[发明专利]一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法。所述热自膨胀功能的泡沫体的里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂。其中热自膨胀树脂与硬质泡沫一体成型，界面的气泡更少，结合力更强，有利于均匀的提升制品强度。同时一体成型的泡沫结构，具有适合于异型制品成型的效果。所述热自膨胀功能的泡沫体用于制备夹芯复合材料结构件，具有强度高、质量轻、层间粘结好、不易脱层分裂、耐冲击等优异性能，可以应用于复杂结构的夹芯结构复材件领域。

技术领域

本发明涉及纤维复材成型领域，尤其涉及一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法。

背景技术

硬质泡沫材料具有密度小、吸能缓冲能力强、吸声性能好等优点，常被用于三明治夹芯结构的设计，使得夹芯结构材料具有不同于传统结构材料的优异性能，如轻重量、高刚性和高强度等。在航空航天、汽车制造、体育休闲等方面具有广阔的应用前景。现有技术中最典型的三明治夹芯结构复合材料通常由面板(碳纤维或玻璃纤维增强材料)、芯材(硬质泡沫)、胶合层组成，常用的制备方法是在硬质泡沫外涂覆胶合层，然后包裹碳布/玻布预浸料，进一步成型制品。

现有技术方案存在的问题：

1、为了使成型制品的碳纤维或玻璃纤维增强材料面层和硬质泡沫芯材之间相互配合，粘结牢固，不脱层，必须使用胶合层，增加工序和成本。

2、因为一些硬质泡沫的耐温性差，不能承受常用的碳纤维或玻璃纤维增强材料成型温度140-180℃，即高温收缩，导致成型过程中制品表观不良，报废率增加。

3、胶合层和硬质泡沫均无向外的膨胀压力，同样使得模压成型制品存在缺胶等表观缺陷，增加了后段修补工序。

4、专利CN107901449A“一种轻质高强的高能胶-硬质泡沫的复材结构的制备方法”公开了一种轻质高强的高能胶-硬质泡沫的复材结构，结构为：内层硬质泡沫，中间包裹高能胶，外层为纤维预浸布。虽然可以解决上述两个方面的问题，但存在高能胶本身粘性不够，与硬质泡沫初粘性差，尤其针对复杂制件时，高能胶与硬质泡沫的层间贴合操作难以保证完全无气泡，造成不好操作的问题。同时本发明在使用上更加方便，减少了裁剪和在硬质泡沫芯材外包裹高能胶的工序。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬质泡沫复合材料的中间结构。

为实现上述目的，本发明提供一种热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂，所述热自膨胀树脂的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。

进一步，所述硬质泡沫的密度30-300kg/m³。

进一步，所述硬质泡沫为PU、PVC、PET、PMI、PEI、PP、EVA、EPS。

进一步，所述热自膨胀树脂的组成为，30-70重量份热固性树脂，0-20重量份增韧剂，1-20重量份发泡剂，0-20重量份稀释剂；0-30重量份阻燃剂依次加入搅拌桶中，搅拌均匀制备得到；所述热自膨胀树脂层的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。

进一步，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂；

任选的，增韧剂为橡胶类增韧剂或热塑性树脂；优选的，所述橡胶类增韧剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶；所述热塑性树脂为聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺或聚苯醚；

任选的，发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂，优选的，化学发泡剂为偶氮二异丁氰或偶氮二甲酰胺，物理发泡剂为可膨胀微球；

任选的，稀释剂为活性稀释剂或有机溶剂；优选的，活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C12-14脂肪缩水甘油醚，有机溶剂为酯类、酮类；