CN103264530A - 一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，包括如下步骤：（1）原料纸涂胶、叠层、热压，制成蜂窝叠块；（2）将蜂窝叠块拉伸后，高温定型，制成白蜂窝块；（3）将白蜂窝块浸胶固化；（4）对浸胶固化后蜂窝进行片切，其特征在于：所述原料纸为聚酰亚胺纸。由于聚酰亚胺纸以聚酰亚胺纤维制成，继承了聚酰亚胺纤维的优良特性，从而使制得的聚酰亚胺纸蜂窝芯的耐热性、介电性能、烟火毒性及力学性能较现有芳纶纸蜂窝芯更佳，吸水率低，扩大使用领域，使蜂窝在特殊环境下的使用寿命增强。本发明方法可采用现有芳纶纸蜂窝芯的生产设备，无需增添新的仪器设备，工艺流程也基本不变，操作方便，无设备成本增加。

Description

一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种蜂窝芯的制备方法，尤其涉及一种纸蜂窝芯的制备方法。
背景技术
蜂窝芯是指蜂窝板中夹于两块蒙皮之间的芯子，具有整体呈蜂窝状的孔格。其由多层板材叠加、粘贴、拉伸、浸胶固化而得，具有非常高的强度和钢性。常见的有纸蜂窝芯、金属蜂窝芯等，而纸蜂窝芯通常以芳纶纸制备而成，具有较轻的重量、较高的强度、硬度,以及较好的柔软度。但是，一方面，芳纶纸的最高使用温度在200℃左右，使得成品蜂窝芯的耐高温性有限。另一方面，芳纶纸本身由于含有酰胺基团，极性强，易吸水，在经过浸胶、固化等工艺制成纸蜂窝后，其上下端面裸露的芳纶纸仍使其具有极强吸水能力。芳纶纸蜂窝芯即使制成蜂窝夹层结构，也会因为面层破坏、产生显微裂纹，而发生渗水问题。在低温情况下，进入蜂窝孔中的水被冰冻以后会发生膨胀，将破坏邻近的蜂窝孔格的粘结，以致降低蜂窝夹层结构性能。铝蜂窝的使用温度虽然高，但不能作为透波材料使用。
聚酰亚胺纤维是目前使用温度最高的有机纤维，拥有超高的稳定性，可以在250℃-350℃下长期使用。其热分解温度在500℃以上，模量可达280GPa～340GPa，强度可达5.8GPa～6.3GPa，其力学性能远超过芳纶纤维，可以与碳纤维相媲美，而质量则比碳纤维减少20%。因此，聚酰亚胺纤维与芳纶、聚苯硫醚纤维比较，在耐光、吸水性、耐热性等方面都更优越，克服了芳纶纤维的高吸水率和不耐紫外光照的缺点，氧指数可达40-70，是航空航天、环保、防火等领域急需的材料。鉴于聚酰亚胺纤维的优异性能，国内外一些生产商已将聚酰亚胺纤维应用到造纸领域，聚酰亚胺纤维纸的问世为纸蜂窝提供了一个新的发展方向。
聚酰亚胺树脂是一种具有高模量、高强度、低吸水率、耐水解、耐辐射，优异绝缘性及耐热氧化稳定性的工程塑料，聚酰亚胺为自熄性聚合物，发烟率低，在极高的真空下放气量很少，而且聚酰亚胺无毒。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料纸涂胶、叠层、利用热压机热压，制成蜂窝叠块；
（2）将蜂窝叠块通过拉伸机拉伸后，在烘箱中高温定型，制成白蜂窝块；
（3）将白蜂窝块在浸胶机中进行浸胶固化，浸胶液的组成成分和重量份比例如下：
树脂        100份，
有机溶剂    100-300份；
（4）对浸胶固化后蜂窝进行片切；
其特征在于：所述原料纸为聚酰亚胺纸。
优选的，所述原料纸为聚酰亚胺纤维纸。
优选的，所述树脂为聚酰亚胺树脂。
优选的，所述步骤（3）中，对所述白蜂窝块进行一至八次浸胶。
优选的，所述步骤（3）中，对所述白蜂窝块进行一次、两次或八次浸胶。
优选的，所述步骤（1）中，原料纸的涂胶使用高温芯条胶，粘度为20s/50ml-40s/50ml。
优选的，所述步骤（2）中，高温定型的温度280℃-380℃，时间0.1h-1h。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，具有如下有益效果：
1.本发明方法制备的纸蜂窝芯，以聚酰亚胺纸为原料，由于聚酰亚胺纸以聚酰亚胺纤维制成，继承了聚酰亚胺纤维的优良特性，从而使制得的聚酰亚胺纸蜂窝芯的耐热性、烟火毒性及力学性能较现有芳纶纸蜂窝芯更佳，吸水率低，扩大使用领域，使蜂窝在特殊环境下的使用寿命增强，使用性能更上一个台阶。本发明方法可采用现有芳纶纸蜂窝芯的生产设备，无需增添新的仪器设备，工艺流程也基本不变，操作方便，无设备成本增加。
2.本发明方法中，将浸胶液中树脂也相应的选用聚酰亚胺树脂，能更好的与聚酰亚胺纸配合，在现有纸蜂窝工艺基础上进一步提高聚酰亚胺纸蜂窝芯的抗拉强度和降低其渗透率。
3.本发明方法中，针对聚酰亚胺纸的特性使用高温芯条胶涂胶，尤其是粘度为20s/50ml-40s/50ml的高温芯条胶，从开始的涂胶步骤即降低聚酰亚胺纸蜂窝芯的渗透率、提高其强度。可进一步同时增加浸胶液浓度，配合高粘度芯条胶克服现有聚酰亚胺纸本身致密性较低的缺点。
4.本发明方法中，针对白蜂窝块的密度调整浸胶次数，可进行多次浸胶，增强对白蜂窝块浸胶的均匀性和渗透性，增强含聚酰亚胺树脂的浸胶液的浸胶效果，进一步提高聚酰亚胺纸蜂窝芯的耐热性及力学性能、降低吸水率。
