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CN113736216B - 一种多栖器材用轻质复合板及其制备方法 - Google Patents

一种多栖器材用轻质复合板及其制备方法 Download PDF

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CN113736216B
CN113736216B CN202111133251.3A CN202111133251A CN113736216B CN 113736216 B CN113736216 B CN 113736216B CN 202111133251 A CN202111133251 A CN 202111133251A CN 113736216 B CN113736216 B CN 113736216B
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全俊成
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Shanghai Junhui New Material Technology Co ltd
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Jiangsu Junyuan New Material Co ltd
Shanghai Junhui New Material Technology Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种多栖器材用轻质复合板，将蜂窝填充料芯材与各种蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出轻质复合板。该轻质复合板能够用于飞机部件、水下无人机等领域，满足使用需求，蜂窝填充结构尺寸稳定，密度均匀，力学性能、抗阻燃性能、抗吸湿性能好。

Description

一种多栖器材用轻质复合板及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，涉及一种多栖器材用轻质复合板及其制备方法。
背景技术
随着潜器及海空多栖器材的应用拓展，其正朝着复杂化、多功能化等方向发展。单一领域应用材料已难以满足这种多种复杂工况的应用要求。
当前满足空天轻质化材料难以达到海洋对压强、吸湿性等方面的要求。满足海洋对压强、吸湿性等方面要求的同时又不太容易满足空天对轻质化的要求。对于目前常用的芳纶纸蜂窝材料、泡沫材料、纤维材料或金属虽然各有优势，但是使用在空天、水下多栖领域，无法同时满足使用需求，存在一定的技术缺陷：
1、芳纶纸蜂窝复合材料具有轻质高强、阻燃环保、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，在有效减重、降低腐蚀、改善噪声、阻尼减震等众多方面有着无与伦比的优势。但其在海洋环境中对高压强、抗吸湿性方面存在些不足。
2、泡沫虽然能满足海洋对吸湿性方面的要求，但其所能承受的压强也相对有限。
3、采用纤维增强树脂复合材料虽能满足高压强、吸湿等要求，但相对夹层结构来说，其轻量化方面相对不足且成本高昂。
4、金属材料一方面不利于轻量化，另一方面容易腐蚀。
5、当器材水下作业时，若外层蒙皮破损，水进入中间芯材，难以排除，如遇低温会结冰撑破部件结构，难以满足海洋环境要求。
本申请的复合材料能够有效用于飞机部件，还能用于水下无人机领域，同时满足多栖器材材料的使用需求，蜂窝填充材料尺寸稳定，密度均匀，力学性能、抗阻燃性能、抗吸湿性能好。
发明内容
当前满足空天轻质化材料难以达到海洋对压强、吸湿性等方面的要求。满足海洋对压强、吸湿性等方面要求的同时又不太容易满足空天对轻质化的要求。
为了解决上述技术问题中的至少一个，本申请提供了一种多栖器材用轻质复合板，采用轻质填料填充处理芳纶蜂窝做芯材，与各种蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出复合轻质板。
本申请的复合轻质板，相对金属材料来说，其质量更轻、耐腐蚀；相对于单纯的芳纶蜂窝、泡沫等复合材料，其抗压及抗吸湿性能得到大幅提高；相对于单纯的树脂基复合材料，其质量更轻；可以更好满足多栖器材对轻量化、抗吸湿性、高压强、耐腐蚀、抗疲劳及成本要求，促进装备优化升级。
本申请将蜂窝填充轻质材料做芯材，与各种蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出复合材料板。
本申请的复合轻质板的制备方法，包括：首先采用轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，制备具有一定密度的蜂窝填充材料。所述轻质填充材料是指密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成。
所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为(12-16):(4-8):1，所述其他填料选自气相二氧化硅或蜂窝粉末。优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为(12-14):(4-6):1更优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为14:5:1。
然后采用热固性或热塑性蒙皮复合材料(热塑性材料与织物形成的预制体，其中织物部分裸露作为胶接面)与胶层直接在蜂窝填充材料上下表面进行直接铺层，并对其进行复合(热压、真空袋压、热压罐)。最后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
如：可以先制备热塑性复合材料预制体，然后这种预制体可以采用共固化(预制体+胶膜+蜂窝填充料+胶膜+预制体热压成型)和室温复合胶结(预制体+室温固化胶+蜂窝填充料+室温固化胶+预制体)。还可以采用真空导流工艺(玻纤织物+蜂窝填充材料成型+玻纤织物)。另外，可以采用热固性的预浸料材料代替预制体，作为蒙皮材料。如：以预浸料+蜂窝填充料+预浸料(采用热压、真空袋、热压罐等)进行成型。
优选地，本申请提供一种轻质复合板，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm。
进一步地，填充部内填充轻质材料，是密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成。所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为(12-16):(4-8):1，所述其他填料选自气相二氧化硅或蜂窝粉末。优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为(12-14):(4-6):1。更优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为14:5:1。
