CN108264774A

CN108264774A - 一种复合蜂窝夹芯板及其制造方法

Info

Publication number: CN108264774A
Application number: CN201710044022.1A
Authority: CN
Inventors: 孙峻; 周明强
Original assignee: Ningbo Huaxiang Natural Fiber Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Huaxiang Natural Fiber Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-07-10

Abstract

本发明属于材料领域，涉及一种复合蜂窝夹芯板及其制造方法，包括：蜂窝夹芯层，所述蜂窝夹芯层由阵列分布的八边锥形窝体构成，且八边锥形窝体分上凸窝体和下凹窝体，所述八边锥形窝体的底边每相隔一边设有正方形平面，所述正方形平面对称的两边所设的八边形锥体凹凸方向一致，所述正方形平面相邻两边所设八边形锥体的凹凸方向相反；外覆盖层，所述外覆盖层粘附八边锥形窝体的八边面上，本发明的复合蜂窝夹芯板支撑强度高、质量轻、耐水、耐霉变、耐火和防潮，应用领域广泛，提高了产业发展和经济效益；本发明复合蜂窝夹芯板的制造方法简单有效，提高了产品的生产质量，降低了生产成本。

Description

一种复合蜂窝夹芯板及其制造方法

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种板材，尤其涉及一种由植物纤维构成的多功能的复合蜂窝夹芯板及其制造方法。

背景技术

蜂窝夹芯板是目前广泛应用的夹芯板，具有质量轻、比强度和比刚度高的结构特性和隔音隔热等功能特性，已被大量应用于航空航天、船舶、高速列车、风机叶片、土木建筑等工程领域。

专利文件CN104924678中公开了一种复合蜂窝夹芯板，包括：外覆增强层以及蜂窝夹芯板，蜂窝夹芯板自上而下依次由上面层、蜂窝夹芯和下面层组成，外覆增强层贴附于所述上面层和下面层上的远离所述蜂窝夹芯的一侧，其中，所述蜂窝夹芯板采用3D打印技术制备得到，所述纤维增强复合材料为选自玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料和玄武岩纤维增强复合材料中的至少一种。

植物纤维材料是近年来兴起的一种新型材料，它制成的产品可以达到质量轻、强度高、质感好，而且是一种环保材料，可代替部分塑料、玻璃、陶瓷等材料。

但是，现有技术中的植物纤维毡材料有极大的吸水性，不防潮，在潮湿环境下的运用受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种质量轻、耐水、耐火、耐霉变、防潮、强度高的一种复合蜂窝夹芯板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种复合蜂窝夹芯板，其特征在于，包括：

蜂窝夹芯层，所述蜂窝夹芯层由阵列分布的八边锥形窝体构成，且八边锥形窝体分上凸窝体和下凹窝体，所述八边锥形窝体的底边每相隔一边设有正方形平面，所述正方形平面对称的两边所设的八边形锥体凹凸方向一致，所述正方形平面相邻两边所设八边形锥体的凹凸方向相反；

外覆盖层，所述外覆盖层粘附八边锥形窝体的八边面上；

其中，所述蜂窝夹心层由植物纤维复合材料制成。

本发明采用八边锥形窝体的设计，八边的平面使得与外覆盖层的接触面积更大，且采用锥形设计加强了板材的总体支撑强度，且本发明的窝体设计为上下凹凸设计，在使用时方便了通过窝体的空隙布线。

进一步的，所述植物纤维复合材料由植物纤维材料和环氧树脂材料复合而成，面重为800-2000g/m²，其中，环氧树脂材料占面重的20-60％。

本发明的蜂窝夹芯板通过植物纤维和环氧树脂材料热压成型制成，利用植物纤维材料的轻量化，以及环氧材料的加工便利性，使两者性能良好的结合，得到质量轻、耐水、耐火、耐霉变、防潮、强度高的植物纤维复合材料。

