本发明专利技术涉及具有高压缩模量的蜂窝芯结构，所述芯结构包括（ａ）多个互连的壁，所述壁具有限定多个蜂窝孔室的表面，其中所述孔室壁由非织造片材形成，和（ｂ）固化树脂，所述固化树脂的量使得固化树脂的重量百分比为所述固化树脂和非织造片材的合并重量的至少６２％。所述非织造片材还包含具有至少２００克／旦尼尔（１８０克／分特）的模量和至少１０克／旦尼尔（９克／分特）的韧度的纤维，其中所述非织造片材在用树脂浸渍前具有通过以下公式计算的表观密度：Ｄｐ＝Ｋ×（（ｄｒ×（１００－％ｒ）／％ｒ）／（１＋ｄｒ／ｄｓ×（１００－％ｒ）／％ｒ），其中Ｄｐ是所述片材在浸渍前的表观密度，ｄｒ是固化树脂的密度，ｄｓ是在浸渍前片材中的固体材料的密度，％ｒ是固化树脂在最终的芯结构中的重量百分比含量，Ｋ是值为１．０至１．５的数字。此外，在用树脂浸渍前非织造片材的Ｇｕｒｌｅｙ孔隙率不大于３０秒／１００毫升。本发明专利技术还涉及包括这种皱褶芯的复合结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高压缩强度的蜂窝芯和由其制成的制品
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及由纤维非织造片材制成的高压缩强度蜂窝芯的结构。2.
技术介绍
由高模量高强度纤维非织造片材制成的用于夹心板的芯结构(大多数呈蜂窝形 式)用于不同的应用中，但主要用于航空和航天工业中，其中强度对重量或硬度对重量的 比率具有极高的值。例如，授予Lin的美国专利5，137，768描述了一种由高密度湿法成网的 非织造材料制成的蜂窝芯，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粘合剂和其它添加剂。可商购获得的用于制备芯结构的对位芳族聚酰胺高模量高强度纤维非织造片材 是由 Ε. I. DuPont de Nemours and Company，Wilmington，DE 出售的 KEVLAR N636 纸材。最 轻等级(1. 4N636)的纸材密度在0. 68至0. 82g/cm3的范围内。就其它三类等级(1. 8N636、 2. 8N636、和3. 9N636)而言，其密度在0. 78至0. 92g/cm3的范围内。在一些应用中，增强压缩性能非常重要。这对于用于飞机、火车等的地板的夹心板 尤其如此。对压缩强度作出了优化的蜂窝芯可潜在地提供额外的重量节省和成本节省。因 此，需要具有改善的压缩强度的蜂窝芯。专利技术简述本专利技术涉及具有高压缩强度的蜂窝芯的结构，所述结构由纤维非织造片材制成。 所述蜂窝芯结构的孔室壁包含非织造片材和固化树脂，所述固化树脂的量使得固化树脂的 重量百分比为所述固化树脂和非织造片材的合并重量的至少62%。所述非织造片材还包含 具有至少200克/旦尼尔(180克/分特)的模量和至少10克/旦尼尔(9克/分特)的韧 度的纤维，其中所述非织造片材在用树脂浸渍前具有通过以下公式计算的表观密度Dp = KX ((drX (100-%r)/%r)/(l+dr/dsX (100-% r)/% r)，其中 Dp 是所述片材在浸渍前的 表观密度，dr是固化树脂的密度，ds是在浸渍前片材中的固体材料的密度，％ r是固化树 脂在最终的芯结构中的重量百分比含量，K是值为1. 0至1. 35的数字。此外，在用树脂浸 渍前非织造片材的Gurley孔隙率不大于30秒/100毫升。本专利技术还涉及包括蜂窝芯结构的复合面板。附图简述图Ia和Ib表示出了六边形形状的蜂窝结构的视图。图2表示出了六边形单元形状的蜂窝结构的另一个视图。图3为具有一个或多个表面板的蜂窝结构的例证。专利技术详述本专利技术涉及高压缩强度的蜂窝芯结构，所述结构具有由用树脂浸渍的纤维非织造 片材制成的孔室壁。图Ia为本专利技术的一个蜂窝结构1的平面图例证并且其示出了由孔室壁3形成的 单元2。图Ib为图Ia所示的蜂窝结构的正视图并且其示出了孔室壁的两个外表面、或者 在两个端部均形成的面板4。所述芯也具有边缘5。图2为蜂窝结构的三维视图。所示出 的蜂窝结构1具有六边形单元2和孔室壁3。图2中示出了蜂窝结构的“T”维或者厚度。 但是，在最普通的可能排列中的其它几何排列可能为方形、过度膨胀的和弯曲芯的孔室。此 类孔室类型在本领域中为人们所熟知并且可参考T. Bitzer (Chapman & Hall，publiSherS， 1997)的《Honeycomb Technology》中关于可能的几何孔室类型的附加信息。图3示出了由具有面板7和8的蜂窝芯6装配成的结构夹心板5，所述面板7和8 连结到所述芯的两个外表面上。尽管也可利用金属面板，但是优选的面板材料是预浸料坯 (即，用热固性或者热塑性树脂浸渍的纤维片)。在具有金属面板的情况下(并且在一些环 境中使用预浸料坯)，还使用粘性薄膜9。通常在芯的任何一边上具有至少两种预浸料坯的 外皮。