1.嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,制备粘弹性阻尼材料:
1)原料:按质量份计,所述粘弹性阻尼材料由以下原料制成:丁腈橡胶90~95份;氯丁橡胶5~10份;氧化锌4~6份;氧化镁3.5~4.5份;硬脂酸0.8~1.2份;炭黑38~42份;防老剂RD1~1.5份;抗氧剂1010 0.5~1份;SP1045树脂3~6份;硫磺0.8~1.2份;
2)将步骤1)中的粘弹性阻尼材料经过塑炼、混炼后得到粘弹性阻尼材料,备用;
步骤2,制备T型加筋板:
(1)制备阻尼胶浆:将开炼机的辊距调至最小,将前述混炼均匀的粘弹性阻尼材料薄通后出薄片,然后将薄片裁成设定尺寸的碎片;再将混炼胶碎片与有机溶剂按照设定比例混合,搅拌均匀后放在阴凉处密封静置,再搅拌直至混炼胶碎片完全溶解在有机溶剂中,即得阻尼胶浆,备用;
(2)制备阻尼复合材料预浸料:刷涂阻尼胶浆前,先将氨酚醛树脂制成的预浸料在室温下停放设定时间,然后将预浸料铺平整,将步骤(1)制备的阻尼胶浆均匀刷涂在预浸料的表面,每次涂刷完成后进行晾干,重复上述过程,阻尼胶浆层总厚度达到要求时停止刷涂,然后将两片预浸料上的涂刷有阻尼胶浆的面相互贴合在一起,制成阻尼复合材料预浸料,备用;
(3)制造加强筋模具:将长方体硬质木材切割成设计尺寸,沿两端面处倾斜切开,使之成为两个大小相等梯形楔块模具,然后打磨楔块模具表面,完成后将两个楔块模具沿切面对齐形成长方体形状后,在楔块模具的两端开设穿过两个楔块模具的通孔,完成后通过通孔将两个楔块模具固定,组成一个长方体模具,即得长方体形加强筋模具,备用;
(4)制备复合材料预成形体:在步骤(3)的加强筋模具表面刷涂脱模剂,然后缠绕脱模布,完成后,将步骤(2)制备的阻尼复合材料预浸料缠绕到所述脱模布表面,即得复合材料管状预成形体,备用;
(5)在平面模具表面上涂脱模剂,然后铺脱模布,完成后将步骤(2)制备的阻尼复合材料预浸料铺设到脱模布上,制成嵌入有阻尼薄膜的复合材料面板预成形体,备用;
(6)在平面模具表面上涂脱模剂,然后铺脱模布,完成后将氨酚醛树脂制成的预浸料铺设到脱模布上,制成复合材料筋条下缘预成形体,备用;
(7)固化和共固化:将步骤(4)制备的复合材料管状预成形体、步骤(5)制备的嵌入有阻尼薄膜的复合材料面板预成形体以及步骤(6)制备的复合材料筋条下缘预成形体进行热固化和共固化处理,得到相应的半成品;
(8)制备L型筋:将步骤(7)最终的复合材料管状半成品脱模,得到管状复合材料结构,再将管状复合材料结构沿对角线切割,即得两个L型筋,备用;
(9)制备阻尼复合材料半成品板:将步骤(7)最终的平面模具和嵌入有阻尼薄膜的复合材料面板半成品分离,得到阻尼复合材料半成品板,备用;
(10)制备筋条下缘:将步骤(7)最终的平面模具和复合材料筋条下缘半成品分离,得到筋条下缘板,切割后得到筋条下缘,备用;
(11)制备T型加筋板:将步骤(8)得到的L型筋和步骤(10)得到的筋条下缘的表面打磨平整,将两个所述的L型筋与筋条下缘共同粘接成T型筋,然后将T型筋粘接到阻尼复合材料半成品的面板上,得到嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板。
2.如权利要求1所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:所述粘弹性阻尼材料的制备方法为:
1)原胶的塑炼:先将丁腈橡胶和氯丁橡胶放入双辊开炼机中进行塑炼,然后减小辊距对丁腈橡胶和氯丁橡胶进行薄通,得到塑性胶;
2)塑性胶的混炼:先对塑性胶进行薄通,使丁腈橡胶和氯丁橡胶混炼均匀,然后按比例依次加入氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂RD、抗氧剂1010,混炼过程中炭黑分多次加入,每加一次配料左右来回各割数刀胶使其混炼均匀,最后加硫磺、SP1045树脂进行混炼均匀,即得粘弹性阻尼材料。
