一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域，涉及一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法。该复合材料由复合材料基材、胶粘剂、未硫化橡胶片、增强耐磨织物经复合模压而成。成型前先将复合材料基材、胶粘剂、未硫化橡胶片、增强耐磨织物进行梯度化排列形成坯料，再模压硫化成型。本发明专利技术的成型方法简单，操作方便，所得制品具有变刚度、耐磨、减振等优点，可用于飞机机翼主翼和副翼、襟翼等活动翼面之间缝隙的密封，既能满足飞机的机动性能又能提高复合材料制件长期服役要求。役要求。役要求。

【技术实现步骤摘要】
一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，涉及一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]树脂基复合材料因其强度比模量高、结构设计性好，易于实现结构功能一体化整体成型等优点已经在航空航天领域得到了广泛应用。传统复合材料常用于固定部位，在结构设计时多考虑其静力学承载。随着复合材料应用的日渐扩展，在活动部位，如襟副翼和固定翼面之间的封严结构件，对复合材料的结构设计、耐磨、抗拍打减振性能提出了更高的要求。
[0003]在一端固定的悬臂梁式封严结构中，气动载荷作用于封严复合材料结构表面，在不同飞行状态下，复合材料活动摩擦端会经受掀起、落下的拍打作用。由于复合材料结构刚度和强度较大，这会造成复合材料封严结构活动摩擦端面产生分层破坏。此外，封严结构活动端面在活动翼面周期性的运动过程中会产生端部磨损现象，这也对制件的长期服役产生不利影响。为解决以上问题，传统解决方式是在复合材料表面喷涂减振耐磨涂层。但涂层在大变形偏转条件下的延伸性差，在局部产生龟裂破坏以及涂层在拍打作用下的抗剥离脱落能力下降等问题也严重制约着其在活动部件上的应用。因此开发一种在大变形周期性疲劳偏转条件下，仍具有较好的耐磨减振性能的复合材料是未来飞行器活动部位复合材料发展应用的重要方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法，所述可变刚度耐磨减振复合材料由复合材料基材、胶粘剂、未硫化橡胶及增强耐磨织物复合模压而成；其制备方法如下：(a)、所述复合材料基材的两表面及活动摩擦侧面连续铺贴或喷涂一层未硫化橡胶；(b)、在步骤(a)基础上，从复合材料基材一侧表面沿活动摩擦侧面到另一侧表面连续包覆增强耐磨织物；所述增强耐磨织物宽度为耐磨减振复合材料宽度的10～100％；所述增强耐磨织物未覆盖区域铺贴或喷涂与增强耐磨织物厚度相同，长度与耐磨减振复合材料长度相同的未硫化橡胶，其宽度与增强耐磨织物宽度之和与耐磨减振复合材料宽度相同；依次按照(a)(b)所述步骤重复铺贴未硫化橡胶、增强耐磨织物，直至设计要求的总层数n，总层数n中有且必须有一层是按照(b)步骤进行铺贴，且最后一层需按照(a)步骤铺贴；铺贴完成经模压成型后得到可变刚度耐磨减振复合材料。
[0007]复合材料基材制备：根据复合材料基材刚度设计，将纤维增强树脂基复合材料预浸料裁剪成所需尺寸制备成预浸料坯体或将干纤维制备成纤维预成型体；分别采用预浸料固化工艺或液体成型工艺固化制备复合材料基材。
[0008]所述复合材料基材表面处理：在所述复合材料基材两表面及各侧面进行打磨或喷砂处理；之后对复合材料基材进行清洁，清洁完毕后在复合材料基材两表面及各侧面铺贴或喷涂胶黏剂。所述复合材料基材基体树脂为热塑性树脂或热固性树脂，其中：热塑性树脂为聚醚酮、聚砜、聚醚砜、热塑性聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚或聚酰胺中的一种或几种混合树脂；热固性树脂为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、热固性聚酰亚胺树脂、聚苯并噁嗪树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂或不饱和聚酯树脂中的一种或几种混合树脂。
[0009]所述复合材料基材增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维或碳化硅纤维中的一种或几种，增强纤维的结构形式为织物或者单向带。
[0010]所述复合材料基材预浸料固化工艺包括热压罐法、模压法、真空袋法或软模法中的一种；所述液体成型工艺包括树脂传递模塑工艺、真空灌注工艺或树脂熔膜渗透工艺中的一种。
[0011]所述胶粘剂为树脂型胶粘剂。
[0012]所述未硫化橡胶片为天然橡胶片或合成橡胶片，合成橡胶片包括丁苯橡胶片、顺丁橡胶片、氯丁橡胶片、乙丙橡胶片、丁腈橡胶片、丁基橡胶片、氯醚橡胶片、聚硫橡胶片、氟硅橡胶片、硅橡胶片、氟橡胶片或天然橡胶与合成橡胶的并用胶片中的一种。
[0013]所述增强耐磨织物为涤纶织物、芳纶织物、锦纶织物、聚酯织物、玻璃布、棉布或碳纤维布的一种或者几种。
[0014]所述可变刚度结构为平板或者曲面形状。
