皮主要承受拉伸和压缩载荷，而芳纶浆粕具有芳纶纤维优秀的性能，如高模量、高强度以及优良的热稳定性能、化学稳定性、尺寸稳定性和韧性，因而在上蒙皮和下蒙皮中间加入芳纶浆粕可提高上蒙皮和下蒙皮的抗冲击性能，进而提高芳纶蜂窝三明治板材的抗冲击性能。

作为优选的技术方案：