用于复合材料夹心板的轻木芯材及其制造方法_3

文档序号:9602189阅读:来源:国知局
度可通过用染料对树脂进行染色并对涂覆后的轻木片材24的 横截面进行显微镜检验来确定。
[0064] 参照图3,对于可固化树脂组合物的一个实施方式,相对于向样品轻木片材24施 涂涂层后的多种所经过的时间段(在涂覆工段处的时间记为〇),测量了平均导管渗入深 度。可以看到在约30秒的初始时期内,平均渗入深度实质上为常数,其值为约1000微米, 并随后快速升尚。
[0065] 结果显示出,至少对于这一轻木样品,控制树脂组合物涂覆与固化之间所经过的 时间显著控制了树脂渗入,这是由于固化使得树脂凝固,从而阻止了树脂流体进一步流入 导管中。
[0066] 通过在涂覆后经过选定的时间后对树脂进行快速UV固化,可使渗入深度最小化, 并且还可使吸收入导管中任意过量的树脂最少化。
[0067] 可固化树脂包含丙烯酸盐/酯、和/或甲基丙烯酸盐/酯单体,任选地具有弹性尿 烷丙烯酸盐/酯单体,在UV引发剂存在的情况下,包含不饱和单体基团,UV引发剂实质上 在UV引发后立即发生聚合。对导管渗入深度进行控制,然而与所要求的在轻木表面的主要 部分上提供的涂层相组合,以避免或者使远离导管的表面区域中的树脂吸收最小化。
[0068] 对于图3的实施例,若轻木片材的涂覆区域在施涂涂层后不超过30秒内通过固化 工段,通过在任何实质量的树脂流入更深的导管深度前使树脂固化,可将渗入深度尽量降 低至低于约1000微米。
[0069] 所产生的经涂覆的轻木片材可作为复合材料夹心板的芯材加以利用,芯材包括通 过本发明所述方法生产的经涂覆的轻木片材,并且夹心板包括夹在纤维增强基质树脂材 料的相对着的外层之间的芯材。通常,纤维增强基质树脂材料的外层包含玻璃纤维、碳纤 维、以及固化后的热固性树脂基质(例如环氧树脂基质)中的至少一种,该固化后的热固 性树脂结合至涂层。可使用其它已知用于制造夹心板的树脂,例如乙烯基酯树脂。优选的 是,对于经涂覆的轻木芯材,固化后的树脂根据BS5350 Part C13测量的滚筒剥离强度为 225-450N/75mm。
[0070] 可将夹心板用作并入有本发明的复合材料夹心板的结构元件。结构构件如风力涡 轮机叶片、船舶组件或船只可并入结构元件。
[0071] 实施例
[0072] 参照以下非限制性实施例对本发明的进一方面进行描述。
[0073] 实施例1
[0074] 在实施例1中,用可固化树脂组合物对平均密度为约155kg/m3的轻木片材进行涂 覆,该可固化树脂组合物包含共混有双官能团甲基丙烯酸盐/酯稀释剂的双官能团甲基丙 烯酸盐/酯树脂,并且包含尿烷丙烯酸盐/酯作为增韧剂(flexibiliser)。该组合物包含 UV光引发剂。还包含了胺官能团单体,以改善表面固化并防止粘着。可固化树脂组合物的 粘度在20°C下为约20泊,在30°C下为约10泊,并且在40°C下为约6泊。
[0075] 将该可固化树脂组合物涂覆至轻木片材的各主表面上。每一表面的涂层重量均为 107g/m 2。这提供了每一板材214g/m2板的涂层重量。在涂覆15秒后,通过UV辐射进行固 化。
[0076] 对所产生的经涂覆的轻木芯材进行测试,以确定该经涂覆的轻木芯材的树脂吸 收。通过使用环氧树脂模拟真空辅助的树脂传递模塑过程测量树脂吸收,其中,将该树脂浸 渍至经涂覆的轻木芯材的相对着的表面。测量由芯材吸附的树脂的重量,并进行计算以提 供每单位面积板材的树脂重量,即板材两个表面吸收的树脂。结果示于表1中。
[0077] 还对所产生的经涂覆的轻木芯材进行测试,以确定对于经涂覆的轻木芯材而言的 滚筒剥离强度,该滚筒剥离强度根据BS5350 Part C13以N/75mm为单位进行测量。结果也 示于表1中。
[0080] 在实施例1中,板材的总的吸收重量包括板材的涂层重量和树脂吸收量。
[0081] 实施例1显示出夹心板具有低水平的树脂吸收及可接受的剥离强度。对比例1
[0082] 对比例1使用相同的轻木,然而不进行涂覆。对比较例1的未涂覆的轻木接受与 实施例1的经涂覆的轻木相同的树脂浸渍程序。使该未涂覆的轻木芯材接受与实施例1的 经涂覆的轻木芯材相同的树脂吸收测试和剥离强度测试。在树脂吸收测试中,板材的总的 吸收重量与板材的树脂吸收量相同,这是由于对于未涂覆板材而言,涂层重量为零。
