[发明专利]制备夹心板的方法

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明涉及制备复合夹心板的方法，所述复合夹心板包括碳纳米管结构。

2.相关领域的描述

授予Furuzuki的日本专利申请号JP 2010037660 A公开了可通过在造纸工艺中添加相对于固体材料的总量1至50重量％的量的单分散状态碳纳米管来制备含纸的碳纳米管(CNT)。含纸的CNT的组成纤维组分为天然纤维、合成纤维、无机纤维、金属纤维等。

授予Wang的中国专利申请号CN 101284661 A提出，通过向包含金属颗粒的溶液中添加碳纳米管材料，进行絮凝处理，添加还原剂，然后从溶液分离出纳米管絮凝结构来制备碳纳米管片。

授予Shah的PCT公开WO 2011054008A描述了包含注入到芳族聚酰胺纤维材料的碳纳米管(CNT)的组合物，所述组合物包含可螺旋化维度的芳族聚酰胺纤维材料、共形地设置在芳族聚酰胺纤维材料周围的阻隔涂层和注入到芳族聚酰胺纤维材料的碳纳米管(CNT)。所注入的CNT长度一致，并且密度均匀。

得自高模量高强度纤维非织造片材的用于复合夹心板的芯材结构(大多呈蜂窝的形式)用于不同的应用中，但主要用于其中强重比或刚重比具有非常高的值的航空和航天工业。例如，授予Lin的美国专利5,137,768描述了由高密度湿法成网的非织造材料制成的蜂窝结构芯材，所述非织造材料包含50重量％或更多的对位芳族聚酰胺纤维，其中该组合物的其余部分为基料和其它添加剂。

公开WO2011/062980描述了由包含20-85重量％的碳纤维絮凝物的纸材制成的蜂窝芯材。碳纤维具有至少1.5∶1的非圆形横截面长宽比。纸材具有至少35％的纤维体积分数。碳纤维的算术平均长度为至少0.5mm，并且长度加权平均长度为至少0.9mm。公开WO2011/062980描述了由相同纸材制成的折叠芯材。

存在对提供具有改善的机械性能诸如刚度、强度、韧性和抗冲击性的复合夹心板的持续需要。对用于航空器、火车和轮船的结构尤其如此。此类改善可通过将碳纳米管结构有效掺入夹心板中来实现。

发明内容

本发明涉及制备复合夹心板的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)制备芯材结构，

(ii)制备至少一个面板，

(iii)将所述至少一个面板中的至少之一与所述芯材结构结合，其中在步骤(i)至(iii)中的至少一个期间实现碳纳米管结构的生长。

附图说明

图1A和1B分别为六边形蜂窝结构的平面图和端视图。

图2为六边形蜂窝结构的透视图。

图3为包括蜂窝结构芯材和面板的夹心结构的透视图。

图4为折叠芯材结构的透视图。

具体实施方式

本发明涉及制备复合夹心板的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)制备芯材结构，

(ii)制备至少一个面板，

(iii)将所述至少一个面板中的至少之一与所述芯材结构结合，其中在步骤(i)至(iii)中的至少一个期间实现碳纳米管结构的生长。

本发明还涉及由此方法制成的复合夹心板。

芯材结构

本发明的芯材结构为蜂窝结构芯材、折叠芯材、发泡芯材、金属微框格(micro-lattice)芯材、桁架芯材、微型桁架芯材或它们的某种组合。

图1A为蜂窝结构芯材1的平面示意图，并且示出由孔室壁3形成的孔室2。图1B为图1A所示蜂窝结构的端视图，并且示出在孔室壁的两端形成的两个外表面或面4。芯材还具有边缘5。图2为蜂窝结构的透视图。示出了具有六边形巢室2和巢室壁3的蜂窝结构1。图2中在“10”处示出蜂窝结构的厚度。示出了六边形孔室；然而，其它几何排列也是可能的，其中正方形孔室、过度扩展孔室和弯曲芯材孔室是最常见的可能排列。此类孔室类型为本领域的人们所熟知，并且可以参考T.Bitzer的Honeycomb Technology第14至20页(Chapman&Hall，publishers，1997)中关于可能的几何孔室类型的其它信息。