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用作蜂窩狀小室的填料的環(huán)氧樹脂基組合物的制作方法_4

文檔序號(hào):9583189閱讀:來源:國知局
部中例如內(nèi)壁中或底板中使用的蜂窩結(jié)構(gòu)。典型的實(shí)施例能夠 承受在客機(jī)的加壓或未加壓區(qū)的接合部處使用時(shí)遇到的力。
[010引蜂窩狀結(jié)構(gòu)可為包含內(nèi)部蜂窩狀忍的夾屯、復(fù)合材料的一部分。在圖1中示出了典 型蜂窩狀?yuàn)A屯、復(fù)合材料的實(shí)施例。在圖la中示出了蜂窩狀?yuàn)A屯、復(fù)合材料1的透視圖。蜂 窩狀忍4置于兩塊面板之間,外層:頂層2和底層3。層可W是片材或涂層。片材可層合或 粘結(jié)至蜂窩狀結(jié)構(gòu)或其填料,或者可與小室填料共同固化。蜂窩狀結(jié)構(gòu)在圖2中更詳細(xì)地 示出。蜂窩狀結(jié)構(gòu)4具有包含小室6的蜂窩狀框架5。小室可為矩形或六邊形并且在圖2 中小室具有六邊形形狀。蜂窩狀結(jié)構(gòu)中的小室在至少一個(gè)維度上或在全部=個(gè)維度(小室 的最大長度、最大寬度和最大高度)上可通常在0. 4畑1最多至15畑1的范圍內(nèi)。小室的維度 在圖2中被指示為長度化)、寬度(W)和高度(H)。小室可為矩形或六邊形或者可具有任何 其他形狀。圍繞小室的蜂窩狀框架通常由金屬制成,例如但不限于鋼和侶。蜂窩狀框架也 可不是金屬且包含纖維或纖維復(fù)合材料,如玻璃纖維復(fù)合材料或碳纖維復(fù)合材料。
[0109]在一些實(shí)施例中,蜂窩結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)外表面至少部分地被包含復(fù)合材料的層覆 蓋,所述復(fù)合材料包含嵌入樹脂中的纖維,例如預(yù)浸料巧(預(yù)浸纖維材料)。樹脂可為如上 所述的環(huán)氧樹脂或如下所述并包括其共混物或組合的酪醒樹脂。層可為例如涂層或片材的 形式。片材可機(jī)械地層合或者粘結(jié)或固定至蜂窩狀結(jié)構(gòu),或者與小室填料共同固化。本文 所指的酪醒樹脂為聚合物材料,其基于一種或多種酪W及一種或多種醒的反應(yīng)產(chǎn)物,所述 醒通常為甲醒。在后一種情況下,酪醒樹脂也稱為酪-甲醒樹脂。酪醒樹脂還包括環(huán)氧酪 醒清漆樹脂。環(huán)氧酪醒清漆包含環(huán)氧基團(tuán)引入試劑,諸如例如表氯醇與一元、二元或多元酪 和醒諸如例如甲醒的縮合產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物。酪可為烷基取代的(例如,甲酪)或未取代的。 典型的環(huán)氧酪醒清漆為含有縮水甘油酸基團(tuán)并進(jìn)一步包含衍生自雙酪F、雙酪A或者另一 種酪或多酪與醒的縮合的重復(fù)單元的聚合物。
[0110] 復(fù)合材料的纖維包括例如無機(jī)纖維和有機(jī)纖維。無機(jī)纖維包括玻璃纖維、陶瓷纖 維和碳纖維。有機(jī)纖維包括聚酷胺纖維,例如芳族聚酷胺,如芳族聚酷胺纖維。商用的酪 醒預(yù)浸料巧包括例如可得自美國康涅狄格州斯坦福德的赫氏公司化excelCo巧oration, Stamford, (CT,USA))的HexPly]令日HexP]r200。
[0111] 通過下文所述的例子進(jìn)一步說明本公開,并且并非旨在將本公開限于任何具體例 子和實(shí)施例。不過,將先描述一些用于表征前體和經(jīng)固化的環(huán)氧基組合物的測試方法。除 非另外指出,否則百分比為分別相對于前體質(zhì)量或經(jīng)固化的環(huán)氧基組合物質(zhì)量的重量百分 比。在上文和下文中,前體或經(jīng)固化的組合物的所有組分的質(zhì)量百分比各自在每個(gè)情況中 總計(jì)為100重量%。
[0112] 並 。"引擠m巧率
[0114]低密度環(huán)氧基組合物的前體的可加工性是在室溫下(23°C)通過使用W下程序?qū)?其擠出通過標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備來進(jìn)行評估的。氣動(dòng)施涂槍(可得自英國東基爾布賴德的SEMC0公 司(SEMC0,巧astKi化ride,U.K))配有150ml-次性濾筒和具有6. 35mm的孔的噴嘴。一 次性濾筒填充有前體并且通過施加5己的空氣壓力擠出低密度環(huán)氧組合物。擠出速率通過 測量在60秒內(nèi)擠出的量來測定。