由于填充轻质材料，填充部是封闭的块状材料，水无法浸渍其中，这时材料的抗吸湿(即不吸湿性)可以满足海洋环境要求。
所述蒙皮层为预浸料或预制体层。预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物。
所述预浸料为玻纤环氧预浸料、碳纤环氧预浸料、芳纶纤维环氧预浸料的一种或多种。
所述预制体是由热塑性材料与织物形成，所述热塑性材料是指PEEK，PEKK,PPS，PVDF，PC，PP的一种。
所述织物是玻纤、碳纤、芳纶织物中的一种或多种。热塑性材料蒙皮具有良好的抗冲击性能，能满足飞机、水下潜器的使用需求。
所述胶层是中温固化环氧树脂胶层。
轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比5：1-13:1，胶层厚度0.1-0.5mm，蒙皮的厚度0.8-2mm，中间蜂窝填充层厚度为10-50mm。
本申请还提供一种多栖器材用轻质复合板的制备方法，具体地，制备方法如下：
1)、将密度为0.4-0.8g/cm3的轻质填充材料对芳纶蜂窝(所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm，密度为32-48Kg/m3)进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，时间为40-60mi n,制备具有一定密度(300-550Kg/m3)的蜂窝填充材料；
2)、在蜂窝填充材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、蒙皮层进行铺层；
3)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.3-0.5MPa，100-120℃，60-120min条件下进行固化成型；
4)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
或者，本申请的多栖器材用轻质复合板的制备方法，包括：首先采用轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，制备具有一定密度的蜂窝填充材料。所述轻质填充材料是指密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，里面由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成。
所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为(12-16):(4-8):1，所述其他填料选自气相二氧化硅或蜂窝粉末。优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为(12-14):(4-6):1，最优选14：5：1。
然后在蜂窝填充材料胶接表面进行施胶，然后将热固性材料或热塑性材料蒙皮(热塑性材料与织物形成的预制体，其中织物部分裸露作为胶接面)依次铺设在胶层上进行复合，最后进行修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
所述胶层是指室温固化阻燃环氧树脂结构胶层。
具体地,制备方法如下：
1)、将密度为0.4-0.8g/cm3的轻质填充材料对芳纶蜂窝(芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm，密度为32-48Kg/m3)进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，时间为40-60min,制备具有一定密度(300-550Kg/m3)的蜂窝填充材料；
2)、采用室温固化阻燃环氧结构胶在蜂窝填充材料表面进行施胶，控制施胶量400-600g/m2，并依次将蒙皮层材料与施胶完成的蜂窝填充料上下表面进行铺层复合；
3)、将铺层完成的结构连同模具放置在压机中，进行固化成型，控制压力0.1-0.2MPa，温度50-60℃，时间40-60min的条件。
4)、固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
另外，本申请还可以采用真空导流工艺，通过在蜂窝填充材料上铺设纤维织物材料，然后进行树脂导流成型，得到一种多栖器材用轻质复合板。
具体地，制备方法如下：
1)、将密度为0.4-0.8g/cm3的轻质填充材料对芳纶蜂窝(蜂窝孔尺寸4.8-6mm，密度32-48Kg/m3)进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，时间为40-60min,制备具有一定密度(350-550Kg/m3)的蜂窝填充材料；
2)、在模具上进行玻纤织物铺层，层数为3层；
3)、然后将蜂窝填充材料放置在织物上，同时在蜂窝填充材料上端面再进行玻纤织物铺层，层数为3层；
4)、在织物上面铺设脱模布、导流网、真空袋等辅助材料；
5)、对部件进行抽真空，并导入调配好的阻燃环氧树脂；
6)、将导流好的部件放入烘箱中，在80-100℃下固化45-60min；
7)、对部件进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
此外，本申请还提供一种蜂窝填充材料，包括蜂窝部和填充部，所述蜂窝部是芳纶蜂窝，芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm；
所述轻质填充材料是指密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，里面由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成。
所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为(12-16):(4-8):1，所述其他填料选自气相二氧化硅或蜂窝粉末。优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为(12-14):(4-6):1，更优选地，环氧树脂：玻璃微珠：其他填料质量比为14:5:1。
轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比5：1-13:1，优选7-10：1。
具体的制备方法如下：
将密度为0.4-0.8g/cm3的轻质填充材料对芳纶蜂窝(蜂窝孔尺寸4.8-6mm，密度32-48Kg/m3)进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，时间为40-60min,制备具有一定密度的蜂窝填充材料。在此基础上，将该蜂窝填充材料可以用于各种热塑性或热固性复合蒙皮材料采用不同的复合工艺制备出复合材料板。
