一种多孔环氧复合板及其制备方法

本发明属于减振降噪板，具体涉及一种多孔环氧复合板及其制备方法。

背景技术：

1、随着时代的进步，船舶制造技术的迅猛发展，人们对船舶安全性与舒适性的重视程度与日俱增。船舶振动噪声是影响船舶舒适性的主要因素，因此船舶振动噪声的控制设计在现代船舶设计制造中占有重要地位。但是由于舰船、潜艇和海洋工程结构上人员活动空间狭小，各类设备安放较为密集，其结构性能的好坏直接影响人员舒适度与设备功能性的实现。

2、船舶与海洋工程装备大型化、高速化、复杂化和工作状态极端化的发展也越来越重要，其也会面临轻量化、振动与降噪等问题，因此使材料具有轻量化、减振与降噪品质已逐渐成为衡量各类装备材料性能的重要指标。

3、夹芯复合板的芯层结构多为泡沫、橡胶、蜂窝等，其面板结构多为纯金属材料。由于中间芯层的特殊结构使得夹芯复合板在船舶制造技术方面得到了很好的应用。但是现有的夹芯复合板的减振降噪、抗冲击等力学性能较差，不能满足日益严峻的世界格局，因此需要提高夹芯复合板的力学性能及减振降噪性能。

4、多孔环氧树脂泡沫，是一种良好夹芯材料，具有重量轻、加工成型方便且具有良好的减振降噪性能，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。但是市面上的多孔环氧树脂泡沫在保证良好的减振降噪性能时，其抗弯曲、抗冲击的力学性能较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔环氧复合板及其制备方法和应用。本发明提供的多孔环氧复合板在保证良好的减振降噪性能的同时，具有良好的抗弯曲、抗冲击的力学性能。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种多孔环氧复合板，包括三维中空织物、多孔环氧树脂泡沫和环氧树脂；所述三维中空织物的上下面层为含玻璃纤维的编织体；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织形成中空结构；所述环氧树脂包裹在所述三维中空织物的上下面层表面和三维中空织物芯部的纤维束表面，与三维中空织物形成三维中空复合材料；所述多孔环氧树脂泡沫填充在所述三维中空复合材料的中空芯部；所述多孔环氧树脂泡沫中含有短切纤维。

4、优选的，所述多孔环氧复合板的密度为0.2～3g/cm3。

5、优选的，所述三维中空织物的高度为1～5cm；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织呈“8”字型结构。

6、优选的，所述含玻璃纤维的编织体包括玻璃纤维编织体、玻璃纤维与碳纤维编织体或玻璃纤维与芳纶纤维编织体。

7、优选的，所述短切纤维包括碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和石英纤维中的一种或几种；所述短切纤维的长度为0.1～1cm。

8、本发明提供了上述方案所述多孔环氧复合板的制备方法，包括以下步骤：

9、通过真空导流的方法，将第一固化剂与第一环氧树脂的混合料导流进入三维中空织物，进行固化，所述三维中空织物的上下面层表面及三维中空织物芯部纤维束表面被环氧树脂包裹，得到三维中空复合材料；

10、将混有发泡剂的第二环氧树脂、第二固化剂和短切纤维混合，得到混合物料；

11、将所述混合物料灌注到所述三维中空复合材料的中空芯部中，进行发泡，在所述三维中空复合材料的中空芯部形成多孔环氧树脂泡沫，得到所述多孔环氧复合板。

12、优选的，所述真空导流的真空度为0.1～0.2mpa。

13、优选的，所述第一固化剂与第一环氧树脂的混合料的总质量与三维中空织物的质量比为(3～4)：3。

14、优选的，所述固化的温度为100℃，时间为3h。

15、优选的，所述发泡的温度为100～160℃，保温时间为30～45min。

16、本发明提供了一种多孔环氧复合板，包括三维中空织物、多孔环氧树脂泡沫和环氧树脂；所述三维中空织物的上下面层为含玻璃纤维的编织体；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织形成中空结构；所述环氧树脂包裹在所述三维中空织物的上下面层表面和三维中空织物芯部的纤维束表面，与三维中空织物形成三维中空复合材料；所述多孔环氧树脂泡沫填充在所述三维中空复合材料的中空芯部；所述多孔环氧树脂泡沫中含有短切纤维。本发明通过在三维中空复合材料中填充多孔环氧树脂泡沫，所述三维中空复合材料由上下两层玻璃纤维织物面层及玻璃纤维束中空芯部组成，其中空芯部的玻璃纤维束对多孔环氧树脂泡沫起到“钢筋混凝土”作用，面层玻璃纤维织物面层能够提高多孔环氧泡沫的抗冲击、抗弯曲性能。

技术特征：

1.一种多孔环氧复合板，其特征在于，包括三维中空织物、多孔环氧树脂泡沫和环氧树脂；所述三维中空织物的上下面层为含玻璃纤维的编织体；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织形成中空结构；所述环氧树脂包裹在所述三维中空织物的上下面层表面和三维中空织物芯部的纤维束表面，与三维中空织物形成三维中空复合材料；所述多孔环氧树脂泡沫填充在所述三维中空复合材料的中空芯部；所述多孔环氧树脂泡沫中含有短切纤维。

2.根据权利要求1所述的多孔环氧复合板，其特征在于，所述多孔环氧复合板的密度为0.2～3g/cm3。

3.根据权利要求1所述的多孔环氧复合板，其特征在于，所述三维中空织物的高度为1～5cm；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织呈“8”字型结构。

4.根据权利要求1所述的多孔环氧复合板，其特征在于，所述含玻璃纤维的编织体包括玻璃纤维编织体、玻璃纤维与碳纤维编织体或玻璃纤维与芳纶纤维编织体。

5.根据权利要求1或3所述的多孔环氧复合板，其特征在于，所述短切纤维包括碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和石英纤维中的一种或几种；所述短切纤维的长度为0.1～1cm。

6.权利要求1～5任意一项所述多孔环氧复合板的制备方法，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空导流的真空度为0.1～0.2mpa。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述第一固化剂与第一环氧树脂的混合料的总质量与三维中空织物的质量比为(3～4)：3。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为100℃，时间为3h。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述发泡的温度为100～160℃，保温时间为30～45min。

技术总结
本发明提供了一种多孔环氧复合板及其制备方法，属于减振降噪板技术领域。本发明提供了一种多孔环氧复合板，包括三维中空织物、多孔环氧树脂泡沫和环氧树脂；所述三维中空织物的上下面层为含玻璃纤维的编织体；所述三维中空织物的芯部由玻璃纤维束编织形成中空结构；所述环氧树脂包裹在所述三维中空织物的上下面层表面和三维中空织物芯部的纤维束表面，与三维中空织物形成三维中空复合材料；所述多孔环氧树脂泡沫填充在所述三维中空复合材料的中空芯部；所述多孔环氧树脂泡沫中含有短切纤维。本发明提供的多孔环氧复合板在保证良好的减振降噪性能的同时，具有良好的抗弯曲、抗冲击的力学性能。

技术研发人员：潘蕾,赵召,张浩然,杨赟,于航,崔艳芳
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17