CN112646353A - 一种抗冲击蒙皮的制备方法、抗冲击吸波板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗冲击蒙皮的制备方法、抗冲击吸波板及其制备方法，该抗冲击蒙皮的制备方法，包括以下步骤：将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用该混合物浸润PE纤维固化后即得抗冲击蒙皮。本发明的抗冲击蒙皮的制备方法，以低介电性、高强度、高韧性的PE纤维作为增强材料，将PE纤维与异氰酸酯与氨基化合物混合后反应生成的高断裂延伸率、高弹性聚脲弹性体树脂进行复合，这样大大提高了材料的强度。聚脲弹性体树脂体系可提高蒙皮蒙皮材料韧性、断裂延伸率等特征，符合抗冲击特性要求，与PE增强纤维复合后形成的蒙皮材料韧性大幅升高，具备良好的吸能效果。
Description
技术领域
本发明涉及方舱技术领域，尤其涉及一种抗冲击蒙皮的制备方法、抗冲击吸波板及其制备方法。
背景技术
现有技术中，根据方舱结构及功能，主要分为骨架式方舱、大板拼接式方舱等，壁板材料主要为玻璃纤维或碳纤维蒙皮材料，内部夹层结构为聚氨酯泡沫、蜂窝芯等。但具有吸波功能的方舱种类较少，且具备雷达吸波功能的舱体壁板一般采用较薄的玻璃纤维或石英纤维作为蒙皮，不能实现吸波材料表面蒙皮的抗冲击性，易在磕碰、冲撞过程中造成吸波材料的大面积损毁，这就降低了方舱在使用过程中的壁板结构自我防护性能。部分方舱结构使用了碳纤维或碳纤维+玻璃纤维复合型抗冲击蒙皮，但由于碳纤维的导电性而形成反射效能，造成板材的雷达吸波功能失效，若仅依靠玻璃纤维蒙皮或石英纤维蒙皮实现抗冲击性能，则需要蒙皮厚度需达到1.2～1.5mm以上，使其雷达吸波性能急剧降低。
因此，亟需一种可解决抗冲击性能与雷达吸波性能冲突的材料。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种抗冲击蒙皮的制备方法、抗冲击吸波板及其制备方法以解决现有技术存在的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种抗冲击蒙皮的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用该混合物浸润PE纤维固化后即得抗冲击蒙皮。
可选的，所述的抗冲击蒙皮的制备方法，所述异氰酸酯包括芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、天门冬氨酸酯、异氰酸酯衍生物中的一种或多种。
可选的，所述的抗冲击蒙皮的制备方法，所述氨基化合物包括端氨基醚和液体氨类扩链剂中的一种。
可选的，所述的抗冲击蒙皮的制备方法，所述异氰酸酯中-NCO与氨基化合物中-NH2的摩尔比为(1.0～1.1):1。
可选的，所述的抗冲击蒙皮的制备方法，所述PE纤维的厚度为0.2～0.8mm。
第二方面，本发明还提供了一种抗冲击吸波板，包括：
所述的制备方法制备得到的抗冲击蒙皮；
雷达吸波层，其一侧面与所述抗冲击蒙皮的一侧面相贴合；
反射层，其一侧面与所述雷达吸波层的另一侧面相贴合。
可选的，所述的抗冲击吸波板，所述雷达吸波层包括芳纶蜂窝、聚氨酯泡沫、PMI泡沫中的一种。
第三方面，本发明还提供了一种抗冲击吸波板的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用所述混合物浸润PE纤维，将雷达吸波层的一侧与PE纤维的一侧贴合；
使用所述混合物刷涂反射层一侧面，将所述反射层刷涂混合物的一侧与雷达吸波层的另一侧贴合，固化后即得抗冲击吸波板；
或，将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用所述混合物浸润PE纤维，将PE纤维固化；
将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接并固化后即得抗冲击吸波板。
可选的，所述的抗冲击吸波板的制备方法，使用所述混合物浸润PE纤维具体包括：采用湿法糊制工艺，将所述混合物涂覆于PE纤维表面，按压浸润，其中混合物的涂覆量为200～1500g/m2。
可选的，所述的抗冲击吸波板的制备方法，将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接于30～90℃下固化2～5h后即得抗冲击吸波板。
本发明的一种抗冲击蒙皮的制备方法、抗冲击吸波板及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的一种抗冲击蒙皮的制备方法，以低介电性、高强度、高韧性的PE纤维作为增强材料，将PE纤维与异氰酸酯与氨基化合物混合后反应生成的高断裂延伸率、高弹性聚脲弹性体树脂进行复合，这样大大提高了材料的强度。聚脲弹性体树脂体系可提高蒙皮蒙皮材料韧性、断裂延伸率等特征，符合抗冲击特性要求，与PE增强纤维复合后形成的蒙皮材料韧性大幅升高，具备良好的吸能效果；
(2)本发明的抗冲击吸波板，包括抗冲击蒙皮、雷达吸波层和反射层，在保证高性能雷达吸波性能基础上，实现蒙皮的抗冲击性能，从而显著提高吸波板的表面强度，大幅提高作战装备对野外环境的适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的抗冲击吸波板的结构示意图；
图2为本发明实施例1中的制备得到的抗冲击吸波板的反射率曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
一种抗冲击蒙皮的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用该混合物浸润PE纤维固化后即得抗冲击蒙皮。
具体的，本申请实施例中，异氰酸酯包括芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、天门冬氨酸酯、天冬氨酸预聚体、异氰酸酯衍生物中的一种或多种；氨基化合物包括端氨基醚和液体氨类扩链剂中的一种；异氰酸酯中-NCO与氨基化合物中-NH2的摩尔比为(1.0～1.1):1。具体的，异氰酸酯可采用异氰酸酯预聚体，氨基化合物可采用二甲硫基甲苯二胺。
具体的，本申请实施例中，PE纤维的厚度为0.2～0.8mm，本申请以低介电性、高强度、高韧性的PE纤维作为增强材料，将PE纤维与异氰酸酯与氨基化合物混合后反应生成的高断裂延伸率、高弹性聚脲弹性体树脂进行复合，这样大大提高了材料的强度。聚脲弹性体树脂体系可提高蒙皮材料韧性、断裂延伸率等特征，符合抗冲击特性要求，与PE增强纤维复合后形成的蒙皮材料韧性大幅升高，具备良好的吸能效果。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种抗冲击吸波板，如图1所示，包括：
上述的制备方法制备得到的抗冲击蒙皮1；
雷达吸波层2，其一侧面与抗冲击蒙皮1的一侧面相贴合；
反射层3，其一侧面与雷达吸波层2的另一侧面相贴合。
在一些实施例中，雷达吸波层2包括芳纶蜂窝、聚氨酯泡沫、PMI泡沫中的一种。
在一些实施例中，反射层3包括：0.2mm～1mm碳纤维蒙皮、铝箔、铝板、铜箔等金属材料。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种抗冲击吸波板的制备方法，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用混合物浸润PE纤维，将雷达吸波层的一侧面与PE纤维的一侧面贴合；
使用混合物刷涂反射层一侧面，将反射层刷涂混合物的一侧面与雷达吸波层的另一侧面贴合，固化后即得抗冲击吸波板；
或，将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用混合物浸润PE纤维，将PE纤维固化；
将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接并固化后即得抗冲击吸波板。
具体的，本申请实施例中，使用混合物浸润PE纤维具体包括：采用湿法糊制工艺，将混合物涂覆于PE纤维表面，按压浸润，其中混合物的涂覆量为200～1500g/m2。
具体的，本申请实施例中，将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接于30～90℃下固化2～5h后即得抗冲击吸波板。
具体的，本申请实施例中，结构胶膜为本领域常规的胶膜，具体的，结构胶膜采用增韧环氧体系，其固化温度范围80℃～135℃。
以下进一步以具体实施例说明本申请的抗冲击吸波板的制备方法。
实施例1
一种抗冲击吸波板的制备方法，包括以下步骤：
将天冬氨酸预聚体与二甲硫基甲苯二胺按照质量比100:18混合得到混合物，采用湿法糊制工艺，将混合物涂覆在0.2mm的PE纤维表面，按压浸润完全，涂覆量为300g/m2，然后抽真空，于30℃下固化5h即得抗冲击蒙皮；
然后将雷达吸波层的两侧面分别与抗冲击蒙皮、反射层之间通过结构胶膜粘接，然后于90℃下固化2h即得抗冲击吸波板；
其中，雷达吸波层为芳纶蜂窝，反射层为0.5mm碳纤维蒙皮。
实施例2
一种抗冲击吸波板的制备方法，包括以下步骤：
将天冬氨酸预聚体与二甲硫基甲苯二胺按照质量比100:18混合得到混合物，采用浸润式预浸料生产工艺，将0.2mm的PE纤维通过混合物胶液浸润、挤压，上胶量为300g/m2，然后于50℃下固化3h，得到抗冲击蒙皮；