[0115]測量是在制備所述前體之后立即進(jìn)行(初始擠出速率)。通常對每個(gè)前體評估3 次,并將結(jié)果取平均值。
[0116] 另外的測量是在前體在23 (±2)°C的溫度和50%的相對濕度下保持3天(或5天, 分別)之后完成。 ?!璢床縮強(qiáng)麼
[0118]將200g前體誘注至經(jīng)防粘涂布的模具中,所述模具尺寸為 12. 5mm(高)X12. 5mm(寬)X25mm(長),并從一個(gè)主側(cè)面敞開。將所述模具置于鼓風(fēng)烘箱 中,并進(jìn)行包括兩個(gè)固化循環(huán)的固化程序。對于第一固化循環(huán),使用3Γ/min的加熱速率將 烘箱溫度從20°C升高至125°C。使溫度保持在125°C下1小時(shí),接著在45分鐘的時(shí)間內(nèi)將 溫度冷卻至20°C。
[0119] 通過使用具有加熱能力的Zwick型Z030拉伸試驗(yàn)機(jī)(ZwickGmbH&CO.(德國 叫m)),W0. 5mm/min的速率沿測試試樣的25mm軸壓縮所有測試試樣。
[0120] 壓縮強(qiáng)度在23°C(室溫)和80°C下測得。在80°C下測試前,試樣在加熱設(shè)備中被 預(yù)調(diào)理至少30分鐘。
[0121] 測量所制備的每個(gè)環(huán)氧組合物的Ξ個(gè)樣品,并將結(jié)果取平均值。 陽12引化學(xué)煙密麼
[0123] 通過將組合物注入經(jīng)侶防粘處理的模具中,并在鼓風(fēng)烘箱中使用與之前對壓縮強(qiáng) 度測試所述相同的從23°C至125°C的固化循環(huán)固化所述組合物,從而制得厚度為3-5mm的 片材。然后從該大片材上切割出尺寸為3mmX75mmX75mm的樣品。用砂紙研磨一側(cè)表面W 確保所暴露的樹脂代表全部組合物。
[0124] 用NBS煙密度室(NBS=國家標(biāo)準(zhǔn)局)測量煙密度。該測試方法詳細(xì)描述 于JAR/FARPart25,aiiKlt. 25-66,A卵endixF,PartVQAR/FAR=JointAviation Requirements/FederalAviationRegulations) (JAR/FAR部分 25,修正案 25-66,附錄 F,部分V(JAR/FAR為聯(lián)合航空要求/聯(lián)邦航空法規(guī)));還可參見AirbusDirectiveABD 0031,"FireworthinessRequirements,PressurisedSectionofFuselage",IssueD, Sept. 2002,section5. 4 "smoke-density"(AirbusDirectiveABD0031,"防火性要求, 機(jī)身的加壓部分",頒發(fā)日期,2002年9月,第5. 4部分"煙密度")。將環(huán)氧基組合物的樣品 置于具有特定尺寸的氣體火焰上。通過垂直光束穿過烘箱中的空氣間隙的透光率測量在室 中產(chǎn)生的煙。
[0125] 通常測試每個(gè)環(huán)氧基組合物的Ξ個(gè)樣品,并將結(jié)果取平均值。 陽12引垂育燃燒測試
[0127]根據(jù)AirbusDirectiveABD0031,IssueSeptember2002 進(jìn)行垂直燃燒測 試。從在侶模具中固化的環(huán)氧組合物的3mmX400mmX400mm面板上切割Ξ個(gè)尺寸為 3mmX75mmX300mm的試樣。在SEMC0濾筒的模具中擠出所述環(huán)氧組合物。將模具在鼓風(fēng)烘 箱中在125°C下固化60分鐘,加熱速率為Sr/min。然后在燃燒室中測試試樣進(jìn)行12秒 和60秒的垂直燃燒測試。燃燒長度Wmm記錄。測試每個(gè)環(huán)氧基組合物的Ξ個(gè)樣品,并將 結(jié)果取平均值。
[012引放熱忡
[0129]將lOOg前體組合物填充至直徑為100mm、高度為35mm的不誘鋼圓底杯中。將電熱 電偶置于前體的中屯、中。然后通過將前體置于鼓風(fēng)烘箱中并運(yùn)行固化循環(huán)來固化前體,所 述固化循環(huán)中使用2°C/min的加熱速率將烘箱溫度從23°C升高至175°C。然后將溫度保持 在175Γ下1小時(shí)。通過用由前體組合物中的熱電偶所記錄的最大熱量減去烘箱熱量(即 由熱電偶記錄的最大溫度減去175°C)來計(jì)算放熱峰。 。130] 動(dòng)杰化械熱分析(DMTA)
