Склеивание композитных материалов - RU2015125309A
Код документа: RU2015125309A
Формула
1. Способ склеивания композита, который включает:
a) формование по меньшей мере двух способных к отверждению выкладок препрега, где каждая выкладка препрега содержит множество слоев препрега, находящихся в многоярусном размещении, и каждый слой препрега содержит слой армирующих волокон, пропитанных способной к отверждению термореактивной смоляной матрицы;
b) частичное отверждение по меньшей мере одной из выкладок препрега до степени отверждения по меньшей мере 10%, но менее чем 75%
c) нанесение способного к отверждению клея на по меньшей мере одну из выкладок препрега;
d) соединение выкладок препрега друг с другом при помощи способного к отверждению клея, находящегося между основами; и
e) полное соотверждение соединенных выкладок препрега путем нагрева и приложения давления для формования склеенной композитной структуры, при котором соотверждение (е) производят в автоклаве или во внеавтоклавном процессе,
упомянутый автоклавный процесс включает: сборку соединенных выкладок препрега на пресс-форме; накрытие соединенных выкладок препрега вакуумным мешком; помещение накрытых выкладок препрега вместе с пресс-формой в автоклав; создание вакуума в вакуумном мешке и наложение автоклавного давления таким образом, чтобы компактировать выкладки препрега; и
упомянутый внеавтоклавный процесс включает: накрытие соединенных выкладок препрега вакуумным мешком; создание вакуума с давлением, достаточным только для консолидации выкладок препрега; затем последующий нагрев выкладок препрега без использования автоклава,
посредством которого после соотверждения клей становится химически связанным со смолой основ композитной матрицы и содержит механически продиффундировавшую в него часть этой смолы, что приводит к образованию химически связанной границы раздела между клеем и каждой из выкладок препрега.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень отверждения на стадии (b) находится в диапазоне 25-70% полного отверждения.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень отверждения на стадии (b) находится в диапазоне 25-50% полного отверждения.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень отверждения на стадии (b) находится в диапазоне от 40-60%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадии (a)-(d) осуществляют без какой-либо промежуточной обработки поверхности для физического изменения поверхностей способных к отверждению композитных основ.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что промежуточная обработка поверхности включает применение внешнего слоя и типы обработки, которые физически огрубляют или текстурируют поверхность.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полностью отвержденная склеенная композитная структура проявляет прочность клеевого соединения более чем 4000 фунтов на кв. дюйм (27,6 МПа) при около 75°F (или 24°C), и более чем 3000 фунтов на кв. дюйм (20,7 МПа) при 250°F (или 121°C), как показали измерения при испытаниях на сдвиг соединения внахлестку с использованием ASTM D1002.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полностью отвержденная склеенная композитная структура обеспечивает когезионное разрушение и проявляет сопротивление на излом типа I приблизительно 650 Дж/м2 или более, что было определено тестированием G1c в соответствии с ASTM D5528.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что одну из выкладок препрега не отверждают перед соединением (d) и упомянутую неотвержденную выкладку препрега соединяют с частично отвержденной выкладкой препрега.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термореактивная смоляная матрица содержит одну или более эпоксидных смол и отверждающий агент.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что способный к отверждению клей содержит одну или более эпоксидных смол и отверждающий агент.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что каждую выкладку препрега формуют на неплоской трехмерной формующей поверхности и по меньшей мере часть выкладки препрега соответствует формующей поверхности.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что формующая поверхность имеет антиадгезионное покрытие, и тем, что соединение выкладок препрега производят без какой-либо промежуточной стадии удаления остатков антиадгезионного покрытия с выкладок препрега и склеивание может происходить в присутствии загрязнителя на соединенных поверхностях выкладок препрега.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что выкладки препрега соединяют друг с другом теми сторонами, которые были в контакте с формующей поверхностью.
