固化未固化的复合结构的方法技术

本文中公开了固化未固化的复合结构的方法。未固化的复合结构包括：结构层，其包括未固化的结构树脂；以及表面层，其包括未固化的表面树脂。固化的复合结构包括：固化的结构层，其包括固化的结构树脂；固化的表面层，其包括固化的表面树脂；以及界面区域，其介于固化的表面层与固化的结构层之间。该方法包括：将未固化的复合结构初始加热到初始温度以生成部分固化的复合结构。初始加热足以使未固化的表面树脂凝胶化，但不足以使未固化的结构树脂凝胶化。该方法还包括：将部分固化的复合结构后续加热至大于初始温度的最终固化温度以生成固化的复合结构。化的复合结构。化的复合结构。

【技术实现步骤摘要】
固化未固化的复合结构的方法


[0001]本公开总体上涉及未固化的复合结构、固化的复合结构和/或固化未固化的复合结构的方法。

技术介绍

[0002]复合结构通常包括纤维和树脂材料。纤维和/或树脂材料的化学和/或物理性能可对由其形成的复合结构的化学和/或物理性能具有显著影响。作为示例，复合结构的结构完整性、寿命、化学电阻率和/或光稳定性可由纤维和/或树脂材料的化学和/或物理性质决定。考虑到这一点，特定纤维和/或树脂可用于形成具有一种或多种期望的物理和/或化学性能的特定复合结构。在一些示例中，表现出一个或多个期望的物理和/或化学性能的复合结构也可以表现出一个或多个不期望的物理和/或化学性能。作为特定示例，表现出期望的结构完整性的复合结构也可以表现出不期望的化学电阻率和/或光稳定性。
[0003]已知涂覆和/或覆盖复合结构，诸如保护复合结构免受环境因素的影响。在一些示例中，这种涂覆可以通过对复合结构进行涂漆来实现。在其他示例中，可能期望形成包括表面复合层和下层复合层的混合复合结构。可选择表面复合层来保护下层复合层免受环境因素的影响，同时可以选择下层复合结构以提供期望的结构完整性。然而，在混合复合结构的固化期间，难以保持表面复合层和下层复合层之间的期望区别程度。因此，需要改进未固化的复合结构、固化的复合结构和/或固化未固化的复合结构的方法。

