CN105252785B - 一种抗冲击复合材料方舱蒙皮及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗冲击复合材料方舱蒙皮，包括两侧的碳纤维织物和中间的多层玻璃纤维织物，各纤维织物内浸润有纯树脂、引发剂和促进剂的混合物，纯树脂、引发剂、促进剂的重量配比为，纯树脂：引发剂：促进剂＝100：2：0.5，且纯树脂的重量为纤维织物重量的1.2倍。本发明提供一种具有抗冲击性能的复合材料方舱蒙皮及其制作工艺，采用碳纤维‑玻璃纤维为主材料代替原有的单一的碳纤维增强复合材料，解决了现有方舱蒙皮抗冲击性能差的问题，同时降低了制作成本，满足应用于方舱专用蒙皮。
Description
技术领域
本发明涉及方舱技术领域，具体涉及一种具有抗冲击性能的复合材料方舱蒙皮。
背景技术
在现有技术中，方舱种类很多。其中，复合大板式方舱是方舱的主要结构形式之一。大板式方舱是由六块复合夹芯板组装而成，现有的复合夹芯板结构一般外蒙皮采用铝板，内蒙皮采用钢板与聚氨酯泡沫夹芯材料之间用结构胶粘接。然而，这种方舱采用金属板作蒙皮，不仅增加了舱体的重量，而且在野外使用过程中容易出现面板脱胶和鼓包等现象，造成严重的产品质量问题。
碳纤维复合材料由于具有高比强度和高比模量，密度小，耐高温，耐腐蚀，抗腐蚀，热膨胀系数低等优点，在方舱蒙皮上的应用得到了很大的发展。然而，碳纤维最大的缺点是断裂延伸率低，从而造成碳纤维复合材料蒙皮对冲击载荷十分敏感，在低速冲击载荷作用下，会出现基体开裂、分层、纤维断裂等损伤。所以，单一的碳纤维增强复合材料蒙皮的抗冲击性能已经无法满足现实需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗冲击性能的复合材料方舱蒙皮及其制作工艺，解决了现有技术中复合材料方舱蒙皮抗冲击性能差的问题，同时大大降低了制作成本。
本发明提供的技术方案是：
一种抗冲击复合材料方舱蒙皮，包括第一碳纤维织物层、第二玻璃纤维织物层和第三碳纤维织物层，各纤维织物内浸润有纯树脂、引发剂和促进剂的混合物，纯树脂、引发剂、促进剂的重量配比为，纯树脂：引发剂：促进剂＝100：2-3：0.5-2，且纯树脂的重量为纤维织物重量的1.2-1.5倍。
所述的纯树脂为阻燃树脂。
所述的碳纤维织物层为平纹织物、斜纹织物、缎纹织物其中的一种。
所述玻璃纤维织物层为±45°经编织物。
一种抗冲击复合材料方舱蒙皮的制作工艺，包括以下步骤：在平板模具上依次铺放第一碳纤维织物层、第二玻璃纤维织物层、第三碳纤维织物层，再依次放上脱模布、导流网、进胶管、抽气管和真空袋，最后用黄胶将真空袋封紧；完成后，抽真空，当差压计在-950mbar以下时，关闭抽气管路；检查真空度，保压时间为5min，真空度下降不超过20mbar，若不能满足，则需要重新检查密封，直至满足真空度要求；真空度满足要求后，按纤维织物：纯树脂＝1:1.2-1.5，纯树脂：引发剂：促进剂＝100：2-3：0.5-2的重量比例配好树脂混合物，将配好的树脂混合物从注胶口导入，直至树脂混合物充分浸润各区域的纤维，确保无干纱和白斑出现；待树脂混合物导入完毕，在室温下凝胶3h～5h，待凝胶后密闭抽气管路及真空泵；在室温下固化8h-12h后，将制品脱模即可得到所需的复合材料方舱蒙皮。
在注胶时要从中间的进胶管M开始，待树脂混合物流动超过进胶管L1、R1时，打开进胶管L1、R1，同时封闭进胶管M，当树脂混合物流动超过进胶管L2、R2时，打开进胶管L2、R2，封闭进胶管L1、R1，如此反复操作，直至树脂混合物充分浸润各区域的纤维。
本发明的有益效果：
本发明提供一种具有抗冲击性能的复合材料方舱蒙皮及其制作工艺，采用碳纤维-玻璃纤维为主材料代替原有的单一的碳纤维增强复合材料，解决了现有方舱蒙皮抗冲击性能差的问题，同时降低了制作成本，满足应用于方舱专用蒙皮。
附图说明
图1为本发明方舱蒙皮的断面结构示意图；其中，1-第一碳纤维织物层，2-第二碳纤维织物层，3-第三玻璃纤维织物层。
图2为本发明方舱蒙皮制作时辅助材料铺放及真空管路布置示意图；其中，11-平板模具，12-脱模布，13-导流网，14-进胶管(M、L1、R1、L2、R2)，15-抽气管，16-真空袋，17-黄胶，M、L1、R1、L2、R2-进胶管。
图3为用本发明方舱蒙皮制备的方舱壁板的断面结构示意图，其中，21-复合材料方舱蒙皮，22-芯材(纸蜂窝或泡沫)，23-碳纤维面板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明适用于承受低速落锤冲击的方舱蒙皮制作。
如图1所示，本复合材料方舱蒙皮包括第一碳纤维织物层1，第三碳纤维织物层2以及夹在两者中间的第二玻璃纤维织物层3，第二玻璃纤维织物层3可以为多层玻璃纤维织物组成，各纤维织物内浸润有纯树脂、引发剂和促进剂的混合物，纯树脂、引发剂、促进剂的重量配比为，纯树脂：引发剂：促进剂＝100：2-3：0.5-2，且纯树脂的重量为所有纤维织物重量的1.2-1.5倍。