3.如权利要求2所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:所述粘弹性阻尼材料的制备方法为:所述步骤1)中,具体的步骤方法如下:首先将丁腈橡胶和氯丁橡胶放入双辊开炼机中进行塑炼,依靠两个辊筒的剪切力将原胶的长分子链扯开,使其获得一定的塑性,然后减小辊距将其薄通3-5次;
所述步骤2)中,具体的步骤方法如下:先将塑性胶薄通数遍使丁腈橡胶和氯丁橡胶混炼均匀,再依据双辊开炼机辊筒间的胶量,调整加大辊距1-3mm,依次加入氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂RD、抗氧剂1010,混炼过程中炭黑平均分多次加入,每加一次配料左右来回各割数刀胶使其混炼均匀,最后加硫磺、SP1045树脂进行混炼均匀,然后将辊距调至最小,把混炼胶打三角包数次,再将辊距调至1-2mm,将胶料打卷去除胶料表面的气泡,最后下片制得混炼均匀的粘弹性阻尼材料。
4.如权利要求1所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(1)中,所述薄通次数为5-6次,所述混炼胶碎片的尺寸为3mm×3mm;
或者,步骤(1)中,所述有机溶剂为四氢呋喃溶液,其与混炼胶碎片的混合比例为3-
5ml:1g;
或者,步骤(1)中,所述静置时间为20-24h。
5.如权利要求1所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(2)中,在所述阻尼胶浆刷涂前,先将从冷库中取出的预浸料在室温下停放12-24h,涂刷时用软毛刷将阻尼胶浆均匀刷涂在预浸料表面,控制好刷涂的速度,使每次刷涂的厚度保持均匀;
或者,步骤(2)中,所述阻尼胶浆的刷涂在通风良好的室内进行,制备完成后的阻尼胶浆密封保存;
或者,步骤(2)中,每次涂刷完毕后置于通风处30min,晾干后测量阻尼胶浆层厚度。
6.如权利要求1所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(3)中,所述加强筋模具制造的过程中,采用锯切割长方体硬质木块:将硬质木块水平放置在工作台上,横截面的短边对应的表面为侧面,横截面的长边对应的表面为上表面,用锯切割硬质木块时,锯条与硬质木块上表面应垂直;
或者,步骤(3)中,所述打磨楔块模具表面时,先使用60目砂纸打磨模具表面,使表面平整,无毛刺,再使用200目砂纸打磨使表面光滑,最后将模具棱角打磨圆润,圆角半径略大于铺设预浸料的厚度;
或者,步骤(4)中,缠绕阻尼复合材料预浸料时用力挤压预浸料,使其与脱模布紧密贴合。
7.如权利要求1-6任一项所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(7)中,所述热固化和共固化处理的具体方法为:将待处理工件用真空袋进行密封,通过真空阀抽出真空袋内空气至设定压力,然后置于热压罐中进行固化或共固化成型;
优选地,所述固化或共固化成型的工艺参数为:先在20~30min内升温至120~140℃保持20~40min;然后在20~30min内升温至160-170℃,同时加压至1.8-2.5MPa保温保压110-
130min;完成后在30~50min内降至常温常压,出罐,即得。
8.如权利要求1-6任一项所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(8)中,所述复合材料管状半成品脱模时,先拆除模具固定装置,然后从其中一个楔块模具的小端将带复合材料管状半成品模具垫起,再从上面轻轻敲击另一个楔块模具的小端,待加强筋模具松动后将两个楔块模具从管状复合材料半成品中抽取出来,即得管状复合材料构件。
9.如权利要求1-6任一项所述的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板的制备工艺,其特征在于:步骤(11)中,所述将T型筋粘接到阻尼复合材料半成品板的面板上后,用重物压紧并固定,维持这种固定状态直到固化结束后再移走重物。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备工艺及其制备的嵌入式共固化阻尼复合材料T型加筋板在航空航天、船舶工程领域中的应用。