其中，轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比7：1-10:1最佳，控制蜂窝填充材料的密度范围在300-550kg/m3，控制胶层厚度0.1-0.5mm，蒙皮的厚度0.8-2mm，中间填充蜂窝层厚度为10-50mm。制备得到的轻质复合板材料既能具有轻质高强、阻燃环保、耐腐蚀、轻量化、降低腐蚀等优势，而且还具有海洋环境中高压强、吸湿性强等特点，兼具力学性能和使用需求。
蜂窝填充层对于复合板的最终性能具有一定的影响因素，本申请中采用芳纶蜂窝填充轻质填料固化得到芯材，通过调整轻质填料的种类、用量、填充固化工艺，提高了芳纶蜂窝的强度和抗吸湿性要求。
如果轻质填料用量过多，复合板轻质化效果差；如果轻质填料用量过少，蜂窝强度没有得到有效提升，抗吸湿性能不能大幅度改善，不利于潜器水下作业。
轻质填料中，环氧树脂作多羟基组分，化学活性，固化交联生成网状结构具有较好的粘接强度和耐化学性能；玻璃微珠质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点；申请人将环氧树脂与玻璃微珠复配使用，并加入少量其他填料，通过调整各组分之间的用量比例，得到最佳复配比例及密度范围，使得轻质填料各组分起到协同作用，填充后形成封闭的块状材料，水无法浸渍其中，在实现材料轻质化的同时还能提高蜂窝的稳定性、强度和抗吸湿性能。
本申请的轻质复合板质量轻、抗压强，不但能够有效用于空中飞机部件，而且能够满足水下潜器部件使用要求，即使在有蒙皮破损的情况下，由于填充材料的作用，水不会浸渍蜂窝并难以排除、从而产生结冰破坏部件结构的问题，该轻质复合板可以完全满足海洋环境要求。
采用填充蜂窝材料芯材制备的复合轻质板，相对金属材料来说，其质量更轻、耐腐蚀；相对于单纯的芳纶蜂窝、泡沫等复合材料，其抗压及抗吸湿性能得到大幅提高；相对于单纯的树脂基复合材料，其质量更轻成本低；可以更好满足多栖器材对轻量化、抗吸湿性、高压强、耐腐蚀、抗疲劳及成本要求，促进装备优化升级。
附图说明
附图示出了本申请的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本申请的原理，其中包括了这些附图以提供对本申请的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是实施例1的轻质复合板结构示意图。
图2是蜂窝部与填充部结构示意图。
图3本申请的工艺流程图。
图4为实施例1轻质填充料填充蜂窝。
图5为实施例1固化后蜂窝填充材料。
图6为实施例3复合板制备示意图。
图中：
1.中间蜂窝填充层2.胶层3.蒙皮层4.蜂窝部5.填充部
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
实施例1
一种复合轻质材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料，胶层为中温固化环氧胶膜，蒙皮层是由热塑性材料PC与织物组成的预制体。具体的制备方法如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.5g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48Kg/m3，制备具有400Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为7：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1；
2)、在蜂窝填充材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、玻纤织物与热塑性材料PC的预制体进行铺层；
3)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.3MPa，120℃，60min条件下进行固化成型。
4)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例2
一种轻质复合材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料，胶层为室温固化环氧胶膜，蒙皮层是由热塑性材料PVDF与织物组成的预制体。具体的制备方法如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.7g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48Kg/m3，制备具有密度为500Kg/m3的蜂窝填充材料，控制压力0.1MPa，温度120℃，时间60min；所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为8：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为12:5:1；
2)、采用室温固化阻燃环氧结构胶在蜂窝填充材料表面进行施胶，施胶量为400g/m2，并依次将玻纤织物与热塑性材料PVDF预制体与施胶完成的蜂窝填充料进行铺层复合；
3)、将铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.1MPa，60℃，60min条件下进行固化成型；
4)、固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例3
一种轻质复合材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料。具体步骤如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.6g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有密度为450Kg/m3的蜂窝填充材料，控制压力0.15MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为10：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1；
2)、在模具上进行玻纤织物铺层，层数为3层，然后将蜂窝填充材料放置在织物上，同时在蜂窝填充材料上端面再进行玻纤织物铺层，层数为3层；最后在织物上面铺设脱模布、导流网、真空袋等辅助材料；
3)、对部件进行抽真空并导入调配好的阻燃环氧树脂；
4)、将导流好的部件放入烘箱中，在80℃下固化45min；
5)、对部件进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例4