一种抗冲击复合材料方舱蒙皮的制作方法，包括以下步骤：S1、模具准备：将平板玻璃模具11首先用清洁白布将其表面的油渍灰尘等杂物清理干净，并用丙酮擦拭模具表面；然后再均匀涂上脱模剂，涂完后静置；S2、织物裁剪：将碳纤维织物和玻璃纤维织物在裁剪工作平台上裁剪规定尺寸和形状的织物；S3、织物铺放：在平板模具11上按设计铺层角度依次铺放第一碳纤维织物层1、第二玻璃纤维织物层3、第三碳纤维织物层2，其中，织物宽度不够时可采用搭接，铺放过程中要尽量保证纤维织物不变形、表面平整；S4、导入成型：铺完织物后，依次放上脱模布12、导流网13、进胶管14、抽气管15和真空袋16等辅助材料，最后用黄胶17将真空袋16严密封紧，完成后，抽真空，当差压计在-950mbar以下时，关闭抽气管路，检查真空度，保压时间为5min，真空度下降不超过20mbar，若不能满足，则需要重新检查密封，直至满足真空度要求，真空度满足要求后，按织物：纯树脂＝1:1.2-1.5，纯树脂：引发剂：促进剂＝100:2-3：0.5-2的重量比例配好树脂混合物，搅拌树脂混合物，搅拌后可适当静置或者真空脱泡，将配好的树脂混合物从注胶口导入，注胶时要从中间的进胶管M开始，待树脂混合物流动超过L1、R1管时，打开L1、R1管，同时封闭M管，当树脂混合物流动超过L2、R2管时，打开L2、R2管，封闭L1、R1管，如此反复操作，直至树脂混合物充分浸润各区域的纤维，确保无干纱和白斑出现，待树脂混合物导入完毕，将所有进胶管折三段并用大力钳密闭；S5、固化：在室温下凝胶3h～5h，待凝胶后密闭抽气管路，并关闭真空泵，然后在室温下固化8h-12h，将制品脱模即可得到所需的复合材料方舱蒙皮。
以下根据具体实施方式进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
如图1、2所示，在平板模具11上依次铺放1层碳纤维织物、4层玻璃纤维织物、1层碳纤维织物，再依次放上脱模布12、导流网13、进胶管14、抽气管15和真空袋16等辅助材料，最后用黄胶17将真空袋16严密封紧、防止漏气。完成后，抽真空，当差压计在-950mbar以下时，关闭抽气管路；检查真空度，保压时间为5min，真空度下降不超过20mbar，若不能满足，则需要重新检查密封，直至满足真空度要求。然后，按织物：纯树脂＝1:1.4，纯树脂：引发剂：促进剂＝100:3:2的比例配好树脂混合物，将配好的树脂混合物从注胶口导入，直至树脂充分浸润各区域的纤维；待树脂混合物导入完毕，在室温下凝胶5h后密闭抽气管路及真空泵；在室温下固化8h后，将制品脱模即可得到所需的方舱专用的复合材料顶板外蒙皮和底板内蒙皮且平均厚度为1.4mm。当其平均厚度为1.4mm时可用作方舱专用的复合材料顶板外蒙皮和底板内蒙皮，将该蒙皮切割成594×594mm，与芯材(36mm纸蜂窝或36mm泡沫)利用结构胶粘接，固化后得到的方舱壁板样件可以承受760mm高处的低速落锤(质量为31kg)冲击，冲击后样件无破裂、断裂和凸出变形等现象；当该抗冲击复合材料方舱蒙皮的平均厚度为1.0mm时可用作方舱专用的复合材料侧板外蒙皮，将该蒙皮切割成594×594mm，与芯材(28mm纸蜂窝或24mm泡沫)利用结构胶粘接，固化后得到的方舱壁板样件可以承受400mm高处的低速落锤(质量为31kg)冲击，冲击后样件无破裂、断裂和凸出变形等现象。
Claims (1)
1.一种抗冲击复合材料方舱蒙皮的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：在平板模具01上依次铺放第一碳纤维织物层1、第二玻璃纤维织物层3、第三碳纤维织物层2，再依次放上脱模布02、导流网03、进胶管04、抽气管05和真空袋06，最后用黄胶07将真空袋06封紧；完成后，抽真空，当差压计在-950mbar以下时，关闭抽气管路；检查真空度，保压时间为5min，真空度下降不超过20mbar，若不能满足，则需要重新检查密封，直至满足真空度要求；真空度满足要求后，按纤维织物：纯树脂=1:1.2-1.5，纯树脂：引发剂：促进剂=100：2-3：0.5-2的重量比例配好树脂混合物，将配好的树脂混合物从注胶口导入，直至树脂混合物充分浸润各区域的纤维，确保无干纱和白斑出现；待树脂混合物导入完毕，在室温下凝胶3h~5h，待凝胶后密闭抽气管路及真空泵；在室温下固化8h-12h后，将制品脱模即可得到所需的复合材料方舱蒙皮，在注胶时要从中间的进胶管M开始，待树脂混合物流动超过进胶管L1、R1时，打开进胶管L1、R1，同时封闭进胶管M，当树脂混合物流动超过进胶管L2、R2时，打开进胶管L2、R2，封闭进胶管L1、R1，如此反复操作，直至树脂混合物充分浸润各区域的纤维。
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |