专利名称：具有改进的声学和震动阻尼性能的结构复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有声学和震动阻尼性能的复合材料。具体地，将包括粘弹性中间层 (interleaf)的复合材料用于如飞行器中已知的结构，如机身蒙皮、纵梁和框架。本发明还涉及制备所述复合材料的方法和包括所述复合材料的结构和飞行器。
背景技术：
纤维增强的聚合物基体复合物(PMC)是高性能的结构材料，其常用于需要耐受严苛的环境、高强度和/或需要低重量的应用中。该应用的实例包括飞行器部件(如尾部、翼部、机身、推进器)、船体和自行车架。PMC可包括与基体材料如聚合物树脂粘结的纤维层。 所述纤维增强所述基体，承受由所述复合物支撑的主要负载，而所述基体承受由所述复合物支撑的次要负载，并且可从断裂的纤维将负载转移至完好的纤维。以此方式，PMC可支撑比基体或纤维可单独支撑的更大负载。此外，通过将所述增强纤维裁制为特殊的几何形或取向，可有效地设计所述复合物以使重量和体积最小化。已开发出多种制造PMC的方法。其实例可包括湿法叠涂(Iayup)、预浸渍和液体灌注(infusion)。在湿法叠涂中，用基体材料将增强纤维浸湿、放入模具腔中，并且使其硬化或固化。该方法可以自动方式进行，如使用接收干纤维卷、将它们经过树脂浸浴、并且将浸湿纤维放入模具的喷枪(chopper gun)或机器。可选地，可使用刷子手动涂覆树脂。在预浸渍中，使用经预浸渗的织造物或预浸料制备复合物组分。以控制的方式用基体树脂浸渍增强纤维，并将其冷冻以抑制树脂的聚合。然后将经冷冻的预浸料运输并在冷冻条件下储存直至需要使用。当从预浸料制备复合部件时，将所述预浸料融化至室温，切成一定尺寸，并放入模具腔中。一旦放入，将预浸料真空袋封，并且受压固化以达到具有最少空隙的所需纤维体积分数。近几十年来，由于先进复合材料的高强度对重量比和硬度对重量比，先进复合材料的使用已受广泛接受。对比金属和金属基体复合物，先进复合材料显示出更高的硬度但较差的阻尼性能。由此需要在复合物结构体系中具有增强的阻尼性能而硬度和强度几乎不下降的先进复合材料。
发明内容
在一些实施方案中，固化或未固化的结构复合材料包括结构组分；树脂组分；和粘弹性中间层；其中所述结构组分是包含结构纤维的多层织物的形式；其中所述粘弹性中间层包括位于所述一对相邻的织物层之间的至少一层非织造材料薄层；其中使用所述树脂组分部分或完全浸渍所述粘弹性中间层和结构组分；并且在固化时所述中间层结合在所述结构复合材料中。在一些方面，所述树脂组分可以是热固性组分。在一些方面，所述结构纤维包含碳纤维。在一些方面，在固化过程之前，所述非织造的中间层埋嵌在所述树脂组合物中。在一些方面，所述非织造材料包含至少一种热塑性弹性体或其共混物、和/或至少一种热塑性聚合物或共聚物和/或其共混物。在另一些方面，所述非织造材料包含至少一种共聚物， 其选自苯乙烯热塑性弹性体、弹性聚烯烃及它们的混合物。此外，在另一些方面，所述非织造材料包含热塑性材料，其选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及它们的共混物。在一些实施方案中，所述粘弹性中间层可通过等离子体处理以达到在两侧上至少 35达因/cm的表面张力。在另一些方面，所述粘弹性中间层与所述多层织物共固化。在一些方面，所述非织造材料具有与所述树脂的受控界面，所产生的剥离强度值是未改性的复合物的剥离强度值的70%。在另一些方面，所述中间层设置在所述复合物的最大剪切的区域。在一些方面，所述粘弹性中间层位于各层织物之间。所述粘弹性中间层可在所述结构复合材料的中平面内和/或位于接近最大剪切水平的区域中。所述粘弹性中间层可包含有机或无机改性剂、填料或包含物、和/或有机和/或其它无机化合物，如流动调节添加剂、UV吸收剂、填料、金属颗粒、消光剂、颜料、抗氧化剂、阻燃剂、稀释剂、稳定剂、单体、预聚物、柔性改进剂、加工助剂和润滑剂、基于氟聚合物的加工助剂、矿物油和蜡、成核剂、纤维线、聚合物、玻璃、陶瓷和聚合物发泡体、金属颗粒、微填料和纳米填料、芯-壳颗粒、弹性微颗粒和纳米颗粒、磁纳米晶体和介电纳米晶体、碳纳米管、 碳纳米纤维、纳米石墨、纳米粘土、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、二氧化锆和二氧化钛纳米颗粒、贵金属和导电纳米颗粒、纳米纤维和纳米线或它们的组合物。在一些方面，所述粘弹性中间层不引起大于10%的所述复合物的玻璃化转变温度的下降和/或不引起大于10%的所述复合物在冲击后压缩强度的下降。在另一些方面，所述粘弹性中间层可引起至少10%的所述复合物破损面积的下降。在另一些方面，1小时的MEK浸渍不引起大于10%的所述非织造改性复合物的层间剪切强度的下降。在另一些方面，所述粘弹性中间层不引起大于10%的所述复合物开孔压缩强度的下降。在另一个实施方案中公开了包含粘弹性织物和树脂组分的固化和未固化的阻尼复合物结构材料，其中所述粘弹性织物可包含至少一层非织造薄层；其中所述非织造材料包含至少一种共聚物，其选自苯乙烯热塑性弹性体、弹性体、弹性聚烯烃及它们的共混物； 其中所述粘弹性织物由所述树脂组分部分或完全浸渍，其中所述树脂组分可以是热固性树脂。在一些方面，所述非织造材料包含或进一步包含热塑性材料，其选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、共聚物及它们的共混物。在一些方面，所述粘弹性非织造物包含有机或无机改性剂、填料或包含物。在一些方面，所述其它的有机和无机化合物选自流动调节添加剂、UV吸收剂、填料、金属颗粒、消光剂、颜料、抗氧化剂、阻燃剂、稀释剂、稳定剂、单体、预聚物、柔性改进剂、 加工助剂和润滑剂、基于氟聚合物的加工助剂、矿物油和蜡、成核剂、纤维线、聚合物、玻璃、 陶瓷和聚合物发泡体、金属颗粒、微填料和纳米填料、芯-壳颗粒、磁纳米晶体和介电纳米晶体、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米石墨、纳米粘土、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、二氧化锆和二氧化钛纳米颗粒、贵金属纳米颗粒、导电微颗粒和纳米颗粒、纳米纤维和纳米线或它们的组合。在一些方面，至少在所述粘弹性织物的一侧上涂布有结构粘合剂配制物。
在一些方面，所述粘弹性中间层通过等离子体处理以在两侧都达到至少35达因/ cm的表面张力。在另一个实施方案中提供了固化和未固化的复合物夹层架构，其包括至少第一表皮和第二表皮；至少结构芯部；树脂组分；和粘弹性中间层；其中所述表皮由包含结构纤维的多层织物和树脂组分构成，其中所述树脂组分可以是热固性树脂体系；其中所述粘弹性中间层可包含位于所述表皮中的一对相邻织物层之间的非织造材料的至少一层薄层；其中所述粘弹性中间层可包含在所述表皮和蜂窝状芯部之间的至少一层非织造层；其中使用树脂组分部分或完全浸渍所述粘弹性内层和结构组分；其中固化时所述内层结合于所述结构复合物的结构中；其中所述中间层位于外复合物表皮的最大剪切区域中；其中所述结构纤维包含碳纤维；其中在固化过程之前所述粘弹性中间层埋嵌在所述树脂组合物中；其中所述非织造材料包含至少一种热塑性弹性体或它们的共混物；其中所述非织造材料包含至少一种热塑性聚合物或共聚物和/或它们的共混物。其中所述非织造材料包含至少一种共聚物，其选自苯乙烯热塑性弹性体、弹性体、弹性聚烯烃及它们的共混物；其中所述非织造材料包含或进一步包含热塑性材料，其选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、共聚物及它们的共混物；其中所述粘弹性中间层通过等离子体处理以在其两侧达到至少35达因/cm的表面张力。在另一个实施方案中公开了通过具有振动和/或声学阻尼性能的结构应用的中间层支持的粘合剂材料。它包含树脂组分和粘弹性中间层；其中所述非织造材料包含至少一种共聚物，其选自苯乙烯热塑性弹性体、弹性聚烯烃及它们的共混物；其中所述非织造材料包含或进一步包含热塑性材料，其选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃、它们共聚物之一及它们的共混物；其中所述粘弹性中间层部分或完全地浸渍有所述树脂组分；其中所述树脂组分是热固性树脂；其中所述粘弹性中间层在至少一侧涂覆有结构粘合剂配制物；其中所述粘弹性中间层通过等离子体处理以在其两侧达到至少35达因/cm的表面张力。在另一个实施方案中，一种制备预浸料或结构复合材料的方法包括部分或完全地共固化所述粘弹性中间层；和包含所述树脂组分和铺层(lay-up)形式结构组分的预浸料， 其中所述铺层包括与所述粘弹性中间层结合的预浸料的堆叠片层，以形成所述预浸料或结构复合材料。所述方法还可包括将所述粘弹性中间层和预浸料堆叠片组合以形成铺层。在一些方面，所述方法可包括如通过浸渍、注射或灌注所述树脂组分将所述粘弹性中间层和所述结构组分与所述树脂组分组合。注射可包括使用袋子、芯轴和/或模具，并任选地使用槽以帮助流动。所述方法还可包括将所述铺层或组合物固化适于所述树脂组分胶凝和/或固化的一段时间。
图1是涉及熔喷方法的制备非织造物方法的一个实施方案的示意图。图2是用于测试未改性壁板和非织造改性壁板的损失因子的测试装置示意图。损失因子(η)通过将振幅率所得的共振峰对双通道FFT分析器的频谱进行计算，双通道FFT 分析器分析加速器的输出信号(加速率和相差)。使用小型加速器测试在振荡器中的驱动点加速和测试样品的响应。图3是在实施例4中所述的-20°C下非织造改性复合物的阻尼性能对频率的示意图。损失因子越高，耗散的能量越大。由此，模态分析显示出在宽范围温度，如-50°C至+20°C下，在约100-约5000Hz之间的频率范围中改进的阻尼性能，其包括所示的_20°C的性能。图4显示了使用短波束剪切测试的非织造的改性层压体的耐溶剂性，其显示出根据实施例4b，在甲乙酮(MEK)调节之前和之后的中间层改性的复合物的表观层间强度。在室温下1小时的调节条件下，表观层间剪切强度基本上不受甲乙酮(MEK)调节的影响。图5显示了相比于实施例4C中所述的未改性复合物，本发明的一个实施方案的非织造改性复合物的冲击后压缩强度几乎没有变化。图6显示了相比于实施例如中所述的未改性复合物，本发明的一个实施方案的非织造改性复合物在30J冲击后的破损区域减小。图7显示相比于实施例4d中所述的未改性复合物，本发明的一个实施方案的非织造改性复合物的总开孔压缩强度几乎没有变化。图8显示在对未改性的层压体和如实施例4所述的非织造、中间层改性的层压体的实施方案使用动态力学分析(DMA)下，所述非织造改性层压体在热性能上、即玻璃化转变温度(Tg)的效果。DMA分析确认所公开的非织造材料的插入物基本上没有影响如实施例 4e中所述的改性层压体的热性能如Tg。图9显示了使用产生实施例5的剥离强度数据的测试样品构造的实例。图10显示如实施例5所讨论的负载十字接头的位移图。图11显示了本发明的阻尼复合物的实施方案和通过实施例5所述的剥离测试产生的对比样品的剥离强度数据A)基准物(baseline) ；B)连续膜改性复合物；和C)本发明一个实施方案的阻尼复合材料。该图表示引发分层破裂所需能量的量，其通过初始破裂面校正。中间层的结构导致更高的剥离强度值。图12显示用于本发明阻尼复合物经过不同等离子处理的实施方案和通过实施例 6中所述的剥离测试产生的对比样品的剥离强度数据。若对比未改性的层压体，等离子体处理的非织造改性复合物达到20% -100%的增幅。图13显示相比于连续膜改性结构(B)，用于树脂灌注法的结合的非织造结构(A) 的效率。在所公开的非织造物实施方案的情况中得到极佳的树脂渗透，同时对于连续膜壁板，宽干燥区域清楚可见。图14是本发明中所公开的一种夹层结构的局部透视图。
具体实施例方式最近对航空工业中先进材料使用的增长已导致对商用和军用飞行器和航天飞船的重要和次要结构的声学和阻尼阻尼的新兴趣。复合材料固有地比金属更轻且更硬，由此更敏感且经受不希望的振动和噪声水平。已开发了主动和被动阻尼技术和装置以改进在复合结构中动力载荷降低、振动和噪声降低的区域中的性能。标准解决方法包括由粘弹性材料(VEM)形成的被动阻尼层的限制性结构，所述粘弹性材料粘附在出口表面上并且通过复合物/金属外层硬化。这些限制性结构经由基础结构表面处所施加材料内的本体张力/压缩和局部剪切变形的组合，通过移动基础结构的负载相以减少振动和噪声。使用VEM的一个缺点在于加入基础结构的较大重量，其导致飞行器和航天飞船系统较差的重量效率和额外的组装和劳动成本。汽车工业已广泛地使用多层附加的(相对于集成的)声学阻尼装置以减少噪声， 改进汽车的乘用舒适性。已将不同组成和包含不同添加剂的粘弹性连续膜、泡沫和非织造织物用于这些应用中。已公开了减噪材料，其包括由多层构成的减噪层压体，其中所述减噪层压体包含由有机纤维非织造织物层构成的并且叠加在其至少一个主表面上的声学材料、 外皮材料，并且其中空气层设置在减噪层压体和汽车平面体部分之间(W02007/(^6411A1)。 在该情况中，由于不均勻的结构，同时几乎没有消耗剪切波，纵向声波通过一系列反射-透射机理减弱。已提出用于大型家用电器、房屋墙壁、飞机(在双层壁的机舱中或机舱与引擎之间)和船的具有充分的结构集成而不使用第二层的有机纤维和热活化短纤维 (EP0833973B1和W097/00989)。已提出用于机器外壳和运动器械的对于机械振动具有不同阻尼响应的丝组合(EP0310203)。在美国专利申请2007/0071957中讨论了用于声学和力学阻尼的复合材料，其包括埋嵌在结构基体材料中的多层纤维材料，并包括位于它们之间的粘弹性多孔材料膜。在该情况中，通过在埋嵌于结构基体中的相邻的纤维材料层之间的孔，所述结构基体是连续性的。因此，膜的至少部分连续的性质具有对树脂流动作为阻挡层的作用，其不适于灌注方法。相比之下，在此所述的实施方案包括由非连续性的非织造材料组成的中间层，其不作为对树脂流体的阻隔层。在一个方面，所述非织造材料由能够使树脂通过所述中间层流动的无规纤维制得。所得复合材料由此显示出比具有由连续或部分连续膜制得的中间层的材料更大的强度。美国专利申请2008/0277057 Al (The Boeing Company)涉及包括中间层的阻尼复合层压体，所述中间层可包括含有增强介质的粘弹性材料，其中所述增强介质可以是埋嵌在所述粘弹性材料中的纤维，所述纤维本身可由第二粘弹性材料构成。埋嵌纤维的粘弹性材料具有比所述粘弹性纤维更低的玻璃化转变温度Tg，使得所述纤维能够作为增强介质。 相比之下，在本发明所述的实施方案中，所述树脂具有比中间层的粘弹性材料更高的Tg。因此，增强介质在本发明的实施方案中不是需要或必须的。此外，与本发明所述的实施方案不同的是，埋嵌有增强纤维的粘弹性材料与上述美国专利申请2007/0071957相关的粘弹性膜相似。专利申请WO 2008/147754 Al (The Boeing Company)讨论了由基体材料和多个形状记忆合金线纤维构成的阻尼复合结构，所述纤维包括在材料基体中用于结构阻尼。所述基体材料可包括树脂层，该树脂层包括埋嵌了线纤维簇的粘弹性材料中间层。所述线纤维不利地增加了材料重量。此外，所述材料难以制造。相比之下，本发明的实施方案不需要线纤维以达到阻尼。专利申请US 2008/0152854 (3M Innovative Properties Company)涉及阻尼带， 其包括1)背衬，其包括具有前主表面和后主表面的热塑性膜和弹性纤维片，所述弹性纤维片在沿所述背衬的前表面上的粘结位置具有与所述膜粘结的锚固部分和从粘结位置之间从背衬的前表面突起的弓形部分，和2、粘合剂层，其覆盖所述背衬的后表面的大部分。 该阻尼带没有与所述结构的剩余部分结合，与本发明的实施方案不同。开发了具有声学/阻尼性能的夹层结构用于多种飞行器组件，如引擎舱、舱地板和机翼-机身接合整流罩。
在专利申请US 2002/0078569 Al (Airbus France)中讨论了夹层声学壁板，其包括形成所述壁板的波接收器前表面的阻隔层、至少通过由多孔层和背反射器分隔的两个蜂窝芯部形成的分隔结构。在该情况中，使用一系列在其各面上的管状导引物将所述多孔层与所述分隔芯部的一些腔室配合。在专利US 7434659 B2 (Hexcel Corporation)中，公开了包括蜂窝芯部的声学结构，所述蜂窝芯部包括阻隔帽位于期中的腔室。所述帽具有沿反向穿过所述腔室延伸的共振部分和通过粘合剂锚固在蜂窝腔室中的锚固部分。专利申请US 2007/0102239 (The Boeing Company)涉及集成阻尼复合飞行器地板，其包括由浸渍有上环氧树脂的上表面板密封的蜂窝芯元件和灌注有高度阻尼的下环氧树脂的下阻尼表面板。专利申请US 2009/0184200 (The Boeing Company)涉及包括蜂窝芯部的结构，其包括阻尼泡沫和颗粒，其夹于复合层压体之间。常规的材料解决方法不能满足现今所有的复合材料需求。所述需求的实例可包括重量、材料柔性、可模塑性、悬垂性、可操作性、可加工性和用于复合制造的适应性(包括灌注和自动纤维铺放过程)。由于所使用材料(主要是硫化橡胶)的固有性能，对于节约重量和它们可采用的形状，这些解决方法受到限制。这些材料必须手工涂覆在结构上，导致格外的工作劳动、时间和维护成本。此外，一些材料可引起一种或多种力学性能的显著下降(大于 20% )。在本发明的一个实施方案中，一项材料解决方案可易于以任意所需的形状和特征 (如纤维直径、面积/重量比、厚度、空气可渗透性和弹性性能)进行制备，并易于结合入需阻尼的结构中。这样的解决方案适于现今的复合物制备方法，包括灌注和自动纤维铺放。在单片或夹层的机身蒙皮和机身框架的制造过程中可采用所述的阻尼材料而不需额外的生产步骤，并且，如有需要可将其仅用于最终组分的关键部件以减轻重量和成本。具有改进的声学阻尼性能的整体性结构材料可包括在最大剪切区域中具有粘弹性材料的复合层压体。表面处理、位置和剪切机理使消耗为热的声波/振动最大化。所述粘弹性材料的组成及其位置都可以对所述复合物的声学和力学性能起作用。在一个实施方案中，在所述粘弹性中间层和树脂之间的控制界面产生极佳的性能。本发明所述的控制界面具有本领域技术人员所知晓的常规定义，并且是指具有以下特征的集成结构1)剥离强度值在未改性复合物的剥离强度值的70%中；和2)尽管与所述树脂基体相互作用，但是非织造物保持一定水平的声学阻尼性能的集成。所述非织造物保持特定的互连性，并且不导致分隔的块状物。本发明中所使用的术语“大约”、“约”和“基本上”表示接近所述量的量，其仍然起着所希望的作用或达到所希望的结构。例如，术语“大约”、“约”和“基本上”可表示小于 10%的范围中、小于5%的范围中、小于的范围中、小于0. 的范围中和小于0.01的范围中的所述值。本发明所使用的术语“部分”或“至少部分”表示总量中的一定部分，其包括总量中的一部分，可包括总量。例如，术语“部分”可表示大于总量的0.01%、大于总量的0. 1%, 大于总量的1%、大于总量的10%、大于总量的20%、大于总量的30%、大于总量的40%、大于总量的50%、大于总量的60%、大于总量的70%、大于总量的80%、大于总量的90%、大于总量的95%、大于总量的99和总量的100%。本发明中所使用的术语“集成的”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其是指在结构中包括共同作用的元件组合的阻尼结构，并且其中任何元件是主结构紧密联系的部件，并且是不易分离的，并且在一个方面其不可以任何方式分离。在一些实施方案中， 集成阻尼结构与非织造的阻尼材料共固化的复合物。在另一些实施方案中，所述树脂组分部分或基本上完全渗透入所述织造材料中。由此，遍及复合结构，所述结构树脂组合物是连续或部分连续的。加热时，可得到所述中间层部分扩散和混合入所述树脂基体上，由此进一步改进最终复合物的强度，并形成集成结构。本发明所使用的术语“共固化”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其包括在单一步骤中固化的材料。例如，具有部分或完全用树脂浸渍的中间层的预浸料可在一个步骤中共固化或固化。在一些实施方案中，将具有非织造材料的中间层与在所述复合材料中其它组分共固化而产生集成结构。所述非织造材料可用于不同的制备方法。所述非织造材料还可用于制备预浸料。在一个实施方案中，所述非织造的粘弹性材料和纤维或预形成物可与树脂同步灌注或在相同的灌注过程中灌注而得到集成结构。在该实施方案中，所述粘弹性层不是连续膜或部分连续膜，其埋嵌在结构中起到流体阻隔的作用。本发明中所使用的术语“结构组分”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其包括具有结构纤维的材料，并且其是多层织物如织造的碳纤维织物的形式。本发明中所用的术语“结构纤维”包括增强最终复合物强度的纤维，如玻璃纤维或碳纤维，并且其由此具有大于50Gpa的弹性模量。本发明中所使用的术语“树脂组分”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其包括适用于制造机身蒙皮、纵梁和框架的结构树脂组合物。本发明中所使用的术语“基体”、“树脂”和“基体树脂”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其可包括一种或多种包括热固性和/或热塑性材料的化合物。其实例可包括但不限于环氧化物、环氧固化剂、酚醛树脂、酚、氰酸酯、酰亚胺(如聚酰亚胺、双马来酰亚胺(BMI)、聚醚酰亚胺)、聚酯、苯并噁嗪、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚醚酮(如聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)等)及它们的组合、以及它们的前体。有利地是，集成阻尼结构的使用产生显著的阻尼元件的减重，并且降低维护成本、 部件数量和劳动成本。此外，通过使用于飞行器机身的二次阻尼处理，如超大的玻璃棉毡、 修建和其它的安装装置可产生重量和成本的进一步减少。本发明中所使用的术语“阻尼”或“阻尼的”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其含义包括耗散振动结构的机械能量。能量耗散可包括将机械能转化为热能，其随后散失在结构环境中。在一个实施方案中，阻尼是被动型材料的阻尼或粘弹性阻尼。在一个实施方案中，所述复合层压体在宽范围的频率和温度下显示出高阻尼性能，如高损失因子n。合适的频率包括约200-5000Ηζ。合适的温度包括约-50°C至+20°C，如-40°C至 +10°C、-30°C至+20°C、-20°C至 +10°C、-10°C至 +20°C或 0°C至 +10°C。本发明中所使用的术语“预浸料”具有本领域技术人员所知晓的如上所述的常规含义。预浸料包括已使用它们的体积中至少一部分的基体材料浸渍的纤维片或层。所述基体可以部分固化的状态存在。在一个实施方案中，所述预浸料具有基于所述预浸料的总体积，约0. 50-0. 60体积％之间的纤维体积含量。本发明中所使用的术语“固化”或“固化的”具有本领域技术人员所知晓的常规含义，并且其含义可包括聚合和/或交联过程。可通过包括但不限于加热、紫外光曝光和辐射曝光的方法进行固化。在一些实施方案中，固化可在所述基体中进行。在固化前，所述基体还可包含一种或多种在约室温下是液体、半固体、结晶固体及它们的组合的化合物。在另一些实施方案中，在所述预浸料中的所述基体可部分固化以显示出经选择的粘性。本发明中所使用的术语“复合物”具有本领域技术人员所知晓的如上所述的常规含义。复合物可包括多种预浸料。通过施用加热、真空和外部施压中的至少一种可将预浸料固定为复合物。所得复合物可用于(但不限于)航空应用中。本发明所述的复合物的实施方案具有表观层间剪切强度，其基本上不受溶剂甲乙酮(MEK)调节的影响。在一些实施方案中，在MEK调节如90%、91%、92%、93%、94%、95%、 96%、97%、98%、99%或100%后的该剪切强度保留90%。例如，在一个实施方案中，在MEK 调节如 90%,91%,92%,93%,94%,95%,96%,97%,98%,99%^； 100%之前的复合物的层间剪切强度是约84. 59，并且在甲乙酮处理后为约83. 34。本发明中所使用的术语“剪切强度”具有本领域技术人员所知晓的常规含义。可以各种方式在剪切下测试样品。在一个实施方案中，表观层间剪切强度在第一次失败时测试样品厚度的一半处进行的最大剪切力，并且其可通过挠曲进行测试，如3点弯曲。在3点弯曲中的剪切强度可由下式给出
权利要求
1.固化或未固化的结构复合材料，其包括结构组分；树脂组分；和粘弹性中间层；其中所述结构组分是包含结构纤维的多层织物的形式；其中所述粘弹性中间层包括位于一对相邻的所述织物层之间的至少一层非织造材料薄层；其中使用所述树脂组分部分或完全浸渍所述粘弹性中间层和结构组分；并且在固化时所述中间层集成在所述结构复合材料中。
2.权利要求1的结构复合材料，其中所述树脂组分是热固性组合物。
3.权利要求1的结构复合材料，其中所述结构纤维包括碳纤维。
4.权利要求1的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层在固化过程之前埋嵌在所述树脂组分中。
5.权利要求1的结构复合材料，其中所述非织造材料包括至少一种热塑性弹性体或它们的共混物。
6.权利要求1的结构复合材料，其中所述非织造材料包含至少一种共聚物，所述共聚物选自苯乙烯热塑性弹性体、弹性聚烯烃及它们的共混物。
7.权利要求1-7中任一项的结构复合材料，其中所述非织造材料包括热塑性材料，所述热塑性材料选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃及它们的共聚物或共混物之一。
8.权利要求1-7中任一项的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层通过等离子体处理，以达到在两侧上至少35达因/cm的表面张力。
9.权利要求1-8中任一项的结构复合材料，其中所述织造材料具有受控的与所述树脂的界面，所产生的剥离强度值在未改性的复合物的剥离强度值的70%内。
10.权利要求1-9中任一项的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层还包括有机和无机化合物。
11.权利要求1-10中任一项的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层不引起大于10% 的复合物玻璃化转变温度的下降。
12.权利要求1-11中任一项的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层不引起大于10% 的所述复合物在冲击后压缩强度的下降。
13.固化和未固化的复合夹层结构材料，其包括第一表皮和第二表皮；在第一表皮和第二表皮之间的结构芯部；和粘弹性中间层。
14.权利要求13所述的复合夹层结构材料，其中所述芯部是蜂窝状结构。
15.权利要求13所述的复合夹层结构材料，其中所述第一表皮和第二表皮包括多层织物层，所述织物层包括结构纤维和树脂组分。
16.权利要求13所述的复合夹层结构材料，其中所述粘弹性中间层包括至少一层非织造材料薄层，所述非织造材料薄层位于所述表皮中的一对相邻织物层之间。
17.权利要求13所述的复合夹层结构材料，其中所述粘弹性中间层包括至少一层非织造材料表皮和芯部。
18.固化或未固化的结构复合材料，其包括树脂组分；和粘弹性中间层。
19.权利要求18的结构复合材料，其中所述树脂组分是结构粘合剂配制物。
20.权利要求18的结构复合材料，其中所述粘弹性中间层至少在一侧上涂覆有结构粘合剂配制物。
全文摘要
包含具有粘弹性中间层的非织造层的复合材料，其中可放置中间层。
文档编号B32B5/28GK102271905SQ201080004101
公开日2011年12月7日 申请日期2010年1月5日 优先权日2009年1月6日
发明者C·L·雷斯图恰, C·洛法罗 申请人:塞特克技术公司