[发明专利]一种修复材料及修复方法

说明书

本发明涉及高速列车板外场快速修复技术领域，具体涉及一种修复材料及修复方法。本发明提供的修复材料包括：环氧树脂体系和短切纤维；所述环氧树脂体系包括改性环氧树脂及固化剂；其中所述改性环氧树脂为增韧型环氧树脂，其环氧值在0.2～0.4之间；所述短切纤维与所述改性环氧树脂的质量比为1:(9‑11)。本发明所得修复材料易操作，型面配合性好，剩余强度恢复率达到90％以上；同时与本体材料粘接性好，能够较好的抵抗列车行进中疲劳和二次冲击损伤。同时本发明针对高速列车抗冲击结构的损伤特点提出填补法快速修复工艺。该方法能够实现高速列车快速修复的目标和要求，并具有较好的剩余强度恢复效果和一定的抗冲击开裂性能。

技术领域

本发明属于高速列车板外场快速修复技术领域，具体涉及一种修复材料及修复方法。

背景技术

高速列车在运行过程中不可避免会受到低空飞行飞鸟、卷起砂石的撞击，会对高速列车司机室前端的列车板产生冲击损伤。这类冲击损伤的类型包含表面凹坑、裂纹，内部分层等损伤缺陷。

由于高速列车的维修车务管理具有一定的周期性，因此在入内厂进行全面的检测和大修前，外厂的快速修复需要及时进行，以防止因损伤部位裸露而造成雨水进入结构内部储存，或冲击过程中造成的内部分层缺陷在高速列车行进过程中因振动疲劳或再次冲击而导致分层持续扩展。

现行高速列车的外厂快速修复的缺陷共分为两类：

第一类为不需要结构挖补修复的缺陷，最大直径、深度在一定尺寸内只需要外厂修复的冲击坑缺陷。所属范围为需要结构修复并且修复后力学性能符合使用要求的缺陷；

第二类为最大直径、深度在一定尺寸内，不仅需要外厂快速修补类的冲击坑缺陷，还需要在大修时进行内厂的结构型挖补类修复。

然而，新一代高速铁路司机室前端的列车板是由碳纤维复合材料制成。目前外场修复技术并不适用这种碳纤维复合材料。

目前航空、船舶行业常用的修复方法，视损伤情况决定是否去除损伤区域，分为两种：贴补法和挖补法。

贴补法修复指的是：不需要去除损伤区域，通过胶接的方式在损伤结构的外表面固定一覆盖损伤区域的补片，在一定程度上恢复损伤结构的强度、刚度以及安全性能。

挖补法修复指的是：需要除掉含缺陷的损伤区域，然后用胶接的方式在对应的区域填补上准备好的补片，修补时可分别采用斜面法和阶梯法修补，能够较大程度的恢复受损结构的强度、刚度。

然而，高铁的运行环境与航空、船舶不同，相应的损伤结构特点也与航空、船舶截然不同。通过高速列车司机室前端抗冲击结构模拟实际工况的冲击试验总结损伤特点：由于前端面板为碳纤维增强复合材料，其具有模量大、不易产生凹坑类缺陷，因此面板表面以擦伤和轻微的分层起皮为主，而内部的分层损伤更为严重。

现有挖补法采用的结构斜率较大，根据本体材料和修复材料的性能需要一般设置在1/20～1/50之间，补片的大小可能从直径20mm到300mm的大小跨度，由于修补面积大、挖去损伤和补片准备费时，而且对设备和人员的操作要求较高，因此有必要针对高速列车的碳纤维复合材料的冲击损伤提出新的修复技术。

发明内容

本发明的第一方面提供一种用于抗冲击结构面板的外场快速修复的修复材料。该修复材料具有如下优点：操作简便；适应不同曲率结构；快速固化；剩余强度恢复较好，能够提升到原始材料90％以上，接近内场修复的效果。所述修复材料具有较好的抗冲击开裂效果，与本体材料粘接性好，能够较好的抵抗列车行进中疲劳和二次冲击损伤。

本发明所述的修复材料，包括：环氧树脂体系和短切纤维；所述环氧树脂体系包括改性环氧树脂及固化剂；其中：

所述改性环氧树脂为利用橡胶弹性体、热塑性树脂、有机硅、热致液晶聚合物、聚氨酯增韧改性后的增韧型环氧树脂，其环氧值在0.2～0.4之间；