[发明专利]一种泡沫夹层复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种泡沫夹层复合材料及其制备方法，涉及泡沫夹层复合材料技术领域。本发明提供的一种泡沫夹层复合材料及其制备方法，采用无碱玻璃纤维直接无捻粗纱与高强工业涤纶长丝粗纱并线不加捻制备玻/涤共混粗纱，再将玻/涤共混粗纱结合多轴向缝编织物生产工艺技术，使用多个方向纱线角度铺放至少一层斜向纱线层，将各层斜向纱线层叠放缝编制备多轴向玻/涤缝编织物，并以该多轴向玻/涤缝编织物作为增强蒙皮层材料叠加与PVC泡沫夹层芯材料上下，采用真空灌注成型工艺技术共同固化成型制备得到泡沫夹层复合材料，由于高强工业涤纶纤维密度远低于无碱玻璃纤维密度，泡沫夹层复合材料克重大大降低，达到使泡沫夹层复合材料轻量化的技术效果。

技术领域

本发明涉及夹层复合材料技术领域，特别涉及一种泡沫夹层复合材料及其制备方法。

背景技术

夹层复合材料以其比刚度、比强度高的优点倍受青睐，其根据夹层芯材料的不同，分为泡沫、蜂窝、轻木等夹芯结构复合材料，可在满足实际使用结构强度、刚度要求的前提下，实现自重轻便、高速运行、能耗节约，因此在船艇、风电叶片、高速列车的制造中作为结构材料被广泛使用。

为了进一步提高夹层复合材料在各方面的综合性能，人们对夹层复合材料的设计开发及相关成型工艺技术进行了深入的研究。现有技术提供了一种泡沫夹层复合材料，其上下面增强面层材料主要以双轴向、三轴向的玻璃纤维多轴向缝编织物为主，PVC泡沫为夹层芯材料，由于玻璃纤维是一种高性价比、高比强度、高比刚度且耐腐蚀、耐高温、隔音效果的无机纤维，利用该材料制备得到的泡沫夹层复合材料同样能够具备良好的物理性能和抗腐蚀性能。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

相关技术提供的泡沫夹层复合材料使用了大量玻璃纤维，而玻璃纤维属于高密度无机纤维，容易导致以玻璃纤维多轴向缝编织物为增强面层的夹层复合材料自重较高，与泡沫夹层复合材料的轻量化理念相悖，此外，在泡沫夹层复合材料的制备工艺流程中，玻璃纤维多轴向布翻边贴合效果较差，且玻璃纤维质地脆而硬易断成微细纤维，容易附着于工作人员皮肤或被工作人员吸入体内，给工作人员带来极大健康隐患。

发明内容

针对相关技术存在的上述问题，本发明提供了一种泡沫夹层复合材料的制备方法，由该泡沫夹层复合材料的制备方法制得的泡沫夹层复合材料兼具良好的刚度和比强度，且重量较轻，满足泡沫夹层复合材料的轻量化理念。本发明的技术方案如下：

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种泡沫夹层复合材料的制备方法，所述方法包括：

将无碱玻璃纤维直接无捻粗纱与高强工业涤纶长丝粗纱共同送入并线加捻设备，并线不加捻制备得到玻/涤共混粗纱；

将所述玻/涤共混粗纱送入多轴向缝编机，使用斜向放置的多轴向引纬系统铺放纱线角度不同的至少一层斜向纱线层，然后将各层斜向纱线层上下重叠铺放后，共同送入缝编区进行缝编加固，得到多轴向玻/涤缝编织物；

以PVC泡沫为夹层芯材料，按照由下至上的顺序将增强蒙皮层材料、夹层芯材料和增强蒙皮层材料叠放于目标模具内，采用真空灌注成型工艺向所述目标模具真空灌注树脂基体，固化成型后制备得到泡沫夹层复合材料，所述增强蒙皮层材料包括所述多轴向玻/涤缝编织物。

在一个优选的实施例中，所述增强蒙皮层材料还包括玻/涤短切毡，此时，所述方法还包括：

将无碱玻璃纤维直接无捻粗纱切为规格50mm长的无碱玻璃纤维短切纱，将高强工业涤纶长丝粗纱切为规格50mm长的高强工业涤纶短切纱，按克重2-1.5：1的比例将所述无碱玻璃纤维短切纱和所述高强工业涤纶短切纱均匀混合并无序排列铺放后，表面均匀喷洒粉末胶黏剂或液体胶黏剂，然后共同送入热扎滚筒机芯加热固化，得到门幅为100-3400mm，克重为300-900g/m²的玻/涤短切毡；