5.本发明方法，相对于传统芳纶纸的纸蜂窝芯生产工艺，调整了热压和高温定型参数，尤其在热压和高温定型温度提高幅度不大的条件下，克服传统芳纶纸蜂窝的耐温性和力学性能的限度，进一步提高聚酰亚胺纸蜂窝芯性能，充分发挥聚酰亚胺纸的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明蜂窝芯制备方法的工艺流程图；
图2是本发明实施例1-3蜂窝芯的蜂窝结构图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，该聚酰亚胺纸蜂窝芯格孔大小为2.75mm，密度为72kg/m3，制备方法具体包括如下步骤：
（1）将厚度为0.08mm的聚酰亚胺纤维纸作为原料纸利用沾有芯条胶的涂胶辊进行涂胶，再将多层涂胶后的原料纸错层叠合，最后利用热压机热压，制成蜂窝叠块。芯条胶为高温芯条胶，粘度为20s/50ml。热压时，首先在70℃-100℃下预热30min-60min，然后120℃-160℃凝胶90min-150min，最后170℃-190℃固化2h-5h，热压压力为5MPa-7MPa。
（2）将蜂窝叠块用拉伸机以5mm/min-25mm/min的拉伸速度拉伸后，形成如图2所示的正六边形蜂窝孔格，之后在280℃-400℃，0.1h-1h的条件下，烘箱中高温定型，制成白蜂窝块。优选高温定型的温度为280℃-380℃。
（3）将白蜂窝块在浸胶机中进行浸胶固化，浸胶液的组成成分和重量份比例如下：
树脂        100份，
有机溶剂    100-300份。
具体的，树脂为聚酰亚胺树脂，有机溶剂为无水乙醇或丙酮。本步骤中根据白蜂窝块密度确定浸胶次数。白蜂窝块每次浸胶后在烘箱中进行烘干，并进行称量，按照密度在烘干前后的损失量来计算烘干后密度的估计值，多次浸胶烘干后达到所需密度值，并在最后一次烘干后固化，即完成整个浸胶固化过程。本实施例中对白蜂窝块进行八次浸胶。每次浸胶的浸泡时间0.5h-1h，晾置时间0.5h-1h。每次浸胶后在烘箱中70℃-100℃预热30min-60min，之后120℃-160℃烘干90min-150min。最后固化时，70℃-100℃预热30min-60min，之后160℃-250℃凝胶90min-150min，最后200℃-300℃固化2h-4h。
（4）对浸胶固化后蜂窝进行片切。
实施例2
如图1所示，一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，该聚酰亚胺纸蜂窝芯格孔大小为1.83mm，密度为32kg/m3，制备方法与实施例1的区别在于：
聚酰亚胺纸厚度为0.04mm。本实施例的制备方法步骤（1）中使用高温芯条胶的粘度为35s/50ml，步骤（3）中浸胶次数为一次。
实施例3
如图1所示，一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，该聚酰亚胺纸蜂窝芯格孔大小为3.67mm，密度为40kg/m3，制备方法与实施例1的区别在于：
聚酰亚胺纸厚度为0.05mm。本实施例的制备方法步骤（1）中使用高温芯条胶的粘度为40s/50ml，步骤（3）中浸胶次数为两次。
需要说明的是，本发明的制备方法中，拉伸工序形成的蜂窝孔格类型不限于实施例1-3中的正六边形，还可以是长方形、菱形或柔性蜂窝。浸胶液中，有机溶剂的选用也不仅限于实施例中所述。热压机、浸胶机和拉伸机均可选用本行业通用之相应设备。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (7)

1.一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料纸涂胶、叠层、利用热压机热压，制成蜂窝叠块；
（2）将蜂窝叠块通过拉伸机拉伸后，在烘箱中高温定型，制成白蜂窝块；
（3）将白蜂窝块在浸胶机中进行浸胶固化，浸胶液的组成成分和重量份比例如下：
树脂        100份，
有机溶剂    100-300份；
（4）对浸胶固化后蜂窝进行片切；
其特征在于：所述原料纸为聚酰亚胺纸。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述原料纸为聚酰亚胺纤维纸。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述树脂为聚酰亚胺树脂。
4.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，对所述白蜂窝块进行一至八次浸胶。
5.根据权利要求3所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，对所述白蜂窝块进行一次、两次或八次浸胶。
6.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，原料纸的涂胶使用高温芯条胶，粘度为20s/50ml-40s/50ml。
7.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，高温定型的温度280℃-380℃，时间0.1h-1h。
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