技术实现思路

[0004]本文中公开了未固化的复合结构、固化的复合结构和固化该未固化的复合结构的方法。未固化的复合结构包括：结构层，其包括未固化的结构树脂；以及表面层，其包括未固化的表面树脂。未固化的结构树脂是具有结构树脂粘度、结构树脂凝胶点温度和结构树脂凝胶时间的未固化的结构树脂。未固化的表面树脂具有大于结构树脂粘度的表面树脂粘度、小于结构树脂凝胶点温度的表面树脂凝胶点温度、以及小于结构树脂凝胶时间的表面树脂凝胶时间。
[0005]固化的复合结构包括：固化的结构层，其包括由未固化的结构树脂形成的固化的结构树脂；固化的表面层，其包括由未固化的表面树脂形成的固化的表面树脂并且包括暴露表面；以及界面区域，其介于固化的表面层与固化的结构层之间。暴露表面不含固化的结构树脂，并且界面区域包括固化的表面树脂和固化的结构树脂的混合物。
[0006]该方法包括将未固化的复合结构初始加热到初始温度以生成部分固化的复合结构。初始加热足以使未固化的表面树脂凝胶化，但不足以使未固化的结构树脂凝胶化。该方法还包括将部分固化的复合结构后续加热至大于初始温度的最终固化温度以生成固化的复合结构。初始加热和后续加热的组合足以完全固化未固化的表面树脂和未固化的结构树脂两者。
附图说明
[0007]图1是示出了根据本公开的固化未固化的复合结构的方法的示例的流程图。
[0008]图2是示出了根据本公开的未固化的复合结构的示例的示意性横截面图。
[0009]图3是示出了根据本公开的固化的复合结构的示例的示意性横截面图。
[0010]图4是示出了对于可与根据本专利技术的未固化的复合结构、复合结构和方法一起使用的两种树脂在恒定升温速率下粘度作为固化温度的函数的曲线图。
具体实施方式
[0011]图1至图4提供了根据本专利技术的未固化的复合结构12、固化的复合结构14和/或方法100的说明性的、非排他性的示例。用于相似目的的元件在图1至图4中的每个图中以相同的附图标记来标记，并且这些元件在本文中可以不参考图1至图4中的每个图进行详细讨论。类似地，在图1至图4中的每个图中可能没有标记所有元件，但是为了一致性，在本文中可以利用与其相关联的附图标记。在不背离本公开的范围的情况下，在本文中参考图1至图4中的一个或多个图讨论的元件、部件和/或特征可包括在图1至图4中的任一个中和/或与其一起使用。
[0012]一般而言，在给定(即，特定)实施方式中可能包括的元件以实线示出，而对于给定实施方式可选的元件以虚线示出。然而，以实线示出的元件对于所有实施方式不是必需的，并且在不背离本公开的范围的情况下，可以从特定实施方式中省略以实线示出的元件。
[0013]图1是示出了根据本公开的固化未固化的复合结构的方法100的示例的流程图。未固化的复合结构包括：结构层，包括未固化的结构树脂；以及表面层，包括未固化的表面树脂。在图2中示出了未固化的复合结构的示例。更具体地，图2示出了以未固化的复合结构12形式的复合结构10。未固化的复合结构12包括以未固化的结构层22形式的结构层20，该结构层包括以未固化的结构树脂28形式的结构树脂26。未固化的复合结构12还包括以未固化表面层52形式的表面层50，该表面层包括以未固化的表面树脂58形式的表面树脂56。
[0014]方法100可包括在110处提供未固化的复合结构和/或在120处施加压力。方法100包括在130处初始加热和在140处后续加热。
[0015]在110处提供未固化的复合结构可包括以任何合适的方式提供任何合适的未固化的复合结构，该未固化的复合结构包括结构层和表面层。例如，在110处提供可包括铺设、成形和/或限定未固化的复合结构。在一些示例中，并且如本文中更详细地讨论的，在110处提供包括提供使得结构树脂具有结构树脂粘度、结构树脂凝胶点温度和结构树脂凝胶时间。在一些示例中，并且如还在本文中更详细地讨论的，在110处提供包括提供使得表面树脂具有表面树脂粘度、表面树脂凝胶点温度和表面树脂凝胶时间。在一些示例中，结构树脂粘度小于表面树脂粘度，表面树脂粘度大于结构树脂粘度，结构树脂凝胶点温度大于表面树脂凝胶点温度，表面树脂凝胶点温度小于结构树脂凝胶点温度，结构树脂凝胶时间大于表面树脂凝胶时间，和/或表面树脂凝胶时间小于结构树脂凝胶时间。
[0016]在120处施加压力可包括：在130处初始加热期间向未固化的复合结构施加压力和/或在140处后续加热期间向部分固化的复合结构施加压力。在一些示例中，在120处施加压力包括向未固化的复合结构和/或部分固化的复合结构施加升高的大气压。在一些示例中，在120处施加包括在130处初始加热期间利用高压釜对未固化的复合结构进行高压灭
菌，和/或在140处后续加热期间对部分固化的复合结构进行高压灭菌。
[0017]在方法100的一些示例中，在130处初始加热包括使表面层硬化以生成硬化的表面层。在一些此类示例中，方法100还包括在140处后续加热期间抵抗硬化表面层的变形，该变形可能由在120处施加所引起。换言之，在130处初始加热可使表面层硬化，使得在140处后续加热期间，与结构层和/或未固化的表面层相比，硬化的表面层更耐变形。这样的配置可允许硬化的表面层在140处后续加热期间用作和/或作为结构层的树脂壳。当与不包括本文中所公开的表面层和结构层的常规复合结构相比时，这样的配置可使得利用方法100成形的复合结构具有改进的表面质量和/或具有更少的缺陷。
[0018]在130处初始加热可包括将未固化的复合结构初始加热到初始温度，以产生和/或生成部分固化的复合结构。如所讨论的，未固化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化未固化的复合结构(12)的方法(100)，所述未固化的复合结构包括结构层(20)和表面层(50)，所述结构层包括具有结构树脂粘度、结构树脂凝胶点温度和结构树脂凝胶时间的未固化的结构树脂(28)，所述表面层包括具有大于所述结构树脂粘度的表面树脂粘度、小于所述结构树脂凝胶点温度的表面树脂凝胶点温度、以及小于所述结构树脂凝胶时间的表面树脂凝胶时间的未固化的表面树脂(58)，所述方法(100)包括：步骤(130)，将所述未固化的复合结构(12)初始加热至初始温度以生成部分固化的复合结构，其中，所述初始加热的步骤(130)足以使所述未固化的表面树脂(58)凝胶化，但不足以使所述未固化的结构树脂(28)凝胶化；以及步骤(140)，将所述部分固化的复合结构后续加热至大于所述初始温度的最终固化温度，以生成固化的复合结构(14)，其中，所述初始加热的步骤(130)和所述后续加热的步骤(140)的组合足以完全固化所述未固化的表面树脂(58)和所述未固化的结构树脂(28)两者。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述初始温度为至少90℃且至多140℃。3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述初始加热的步骤(130)包括初始加热至少2分钟且至多30分钟的初始加热时间。4.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述最终固化温度为至少120℃且至多260℃。5.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述后续加热的步骤(140)包括加热至少15分钟且至多120分钟的后续加热时间。6.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述最终固化温度与所述初始温度之间的差为至少20℃。7.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述初始加热的步骤(130)包括初始加热一初始加热时间，其中，所述后续加热的步骤(140)包括加热一后续加热时间，并且此外其中，所述后续加热时间与所述初始加热时间之间的差为至少10分钟。8.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，所述结构层(20)还包括以下至少一者：(i)多个结构纤维(32)，所述多个结构纤维至少部分地封装在所述未固化的结构树脂(28)内；(ii)多个结构碳纤维，所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里斯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：