[0131]對于DMTA測試,使用得自美國新澤西州08854皮斯卡特維的化eometric科技公 司(MieometricScientificInc.,(Piscataway,NJ08854,USA))的DMTAV流變儀。對 于試樣的制備,在2個(gè)有機(jī)娃隔離襯墊之間涂布所述前體至約0. 3mm的厚度,并使用加熱速 率為2-5°C/分鐘的從23°C至175°C的固化循環(huán)在鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行固化。然后將溫度保持 在175°C下1小時(shí),W完全固化環(huán)氧基組合物。在45分鐘的時(shí)間內(nèi)將經(jīng)固化的環(huán)氧基組合 物冷卻至23°C。切割出尺寸為5mmX10mm的試樣,進(jìn)行DMTA測試W評估玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 燈g)??墒褂肳下DMTA設(shè)置:
[0132]使用模式: 拉伸模式(靜態(tài)力跟蹤動(dòng)態(tài)力)
[0133] 驅(qū)動(dòng)組件的取向: 水平
[0134] 測量的溫度范圍: -50°C /+300°C
[0135] 加熱速率為: 2°C/分鐘
[0136] 測量頻率為: IHz
[0137]應(yīng)變?yōu)椋?0.05%
[013引密麼
[0139] 將相應(yīng)的前體誘注至模具中,并使用在"壓縮強(qiáng)度"測試方法中所述的溫度程序在 鼓風(fēng)烘箱中進(jìn)行固化,從而制得環(huán)氧基組合物的樣品。將經(jīng)固化的樣品從模具中移除,并記 錄它們的精確尺寸。每個(gè)樣品均被測重,并且W g/cm3為單位計(jì)算并記錄密度。
[0140] 連例
[0141] 連例1巧2Pi及比巧例C1-C3
[0142] 在每種情況下通過在2. 0升機(jī)械大型混合器(可通過德國Linden GmWl商購獲 得)中將下表1中所列的化合物進(jìn)行組合,來制備環(huán)氧基可固化組合物。在表1中,所有濃 度均W重量百分比給出。
[0143] 使用水冷卻,在混合過程中維持低于35°C的溫度。首先加入環(huán)氧樹脂并將其W20 至40rpm與其他成分進(jìn)行混合,其中成分被逐一加入并且混合約20分鐘,直至在加入下一 成分之前獲得均勻共混物。在最終步驟中,通過施加100毫己真空5分鐘而將均勻共混物 脫氣。將前體制品儲(chǔ)存在-18Γ下。
[0144] 所有前體制劑為具有平滑和均勻稠度的糊劑。 。"引表1 :前體紀(jì)合物的成分
[0146]
[0147]
[0150] 提供了下面的具體實(shí)施例列表W進(jìn)一步說明本公開但并非旨在將本公開限于所 列的具體實(shí)施例。
[0151 ] 具體要施例列表
[0152] 1. 一種可固化組合物的用途,該組合物包含
[0153] (i)至少一種環(huán)氧樹脂,其包含至少一個(gè)重復(fù)芳族部分,
[0154] (U)環(huán)氧硬化劑,
[0155] (iii)具有如下通式結(jié)構(gòu)的低分子量多環(huán)氧化合物
[0156]
[0157] 其中R4為P價(jià)部分,該部分為直鏈或支鏈的,并且優(yōu)選地為脂族的,并且包含10至 100個(gè)碳原子,P為3至6的整數(shù),優(yōu)選地p為3或4,最優(yōu)選p為3,該可固化組合物作為蜂 窩狀結(jié)構(gòu)的小室的填料。
[015引 2.根據(jù)實(shí)施例1所述的用途,其中可固化組合物的環(huán)氧硬化劑體系包含簇酸酢固 化劑。
[0159] 3.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的用途,其中可固化組合物的環(huán)氧硬化劑體系包 含簇酸酢固化劑和至少一種胺固化劑。
[0160] 4.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)的所述用途,其中可固化組合物的環(huán)氧硬化劑體系包 含作為主要組分的簇酸酢和作為微量組分的胺。
[0161] 5.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的用途,其中當(dāng)可固化組合物在25°C的溫度下 和5己的壓力下被擠出通過直徑為6. 35mm的圓孔達(dá)60秒時(shí),該可固化組合物具有約50g/ min至約300g/min的初始擠出速率。
[01
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