CN102431219A - 利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法 - Google Patents

利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法 Download PDF

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Abstract

利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法，它涉及制备轻质高强复合材料的方法。它解决了现有木塑复合材料存在使用不方便，制备成本较高，现有的纸质蜂窝板存在强度极低，容易吸水变形的问题。方法：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍，取出后撑开、加热、砂光，得纸芯板；二、木塑薄板一面进行打毛；三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，粘接后即完成。本发明所得轻质高强复合材料，生产和使用过程低碳、环保，使用方便，具有耐水性高、不易变形、质量轻、强度高、成本低的特点。

Description

利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法
技术领域
本发明涉及制备轻质高强复合材料的方法。
背景技术
木塑复合材料(Wood Plastic Composites，简称WPC)是指以植物纤维或粉末(如木、竹、花生壳、椰子壳、亚麻、秸秆等)为主要组分(质量分数达60％以上)，与废弃的热塑性聚合物复合而成的一种材料，具有强度大、硬度高，耐酸碱、抗腐蚀、加工性能良好、不变形、不含甲醛、容易回收利用等显著特点，是一种极具发展前途的绿色环保材料。但是木塑复合材料也存在材质密度大，搬运和使用不方便，成本较高的缺点。
纸质蜂窝板是一种常用的包装材料，质量轻、成本低，具有很好的减震作用。但该材料强度极低，容易吸水变形。
质量轻且强度高是人们对材料的通常要求，尤其在航空、船舶、交通运输等行业。目前常用的夹层结构材料多为聚合物与聚合物、聚合物与金属、金属与金属材料之间的组合，具有防水性能好、强度高、焊接容易的优势，但同时也存在不易连续生产、热变形大、成本较高的缺点，而且使用的是地球上有限的石油和金属资源，在生产过程中能量消耗巨大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有木塑复合材料存在使用不方便，制备成本较高，现有的纸质蜂窝板存在强度极低，容易吸水变形的问题，而提供了利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方法。
利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方按以下步骤进行：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍2min，取出后撑开，然后放到烘箱内，在130～160℃下加热5～10min，再对上下表面进行砂光，磨去表面树脂层，露出纸纤维，得纸芯板；
二、用钢刷对木塑薄板一面进行纵横交叉的打毛，刷破表面的塑料层；
三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；
四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，然后将组合板坯放到冷压机内，在常温、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化1～3h，完成粘接，或者将组合板坯放到温度为120～150℃、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化5～10min，完成粘接，即完成利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料；其中步骤二中木塑薄板的厚度为3～6mm。
本发明将木塑薄板(即木塑复合材料)与纸质蜂窝板结合到一起，通过采用酚醛树脂胶浸渍的方式解决纸质蜂窝板不耐水的问题，通过表面机械处理解决木塑复合材不易粘结的问题，通过结构设计制备出具有较高的强度、较好的隔音隔热功能、整体密度大幅度降低的复合材料。该材料使用方便，可以广泛地运用于包装、运输、家具、建筑隔墙等领域。
本发明所得轻质高强复合材料充分利用了生物质纤维，生产和使用过程低碳、环保，具有耐水性高、不易变形、质量轻、强度高、成本低的特点。
本发明所得轻质高强复合材料与普通的蜂窝纸夹层复合材料相比，本发明所得轻质高强复合材料抗弯强度高，防水性能好，抗冲击能力强，结构更加稳定。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方按以下步骤进行：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍2min，取出后撑开，然后放到烘箱内，在130～160℃下加热5～10min，再对上下表面进行砂光，磨去表面树脂层，露出纸纤维，得纸芯板；
二、用钢刷对木塑薄板一面进行纵横交叉的打毛，刷破表面的塑料层；
三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；
四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，然后将组合板坯放到冷压机内，在常温、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化1～3h，完成粘接，或者将组合板坯放到温度为120～150℃、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化5～10min，完成粘接，即完成利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料；其中步骤二中木塑薄板的厚度为3～6mm。
本实施方式步骤一中所用酚醛树脂胶为浸渍型胶黏剂。
本实施方式步骤一中所用纸质蜂窝板为现有市售的各种型号的纸质蜂窝板。
本实施方式步骤二中所用木塑薄板为现有市售的各种型号的木塑复合平板材料。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在130℃下加热10min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在160℃下加热5min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中在150℃下加热8min。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中在常温、压力为0.25MPa的条件下固化3h。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中在常温、压力为0.75MPa的条件下固化1h。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中在常温、压力为0.5MPa的条件下固化2h。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中将组合板坯放到温度为120℃、压力为0.75MPa的条件下固化10min。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中将组合板坯放到温度为150℃、压力为0.25MPa的条件下固化5min。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤四中将组合板坯放到温度为130℃、压力为0.5MPa的条件下固化8min。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方按以下步骤进行：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍2min，取出后撑开，然后放到烘箱内，在150℃下加热8min，再对上下表面进行砂光，磨去表面树脂层，露出纸纤维，得纸芯板；
二、用钢刷对木塑薄板一面进行纵横交叉的打毛，刷破表面的塑料层；
三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；
四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，然后将组合板坯放到冷压机内，在常温、压力为0.5MPa的条件下固化2h，完成粘接，即完成利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料；其中步骤二中木塑薄板的厚度为4mm。
本实施方式中制备所得轻质高强复合材料，经检测，轻质高强复合材料的抗弯强度为12MPa；经过63℃浸渍3h然后干燥10min后测试，强度可保持65-75％；如果蜂窝芯板未经酚醛胶浸渍处理则所制备的夹层复合材不能承受水浸泡；可见本实施方式中制备所得轻质高强复合材料的耐水性好。
具体实施方式十二：本实施方式利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方按以下步骤进行：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍2min，取出后撑开，然后放到烘箱内，在140℃下加热6min，再对上下表面进行砂光，磨去表面树脂层，露出纸纤维，得纸芯板；
二、用钢刷对木塑薄板一面进行纵横交叉的打毛，刷破表面的塑料层；
三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；
四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，然后将组合板坯放到温度为130℃、压力为0.55MPa的条件下固化8min，完成粘接，即完成利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料；其中步骤二中木塑薄板的厚度为5mm。
本实施方式中制备所得轻质高强复合材料，经检测，轻质高强复合材料的抗弯强度为15MPa；经过63℃浸渍3h然后干燥10min后测试，强度可保持70-80％；如果蜂窝芯板未经酚醛胶浸渍处理则所制备的夹层复合材不能承受水浸泡；可见本实施方式中制备所得轻质高强复合材料的耐水性好。

Claims (4)

1.利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法，其特征在于利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料的方按以下步骤进行：一、将纸质蜂窝板放在盛有酚醛树脂胶的容器内浸渍2min，取出后撑开，然后放到烘箱内，在130～160℃下加热5～10min，再对上下表面进行砂光，磨去表面树脂层，露出纸纤维，得纸芯板；
二、用钢刷对木塑薄板一面进行纵横交叉的打毛，刷破表面的塑料层；
三、在纸芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滚涂一层异氰酸酯胶或环氧树脂胶；
四、取两块木塑薄板分别覆盖在纸芯板的上下表面上，且打毛面与纸芯板接触，得组合板坯，然后将组合板坯放到冷压机内，在常温、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化1～3h，完成粘接，或者将组合板坯放到温度为120～150℃、压力为0.25～0.75MPa的条件下固化5～10min，完成粘接，即完成利用纸质蜂窝板和木塑薄板制备轻质高强复合材料；其中步骤二中木塑薄板的厚度为3～6mm。
2.根据权利要求1所述的利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法，其特征在于步骤一中在150℃下加热8min。
3.根据权利要求1或2所述的利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法，其特征在于步骤四中在常温、压力为0.5MPa的条件下固化2h。
4.根据权利要求3所述的利用纸质蜂窝板和木塑复合材料制备轻质高强复合材料的方法，其特征在于步骤四中将组合板坯放到温度为130℃、压力为0.5MPa的条件下固化8min。
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Assignee: XUZHOU FEIYA WOOD CO., LTD.

Assignor: Northeast Forestry University

Contract record no.: 2014320000637

Denomination of invention: Method for preparing lightweight high-strength composite material by utilization of paper-based honeycomb panel and wood plastic composite material

Granted publication date: 20130925

License type: Exclusive License

Record date: 20140730

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Granted publication date: 20130925

Termination date: 20170909

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