[0083] 实施例1与对比例1的结果之间的比较表明,施涂本发明所述的涂层同时显著降 低了板材的总的吸收重量和板材的树脂吸收。此外,该涂层并未使剥离强度显著降低至 低于对于环氧树脂层压夹心板芯材而言所需的可接受水平。实施例1的剥离强度值为约 240N,这是可接受的水平。对比例2
[0084] 对比例2使用与实施例1相同的轻木,然而涂覆不同的涂层。
[0085] 在对比例2中,用包含聚酯底漆(primer)树脂的可固化树脂组合物对轻木片材 进行涂覆,该树脂可通过UV福射固化并由Industrias Omar(Valencia,西班牙)以商品名 UVEFOND MR 7708销售。这一树脂是已知用于密封表面如轻木表面的可商购的UV可固化聚 酯树脂。这一组合物包含不饱和聚酯树脂、单体、无机填料和用于UV固化和干燥的光引发 剂。以制造商推荐的涂层重量(15-30g/m 2)通过乳辊应用来施涂涂层。粘度在20°C下为约 17泊,在30 °C下为约8泊,并且在40 °C下为约4泊。
[0086] 与实施例1相比,对比例2的树脂涂层重量和树脂粘度更低。
[0087] 将可固化树脂组合物涂覆至轻木片材的各主表面上。在涂覆约15秒后,通过UV 辐射进行固化。
[0088] 使对比例2的经不同涂覆的轻木接受与实施例1的经涂覆的轻木相同的树脂浸渍 程序。使该经不同涂覆的轻木芯材接受与实施例1的经涂覆的轻木芯材相同的树脂吸收测 试和剥离强度测试。在树脂吸收测试中,板材的总的吸收重量与板材的树脂吸收量相同,这 是由于对于未涂覆板材而言无涂层重量。
[0089] 实施例1与对比例2的结果之间的比较表明,与使用低粘度/低涂层重量的聚酯 树脂相比,施涂本发明所述的涂层同时显著降低了板材的总的吸收重量和板材的树脂吸 收。此外,与使用低粘度/低涂层重量的聚酯树脂相比,本发明所述的涂层提供了更高的剥 离强度。
[0090] 这些结果表明,与已知用于密封表面如轻木表面的已知的UV可固化聚酯树脂相 比,本发明所述的涂层提供了改善的树脂吸收降低以及改善的树脂剥离强度。
【主权项】
1. 一种制造用于复合材料夹心板的芯材的方法,所述方法包括以下步骤: (a) 提供具有相对着的主表面的轻木片材,所述轻木的导管和轴向薄壁细胞沿所述片 材的厚度方向在所述相对着的主表面之间延伸; (b) 将可固化树脂组合物的层涂覆在所述轻木片材的相对着的各主表面上;并且 (c) 通过辐射使所述可固化树脂组合物发生固化,从而限制未固化的树脂渗入所述轻 木导管中, 其中,施涂并固化所述树脂组合物,从而使固化后的树脂组合物的涂层不均匀地填充 或仅部分填充轻木中的至少部分导管的最末端,由此在所述相对着的主表面上至少在所述 至少部分导管附近提供所述固化后的树脂组合物的涂层的非平整外表面。2. 如权利要求1所述的方法,其中,除所述轻木中的导管的所述最末端处之外,所述固 化后的树脂组合物的涂层实质上是连续且平整的,在所述最末端处的表面包括在所述导管 上方的空穴或凹陷。3. 如权利要求1或2所述的方法,其中,当施涂至所述轻木表面时,在所述步骤(b)中 施涂的所述可固化树脂组合物的粘度为1-50泊、任选2-20泊、进一步任选2-8泊。4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,对于经涂覆的各轻木表面而言,在所述 步骤(b)中施涂的所述可固化树脂组合物的涂层重量为50-300g/m2、任选75-160g/m2、进一 步任选90_120g/m2。5. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述步骤(b)中施涂的所述可固化 树脂组合物形成的涂层的平均厚度为20-600微米、任选40-400微米。6. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述步骤(b)中施涂的所述可固化 树脂组合物包含至少一种可聚合单体和用于使所述至少一种可聚合单体发生聚合的固化 剂。7. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述步骤(b)中施涂的所述可固化 树脂组合物包含至少一种丙烯酸盐/
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