一种复合轻质材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料，胶层为中温固化环氧胶膜，蒙皮层是由热塑性材料PEEK与织物组成的预制体。具体的制备方法如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.6g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有510Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.3MPa，温度120℃，时间80min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为12：1；所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1；
2)、在蜂窝填充材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、玻纤织物与热塑性材料PEEK的预制体进行铺层；
3)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.5MPa，100℃，80min条件下进行固化成型；
4)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例5(室温)
一种轻质复合材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料，胶层为室温固化环氧胶膜，蒙皮为预制体，预制体由热塑性材料PP与织物组成。具体的制备方法如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.6g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有密度为550Kg/m3的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度110℃，时间60min；所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为9：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为12:5:1；
2)、采用室温固化阻燃环氧结构胶在蜂窝填充材料表面进行施胶，施胶量为430g/m2，并依次将玻纤织物与热塑性材料PP预制体与施胶完成的蜂窝填充料进行铺层复合；
3)、将铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.2MPa，80℃，60min条件下进行固化成型；
4)、固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例6
1)、用轻质填充材料(密度为0.56g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有650Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为13：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1。
其他步骤与实施例1相同。
实施例7
1)、用轻质填充材料(密度为0.55g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48g/cm3，制备具有300Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为5：1。
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1。
其他步骤与实施例1相同。
实施例8
1)、用轻质填充材料(密度为0.65g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有550Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为7：1。
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为10:9:1。
其他步骤与实施例1相同。
实施例9
1)、用轻质填充材料(密度为0.65g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有550Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为7：1。
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为18:3:1。
其他步骤与实施例1相同。
实施例10(蒙皮层为预浸料层)
一种复合轻质材料，包括：1-中间蜂窝填充层，2-胶层，3-蒙皮层；其中中间蜂窝填充层包括：蜂窝部和填充部，其中蜂窝部是芳纶蜂窝，填充部填充轻质填料，胶层为中温固化环氧胶膜，蒙皮层预浸料为碳纤环氧预浸料。具体的制备方法如下：
1)、用轻质填充材料(密度为0.5g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48Kg/m3，制备具有400Kg/m3密度的蜂窝填充材料，控制压力0.2MPa，温度120℃，时间60min；
所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量加入比为7：1；
所述轻质填充材料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料气相二氧化硅的质量比为14:5:1；
2)、在蜂窝填充材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、预浸料进行铺层；
3)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.3MPa，120℃，60min条件下进行固化成型；
4)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种多栖器材用轻质复合板。
实施例11(单独的蜂窝结构)
一种蜂窝填充芯材，包括蜂窝部和填充部，所述蜂窝部是芳纶蜂窝，芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm；所述填充部是环氧树脂：玻璃微珠：其他填料蜂窝粉＝14：5：1，填充部与蜂窝部的质量比例为8：1。
具体的制备方法如下：
用轻质填充材料(密度为0.6g/cm3)对芳纶蜂窝进行填充固化，所述芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8mm，密度为48kg/m3，制备具有密度为500Kg/m3的蜂窝填充材料，控制压力0.1MPa，温度120℃，时间60min，制备得到蜂窝填充材料。
对比例1
一种复合轻质材料的制备方法如下：
