CN102199308A - 酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其以开孔酚醛浸渍蜂窝为基材，在该基材开孔位置充填发泡型酚醛树脂并发泡制成的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料。采用本方法制得的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料具有火焰传播速度慢、发烟量低、毒性小、质轻、环保、强度高、耐腐蚀能力强、易成型的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种蜂窝材料的制造方法，尤其涉及一种酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法。
背景技术
酚醛泡沫具有优异的FST性能(即火焰传播速度慢、发烟量低，毒性小)，但存在性脆、易碎、强度低等缺点，使得传统的酚醛泡沫材料在使用上受到一定的限制。
本发明通过采用蜂窝填充酚醛泡沫的方式，来解决酚醛泡沫材料在强度上的缺陷，同时也保留了酚醛泡沫原有的优良性能。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其包括以下步骤：步骤①，合成酚醛树脂，即先在100重量份的苯酚原料中加入催化剂，然后在70～85℃的温度下，在90分钟内加入40～60重量份的多聚甲醛，反应20～60分钟，升温至95～100℃，反应15～50分钟，降温至85～90℃，再次加入催化剂及1～5重量份的胺类化合物，在85～90℃的温度下反应20～100分钟，得到酚醛树脂，所述催化剂的总量为0.5～3重量份。步骤②，制备酚醛发泡组合料，取步骤①所制得的酚醛树脂100重量份，添加1～4重量份的表面活性剂与2～8重量份的发泡剂，在5～15℃的温度下，搅拌1～5分钟，制得酚醛发泡组合料。步骤③，蜂窝浸渍，将一定规格的蜂窝拉伸展开，调整步骤①所制得的酚醛树脂液的粘度并将展开的蜂窝浸入其中；1～10分钟后放入40～80℃的烘箱中，加热固化30～120分钟，制得开孔酚醛蜂窝基材。步骤④，将步骤③制得的开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将步骤②制得的酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的孔中，之后将其整体放入烘箱，在60～130℃的温度下，发泡5～30分钟。步骤⑤，取出步骤④制备好的半成品，修整成型，制得酚醛泡沫填充蜂窝复合材料。
上述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其中：步骤①所述的酚醛树脂为液体酚醛树脂，采用固体甲醛合成，无含酚废水产生。其用于发泡的技术指标为：粘度2500～10000cps，固体含量70％～85％，聚合速度1～5分钟；其用于浸渍的技术指标为：粘度300～1000cps，固体含量50％～80％。
更进一步地，上述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其中：步骤②所述的发泡剂为无氟发泡剂。
更进一步地，上述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其中：步骤③所述的蜂窝为纸蜂窝、纤维蜂窝、芳纶蜂窝等非金属蜂窝，其规格为2400mm×1200mm×10～50mm。
再进一步地，上述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其中：步骤③所述的蜂窝浸渍的固化温度为40～80℃，时间为30～120分钟。
再进一步地，上述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其中：步骤④所述的酚醛填充蜂窝发泡的温度为60～130℃，时间为5～30分钟。
本发明技术方案的优点主要体现在：能够令制得的产品具有优异的FST性能(即火焰传播速度慢、发烟量低，毒性小)。同时，也满足了质轻、环保、阻燃性好、强度高、耐腐蚀能力强、易成型的特性，从而可广泛用于航空、舰船及轨道交通设施制造等领域。
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
具体实施方式
酚醛泡沫填充式蜂窝材料的制造方法，包括以下步骤：