本专利技术的蜂窝芯具有树脂浸渍的纤维非织造片材的孔室壁，并且所述孔室壁的平 面优选平行于蜂窝结构的T维(dimension)。非织造片材在用树脂浸渍前的表现密度由以 下公式限定Dp = KX ((drX (100-% r)/% r)/(l+dr/dsX (100-% r)/% r)其中Dp是浸渍前非织造片材的表观密度，dr是固化树脂的密度，ds是浸渍前非织 造片材中的固体材料的密度，％ r是固化树脂在最终的芯中的重量百分比含量，并且K是 值为1至1.35的数字。薄片材料的高渗透性和并非很高的表观密度使得树脂可在树脂浸渍过程期间良 好地渗透到片材材料中，使得片材的厚度在涂覆后与未经涂覆的非织造片材的厚度没有显著的差异。所述非织造片材在用树脂浸渍前具有不超过30秒/100毫升的Gurley空气阻力。非织造片材的自由体积/空隙含量可基于非织造片材的表观密度和非织造片材 中固体材料的密度或者通过非织造材料横截面的图像分析来测量。用于本专利技术的非织造片材的厚度取决于蜂窝芯的最终用途或所需特性，在一些实 施方案中，片材的厚度通常为3至20密耳(75至500微米)。在一些实施方案中，非织造片 材的基重为0. 5至6盎司/平方码(15至200克/平方米)。用于本专利技术的蜂窝芯的非织造片材包含70至100重量份的高模量高强度纤维和 不超过30重量％的粘合剂，所述纤维具有至少200克/旦尼尔(180克/分特)的初始杨 氏模量、至少10克/旦尼尔(9克/分特)的韧度。根据最终的用途，可将不同的材料用作非织造片材粘合剂。优选的粘合剂包括聚 间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚磺酰胺(PSA)、聚苯硫醚(PPQ和聚酰亚 胺。可将不同的高模量高强度纤维以连续纤维、短纤维(絮凝物)、纸浆或者它们的组 合的形式用于本专利技术的蜂窝芯的高模量高强度纤维非织造片材。优选的纤维种类包括对位 芳族聚酰胺、液晶聚酯、聚苯并唑、聚吡啶并唑、聚磺酰胺、聚苯硫醚、聚烯烃、碳、玻璃和其 它无机纤维或者它们的混合物。本文所用术语“芳族聚酰胺”是指这样的聚酰胺，其中至少85%的酰胺(-C0NH-)键直接连接到两个芳族环上。添加剂可与所述芳族聚酰胺一起使用。实际上已发现，可将多 达10重量％的其他聚合材料与芳族聚酰胺共混，或者可使用共聚物，所述共聚物具有多达 10%的替代芳族聚酰胺的二胺的其他二胺，或多达10%的替代芳族聚酰胺的二酰氯的其他 二酰氯。对位芳族聚酰胺纤维和这些纤维的各种形式可以商标Kevlar 得自Ε. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, Delaware),并且可以商标 Twaron 得自 Tei jin, Ltd.。可商购获得的用于本专利技术的聚苯并唑纤维包括Zylon PBO-AS (聚(对亚苯基-2， 6-苯并双P恶唑))纤维、ZyIon PBO-HM (聚(对亚苯基_2，6-苯并双If恶唑))纤维，这二者均 得自Toyobo Co. Inc. (Osaka，Japan)。可用于本专利技术的可商购获得的碳纤维包括得自Toho Tenax America, Inc, Rockwood, TN的Tenax 纤维。可用于本专利技术的可商购获得的液晶聚 酯纤维包括得自 Kuraray America Inc. (New York, NY)的 Vectran HS 纤维。本专利技术的蜂窝芯结构的非织造片材也可包含与较高模量的纤维共混的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．蜂窝芯结构，所述蜂窝芯结构包括：（ａ）多个互连的壁，所述壁具有限定多个蜂窝孔室的表面，其中所述孔室壁由非织造片材形成，所述非织造片材包含具有至少２００克／旦尼尔（１８０克／分特）的模量和至少１０克／旦尼尔（９克／分特）的韧度的纤维，其中在用树脂浸渍之前：（１）所述非织造片材具有由以下公式计算出的表观密度：Ｄｐ＝Ｋ×（（ｄｒ×（１００－％ｒ）／％ｒ）／（１＋ｄｒ／ｄｓ×（１００－％ｒ）／％ｒ），其中Ｄｐ是所述非织造片材在浸渍前的表观密度，ｄｒ是固化树脂的密度，ｄｓ是在浸渍前在所述非织造片材中的固体材料的密度，％ｒ是固化树脂在最终的芯结构中的重量百分比含量，Ｋ是值为１．０至１．３５的数字；（２）所述非织造片材具有不大于３０秒／１００毫升的Ｇｕｒｌｅｙ孔隙率；和（ｂ）固化树脂，所述固化树脂的量使得固化树脂的重量百分比为固化树脂和非织造片材的合并重量的至少６２％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·克尔勒，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US
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