1)、在单纯的芳纶蜂窝材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、玻纤织物与热塑性材料PC的预制体进行铺层；
2)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.3MPa，120℃，60min条件下进行固化成型。
3)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种热塑性轻质复合板。
对比例2
一种复合轻质材料的制备方法如下：
1)、在单纯的芳纶蜂窝材料表面依次进行中温固化环氧胶膜、玻纤织物与热固性预浸料进行铺层；
2)、对铺层完成的结构连同模具放置在压机中，采用压力0.3MPa，120℃，60min条件下进行固化成型。
3)、热压固化完成后进行脱模修边处理，得到一种热固性轻质复合板。
性能检测：
实施例1-9制备轻质复合板和对比例各个参数检测方法：
吸湿率：将复合板浸渍于水中24小时后取出，测量重量，通过增重量，计算吸湿率。
落球实验过程：钢球从2m高空自由落体冲击样品表面，记录5个凹陷深度。钢球直径50mm，重量500g。
耐腐蚀性测试：将复合板至于海水中，48小时取出，观察表面状态。
表1实施例1-10与对比例复合板表征结果
通过实施例可以看出，未填充轻质芯材蜂窝中间为空腔结构，如有蒙皮破损，那么水会进入蜂窝孔，难以排除，抗吸湿性较差，如有低温会结冰撑破结构。本申请的采用填充蜂窝材料芯材制备的复合轻质板，中间是封闭的块状材料，水无法浸渍其中，抗吸湿可以满足海洋环境要求。
轻质填料的加入量也是需要考量的，如果轻质填料过多，填充蜂窝的密度较高；如果轻质填料过少，密度过轻，抗压强度数据效果不佳，可以看出，轻质填充材料：蜂窝比例在7-10：1范围内较佳；同样地，如果填料组成比例不合适，复合材料的抗压效果也不佳，不能满足长期空中、水下多栖作业的需求。
而且，采用填充蜂窝材料芯材制备的复合轻质板，相对金属材料来说，其质量更轻、耐腐蚀；相对于单纯的芳纶蜂窝、泡沫等复合材料，其抗压及吸湿性能得到大幅提高；可以更好满足潜器及多栖器材对轻量化、抗吸湿性、高压强、耐腐蚀，促进装备优化升级。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (8)

1.一种蜂窝填充材料，其特征在于，所述填充材料包括蜂窝部和填充部，所述蜂窝部是正六边形芳纶蜂窝，芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm；所述填充部内填充轻质填充材料，是指密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，所述环氧基填料由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成；所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为（12-16）:（4-8）:1，所述其他填料选自气相二氧化硅；轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比为7-10：1；所述蜂窝填充材料的密度为300-550Kg/m3。
2.一种如权利要求1所述的蜂窝填充材料的制备方法，其特征在于，将轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，控制填充过程中压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，时间为40-60min,制备具有一定密度的蜂窝填充材料；所述蜂窝填充材料的密度为300-550Kg/m3。
3.一种多栖器材用轻质复合板，其特征在于，所述轻质复合板包括：中间蜂窝填充层（1），胶层（2），蒙皮层（3）；其中中间蜂窝填充层（1）上下依次铺设胶层（2）、蒙皮层（3）；中间蜂窝填充层（1）包括：蜂窝部（4）和填充部（5），其中蜂窝部（4）是芳纶蜂窝，芳纶蜂窝孔格尺寸为4.8-6mm；所述填充部（5）内填充轻质填充材料，轻质填充材料是密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料，所述蒙皮层（3）为预浸料层或预制体层；所述环氧基填料由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成，所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为（12-16）:（4-8）:1，所述其他填料选自气相二氧化硅；轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比为7-10：1；所述中间蜂窝填充层（1）为蜂窝填充材料，所述蜂窝填充材料的密度为300-550Kg/m3。
4.根据权利要求3所述的轻质复合板，其特征在于，所述预制体是由热塑性材料与织物形成，所述热塑性材料是指PEEK，PEKK,PPS，PVDF，PC，PP的一种或多种；所述织物选自玻纤、碳纤、芳纶织物中的一种或多种；所述预浸料为玻纤环氧预浸料、碳纤环氧预浸料、芳纶纤维环氧预浸料的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的轻质复合板，其特征在于，所述胶层厚度为0.1-0.5mm，所述蒙皮层厚度为0.8-2mm，蜂窝填充层厚度为10-50mm。
6.一种权利要求3所述多栖器材用轻质复合板的制备方法，其特征在于，包括：
（1）采用轻质填充材料对芳纶蜂窝进行填充固化，制备蜂窝填充材料；所述轻质填充材料是指密度在0.4-0.8g/cm3的环氧基填料；所述环氧基填料由环氧树脂、玻璃微珠及其他填料组成，所述环氧基填料中环氧树脂：玻璃微珠：其他填料的质量比为（12-16）:（4-8）:1，所述其他填料选自气相二氧化硅；轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比为7-10：1；所述蜂窝填充材料的密度为300-550Kg/m3；
（2）采用胶层（2）、蒙皮层（3）依次在蜂窝填充材料上下表面进行直接铺层；
（3）并对其进行复合固化成型；
（4）脱模修边处理后，得到所述多栖器材用轻质复合板。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述轻质填充材料与芳纶蜂窝的质量比为5:1-13:1；填充过程压力为0.1-0.2Mpa,温度为100-120℃，和时间为40-60min；步骤（3）固化成型条件为压力0.1-0.5MPa，温度为50-120℃，和时间为40-120min；所述胶层为中温固化环氧树脂胶层或室温固化阻燃环氧结构胶层。
8.根据权利要求3所述的轻质复合板的应用，其特征在于，所述轻质复合板用于水下无人机、潜水器或空中飞机部件。
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