首先，合成酚醛树脂，即先在100重量份的苯酚原料中加入催化剂，然后在70～85℃的温度下，在90分钟内加入40～60重量份的多聚甲醛，反应20～60分钟，升温至95～100℃，反应15～50分钟，降温至85～90℃，再次加入催化剂及1～5重量份的胺类化合物，在85～90℃的温度下反应20～100分钟，得到酚醛树脂；所述催化剂的总量为0.5～3重量份。
然后，制备酚醛发泡组合料，即取制得的酚醛树脂100重量份，添加1～4重量份的表面活性剂与2～8重量份的发泡剂，在5～15℃的温度下，搅拌1～5分钟，制得酚醛发泡组合料。
接着，进行蜂窝浸渍。即将一定规格的蜂窝拉伸展开，浸入调整粘度后的酚醛树脂液中。1～10分钟后放入40～80℃的烘箱中，加热固化30～120分钟，制得开孔酚醛蜂窝基材。随后，将开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的孔中。随后将其整体放入烘箱，在60～130℃的温度下，发泡5～30分钟。
最后，取出之前制备好的半成品，修整成型，制得酚醛泡沫填充蜂窝复合材料。
结合实际生产来说，酚醛树脂为液体酚醛树脂，采用固体甲醛合成，无含酚废水产生。其用于发泡的技术指标为：粘度2500～10000cps，固体含量70％～85％，聚合速度1～5分钟；其用于浸渍的技术指标为：粘度300～1000cps，固体含量50％～80％。并且，考虑到发泡及环保的效果，可选用无氟发泡剂。
同时，为了让蜂窝浸渍完全，固化温度为40～80℃，时间为5～30分钟。再者，考虑到采用本发明制得产品的实际应用情况，蜂窝规格为2400mm×1200mm×10～50mm，便于分割和组合。
〖实施例一〗
酚醛泡沫填充式蜂窝材料的制造方法，其包括以下步骤：
首先是进行酚醛树脂的合成，具体来说：首先将100重量份将苯酚与0.2重量份的催化剂混合。之后，在70℃下90分钟内，分次加入40重量份的多聚甲醛后反应20分钟。然后，升温至95℃，反应15分钟。接着降温至85℃，加入0.3重量份的催化剂，同时加入1重量份的胺类化合物。继续在85℃的温度下反应20分钟，得到酚醛树脂。
然后，进行酚醛发泡组合料的制备。具体来说，取100重量份的酚醛树脂，在其中加入1重量份的表面活性剂与2重量份无氟发泡剂。在小于等于15℃的温度下搅拌1分钟，制得酚醛发泡组合料。
接着，开始蜂窝浸渍。将规格为2400mm×1200mm×30mm的蜂窝拉伸展开，浸入调整过粘度的酚醛树脂液中。3分钟后放入60℃烘箱中加热固化40分钟，获得开孔酚醛蜂窝基材。
随后，进行发泡。具体来说，将开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将之前制得的酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的小孔中。接着，放入烘箱，在60℃温度条件下保持发泡5分钟，即可完成整个发泡流程。最后取出修整成型，制得酚醛泡沫填充蜂窝复合材料。
〖实施例二〗
酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其步骤如下：
首先是进行酚醛树脂的合成，具体来说：首先将100重量份将苯酚与作为1重量份的催化剂混合。之后，在85℃下90分钟内，分次加入60重量份的多聚甲醛后反应60分钟。然后，升温至100℃，反应50分钟。接着降温至90℃，加入2重量份的催化剂，同时加入5重量份的胺类化合物。继续在90℃的温度下反应100分钟，得到酚醛树脂。
然后，进行酚醛发泡组合料的制备。具体来说，取100重量份的酚醛树脂，在其中加入4重量份的表面活性剂与8重量份发泡剂。在大于等于5℃的温度下搅拌5分钟，制得酚醛发泡组合料。
接着，开始蜂窝浸渍。将规格为2400mm×1200mm×20mm的蜂窝拉伸展开，浸入调整过粘度的酚醛树脂液中。5分钟后取出，然后放入80℃烘箱中加热固化60分钟，获得开孔酚醛蜂窝基材。
随后，进行发泡。具体来说，将开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将之前制得的酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的小孔中。接着，放入烘箱，在130℃温度条件下保持发泡15分钟，即可完成整个发泡流程。最后取出修整成型，制得酚醛泡沫填充式蜂窝材料。
〖实施例三〗
酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其采用下述步骤制得：
首先是进行酚醛树脂的合成，具体来说：首先将100重量份将苯酚与作为的2重量份的催化剂混合。之后，在80℃下90分钟内，分次加入50重量份的多聚甲醛后反应50分钟。然后，升温至98℃，反应40分钟。接着降温至88℃，加入1重量份的催化剂，同时加入3重量份的胺类化合物。继续在88℃的温度下反应70分钟，得到酚醛树脂。
然后，进行酚醛发泡组合料的制备。具体来说，取100重量份的酚醛树脂，在其中加入3重量份的表面活性剂与7重量份发泡剂，在小于等于10℃的温度下搅拌4分钟，制得酚醛发泡组合料。
接着，开始蜂窝浸渍。将规格为2400mm×1200mm×50mm的蜂窝拉伸展开，浸入调整过粘度的酚醛树脂液中。10分钟后取出，放入70℃烘箱中加热固化50分钟，获得开孔酚醛蜂窝基材。
随后，进行发泡。具体来说，将开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将之前制得的酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的小孔中。接着，放入烘箱，在100℃温度条件下保持发泡10分钟，即可完成整个发泡流程。最后取出修整成型，制得酚醛泡沫填充式蜂窝材料。
通过上述的文字表述可以看出，采用本发明后，以开孔酚醛蜂窝为基材，并且在该基材开孔位置充填发泡型酚醛树脂并发泡制成酚醛泡沫填充式蜂窝材料。由此，令制得的产品具有优异的FST性能(即火焰传播速度慢、发烟量低，毒性小)。同时，也满足了质轻、环保、阻燃性好、强度高、耐腐蚀能力强、易成型的使用特性，从而可广泛用于航空、舰船及轨道交通设施制造等领域。
Claims (6)
1.酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤①，酚醛树脂合成：在100重量份的苯酚原料中加入催化剂，然后在70～85℃的温度下，在90分钟内加入40～60重量份的多聚甲醛，反应20～60分钟，升温至95～100℃，反应15～50分钟，降温至85～90℃，再次加入催化剂及1～5重量份的胺类化合物，在85～90℃的温度下反应20～100分钟，得到酚醛树脂；所述催化剂的总量为0.5～3重量份；
步骤②，制备酚醛发泡组合料：取步骤①所制得的酚醛树脂100重量份，添加1～4重量份的表面活性剂，2～8重量份的发泡剂，在5～15℃的温度下，搅拌1～5分钟，制得酚醛发泡组合料；
步骤③，蜂窝浸渍：将一定规格的蜂窝拉伸展开，调整步骤①所制得的酚醛树脂液的粘度并将展开的蜂窝浸入其中，1～10分钟后取出放入40～80℃的烘箱中，加热固化30～120分钟，制得开孔酚醛蜂窝基材；
步骤④，将步骤③制得的开孔酚醛蜂窝基材放入模具中，将步骤②制得的酚醛发泡组合料与固化剂搅拌均匀后注入开孔酚醛蜂窝基材的孔中；之后将其整体放入烘箱，在60～130℃的温度下，发泡5～30分钟；
步骤⑤，取出步骤④制备好的半成品，修整成型，制得酚醛泡沫填充蜂窝复合材料。
2.根据权利要求1所述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于：步骤①所述的酚醛树脂为液体酚醛树脂，采用固体甲醛合成，其用于发泡的技术指标为：粘度2500～10000cps，固体含量70％～85％，聚合速度1～5分钟；其用于浸渍的技术指标为：粘度300～1000cps，固体含量50％～80％。
3.根据权利要求1所述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于：步骤②所述的发泡组合料中的发泡剂为无氟发泡剂。
4.根据权利要求1所述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于：步骤③所述的蜂窝为纸蜂窝、纤维蜂窝、芳纶蜂窝等非金属蜂窝，其规格为2400mm×1200mm×10～50mm。
5.根据权利要求1所述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于：步骤3所述的蜂窝浸渍的固化温度为40～80℃，时间为30～120分钟。
6.根据权利要求1所述的酚醛泡沫填充蜂窝复合材料的制造方法，其特征在于：步骤4所述的酚醛填充蜂窝发泡的温度为60～130℃，时间为5～30分钟。
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