[0015]本专利技术具有的优点和有益效果是：本专利技术通过不同结构形式复合材料预浸料的铺层设计，可实现复合材料结构的变刚度特性。通过橡胶和增强耐磨织物包覆于复合材料基材表面，可发挥橡胶高弹性减振特点，提高复合材料的抗冲击拍打性能。特别是在复合材料自由摩擦截面处包覆橡胶和耐磨织物，有效降低了反复摩擦造成的复合材料磨损和层间分层破坏行为，提高复合材料的整体使用寿命。该方法实现了不同尺寸和形状耐磨减振复合材料构件制备；适用于不同基体及纤维材料体系；操作简便、灵活度高；结构及性能可设计性强；可用于飞机机翼主翼和副翼、襟翼之间缝隙的密封，既能满足飞机的机动性能，又能起到很好的隐身作用，在航空航天领域有较大应用价值。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例一铺层示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例二铺层示意图。
[0018]图中，101
‑
复合材料基材，102
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胶黏剂，103
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未硫化橡胶，104
‑
增强耐磨织物。
具体实施方式
[0019]本专利技术所述可变刚度耐磨减振复合材料由复合材料基材101、胶黏剂102、未硫化橡胶103及增强耐磨织物104经复合模压而成。由所述的增强耐磨织物104、胶黏剂102、未硫化橡胶103及复合材料基材101通过梯度化排列形成坯料，再模压硫化成型。所述等可变刚度耐磨减振复合材料具有很好的结构可设计性和减振耐磨特性，可以根据使用需求调节材料的铺层方式和层数，以获得期望的性能。
[0020]其制备方法为如下：
[0021](1)复合材料基材制备：根据基复合材料基材刚度设计，将纤维增强树脂基复合材料预浸料裁剪成所需尺寸制备成预浸料坯体或将干纤维制备成纤维预成型体。分别采用预浸料固化工艺或液体成型工艺固化制备复合材料基材101。
[0022](2)基材表面处理：在所述复合材料基材101两表面及各侧面进行打磨或喷砂等处理，提高其表面粗糙度。之后对复合材料基材进行清洁，清洁完毕后在基材表面及各侧面铺贴或喷涂胶黏剂。。
[0023](3)可变刚度耐磨减振复合材料制备：所述可变刚度结构为平板或者曲面形状。
[0024](a)在步骤(2)所述涂覆胶膜或铺覆胶黏剂复合材料基材101一侧表面沿经受活动摩擦的侧面(活动摩擦侧面)到另一侧表面铺贴或喷涂一层长度和宽度与复合材料相同的未硫化橡胶103。
[0025](b)从复合材料基材101一侧表面沿活动摩擦侧面到另一侧表面连续包覆增强耐磨织物，其长度与复合材料活动摩擦侧面长度相等。在所述耐磨减振复合材料两表面包覆增强耐磨织物宽度为耐磨减振复合材料宽度的10～100％。在所述增强耐磨织物未覆盖区域铺贴或喷涂与织物厚度相同、长度与复合材料长度相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法，其特征在于，所述可变刚度耐磨减振复合材料由复合材料基材、胶粘剂、未硫化橡胶及增强耐磨织物复合模压而成；其制备方法如下：(a)、所述复合材料基材的两表面及经受活动摩擦的侧面连续铺贴或喷涂一层未硫化橡胶；(b)、在步骤(a)基础上，从复合材料基材一侧表面沿活动摩擦侧面到另一侧表面连续包覆增强耐磨织物；所述增强耐磨织物宽度为耐磨减振复合材料宽度的10～100％；所述增强耐磨织物未覆盖区域铺贴或喷涂与增强耐磨织物厚度相同，长度与耐磨减振复合材料长度相同的未硫化橡胶，其宽度与增强耐磨织物宽度之和与耐磨减振复合材料宽度相同；依次按照(a)(b)所述步骤重复铺贴未硫化橡胶、增强耐磨织物，直至设计要求的总层数n，总层数n中有且必须有一层是按照(b)步骤进行铺贴，且最后一层需按照(a)步骤铺贴；铺贴完成经模压成型后得到可变刚度耐磨减振复合材料。2.根据权利要求1所述的可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法，其特征在于，复合材料基材制备：根据复合材料基材刚度设计，将纤维增强树脂基复合材料预浸料裁剪成所需尺寸制备成预浸料坯体或将干纤维制备成纤维预成型体；分别采用预浸料固化工艺或液体成型工艺固化制备复合材料基材。3.根据权利要求2所述的可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料基材表面处理：在所述复合材料基材两表面及各侧面进行打磨或喷砂处理；之后对复合材料基材进行清洁，清洁完毕后在复合材料基材两表面及各侧面铺贴或喷涂胶黏剂。4.根据权利要求1所述的可变刚度耐磨减振复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料基材基体树脂为热塑性树脂或...

【专利技术属性】
技术研发人员：马绪强，钱黄海，王永梅，董慧民，李跃腾，张艳军，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：