然后将雷达吸波层的两侧面分别与抗冲击蒙皮、反射层之间通过结构胶膜粘接，然后于90℃下固化2h即得抗冲击吸波板；
其中，雷达吸波层为芳纶蜂窝，反射层为0.5mm铝合金板。
实施例3
一种抗冲击吸波板的制备方法，包括以下步骤：
将天冬氨酸预聚体与二甲硫基甲苯二胺按照质量比100:7混合得到混合物，采用湿法糊制工艺，将混合物涂覆在0.2mm的PE纤维表面，按压浸润完全，涂覆量为1200g/m2，然后抽真空，于30℃下固化5h即得抗冲击蒙皮；
然后将雷达吸波层的两侧面分别与抗冲击蒙皮、反射层之间通过结构胶膜粘接，然后于90℃下固化2h即得抗冲击吸波板；
其中，雷达吸波层为芳纶蜂窝，反射层为0.5mm碳纤维蒙皮。
测试上述实施例1～3中制备得到的抗冲击蒙皮的断裂伸长率，其结果分别为155％、168％和172％。
将实施例1～3中制备得到的抗冲击吸波板进行抗冲击试验，试验按照GJB2093A-2012夹芯板耐撞击试验测试方法:撞击物体是一端为半球形钢质圆柱体，其直径76mm，重量31kg，自由落体高度760mm，冲击能量约235.6J；测试结果表明，该抗冲击吸波板表面蒙皮无延展破损，板材背后无鼓包，未冲击区域板材平整无变形，冲击区域凹陷小于板材厚度的50％。
将常规的0.8mm厚的玻璃纤维增强环氧树脂蒙皮(EW250/6511)在上述相同冲击条件下，蒙皮出现破裂、背部起鼓等缺陷，且蒙皮冲击后延展性破损长度可达20cm，造成板材的大面积损伤、开裂。由此说明相比常规的玻璃纤维增强环氧树脂蒙皮，本发明的抗冲击蒙皮具有良好的抗冲击性能。
测试实施例1中制备得到的抗冲击吸波板的反射率测试情况，如图2所示。从图2中可知，本申请制备得到的抗冲击吸波具有良好的吸波性能。
本申请制备得到的抗冲击吸波板使用的蒙皮抗冲击性良好，能有效防护自然工况下的损伤，使用该类型蒙皮材料，其良好的透波性保证了吸波板吸波性能的良好状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗冲击蒙皮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用该混合物浸润PE纤维固化后即得抗冲击蒙皮。
2.如权利要求1所述的抗冲击蒙皮的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯包括芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、天门冬氨酸酯、天冬氨酸预聚体、异氰酸酯衍生物中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的抗冲击蒙皮的制备方法，其特征在于，所述氨基化合物包括端氨基醚和液体氨类扩链剂中的一种。
4.如权利要求1所述的抗冲击蒙皮的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯中-NCO与氨基化合物中-NH2的摩尔比为(1.0～1.1):1。
5.如权利要求1所述的抗冲击蒙皮的制备方法，其特征在于，所述PE纤维的厚度为0.2～0.8mm。
6.一种抗冲击吸波板，其特征在于，包括：
权利要求1～5任一所述的制备方法制备得到的抗冲击蒙皮；
雷达吸波层，其一侧面与所述抗冲击蒙皮的一侧面相贴合；
反射层，其一侧面与所述雷达吸波层的另一侧面相贴合。
7.如权利要求6所述的抗冲击吸波板，其特征在于，所述雷达吸波层包括芳纶蜂窝、聚氨酯泡沫、PMI泡沫中的一种。
8.一种抗冲击吸波板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用所述混合物浸润PE纤维，将雷达吸波层一侧与PE纤维贴合；
使用所述混合物刷涂反射层面，将所述反射层刷涂混合物的一侧与雷达吸波层的另一侧贴合，固化后即得抗冲击吸波板；
或，将异氰酸酯与氨基化合物混合后得到混合物，使用所述混合物浸润PE纤维，将PE纤维固化；
将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接并固化后即得抗冲击吸波板。
9.如权利要求8所述的抗冲击吸波板的制备方法，其特征在于，使用所述混合物浸润PE纤维具体包括：采用湿法糊制工艺，将所述混合物涂覆于PE纤维表面，按压浸润，其中混合物的涂覆量为200～1500g/m2。
10.如权利要求8所述的抗冲击吸波板的制备方法，其特征在于，将雷达吸波层两侧面分别通过结构胶膜与固化后的PE纤维、反射层粘接于30～90℃下固化2～5h后即得抗冲击吸波板。
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