进一步的，所述植物纤维材料主要由以下质量百分比成分组成：木纤维：75-85％，粘合剂：15-25％。

进一步的，所述粘合剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

进一步的，所述木纤维由第一木纤维和第二木纤维按质量比为1：(0.5-2)混合而成。

进一步的，所述第一木纤维的密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1；所述第二木纤维的密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1。

本发明由两种不同尺寸的木纤维混合制成，性能要明显优于由单一尺寸的木纤维制成的植物纤维毡的综合性能。

本发明还提供了制造上述复合蜂窝夹芯板的制造方法，所述制造方法为：

将植物纤维压制成植物纤维毡；

通过传送带将植物纤维毡传送至第一滚轮上，第一滚轮的上方设有第一喷头，第一喷头向植物纤维毡一面喷涂环氧复合材料；

继续传送植物纤维毡至第二滚轮上，第二滚轮的下方设有第二喷头，第二碰头向植物纤维毡的另一面喷涂环氧复合材料；

将两面喷涂环氧复合材料的纤维毡经过高温磨具热压，并根据生产要求切块。

本发明的制造方法简单，制造设备简单，且直接利用高温磨具热压，使环氧复合材料溶浸至植物纤维毡，提高了蜂窝板的防潮性与阻燃性等性能。

在上述的制造方法中，所述第二滚轮设置于第一滚轮端方，且第一滚轮和第二滚轮的转动方向相反，且植物纤维毡从第一滚轮顺滑至第二滚轮上。

在上述的制备方法中，所述所述高温磨具的温度为30-140℃，高温磨具下压的压力为20000-40000MPa。

在上述的制备方法中，所述植物纤维毡由木纤维和粘合剂混合，经高温压制成型制成植物纤维毡，所述高温压制成型的温度为250-300℃，压力为20000-40000MPa。

与现有技术相比，本发明的复合蜂窝夹芯板支撑强度高、质量轻、耐水、耐霉变、耐火和防潮，应用领域广泛，提高了产业发展和经济效益；本发明复合蜂窝夹芯板的制造方法简单有效，提高了产品的生产质量，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的复合蜂窝夹芯板的结构示意图；

图2为本发明的蜂窝夹心层的立体示意图；

图3为本发明的蜂窝夹心层的俯视图；

图4为本发明的蜂窝夹心层的侧面图；

图5为本发明的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。下述实施例中所述制备方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述原料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，或可常规方法制得。

实施例1：

如图1至图4所示，一种复合蜂窝夹芯板，包括：蜂窝夹芯层100和外覆盖层200，蜂窝夹芯层100由阵列分布的八边锥形窝体110构成，且八边锥形窝体110分上凸窝体和下凹窝体，八边锥形窝体110的底边每相隔一边设有正方形平面120，正方形平面120对称的两边所设的八边形锥体凹凸方向一致，正方形平面120相邻两边所设八边形锥体的凹凸方向相反；外覆盖层200粘附八边锥形窝体110的八边面上；

其中，蜂窝夹心层100由植物纤维复合材料制成按质量比为1:1取密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1的第一木纤维和密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1的第二木纤维混合得到木纤维原料。然后向木纤维原料中加入丙烯酸树脂粘合剂，混合均匀后在280℃高温下，以35000MPa的压力压制成型，制成植物纤维毡材料。植物纤维毡材料中纤维的质量百分比为75％，粘合剂的质量百分比为25％。

然后，如图5所示，植物纤维毡通过第一滚轮300传动，通过第一滚轮300上的第一喷头400向植物纤维毡的一面喷涂环氧树脂材料，随后植物纤维毡向下经过第二滚轮500和第二滚轮500下方的第二喷头600向植物纤维毡的另一面喷涂环氧树脂材料，第二滚轮500设置于第一滚轮300的下方，和第二随后在温度为100℃下经35000MPa压力的热压磨具压制成型得到所需的蜂窝夹芯板，其中，环氧树脂材料占面重的20％。

实施例2：

蜂窝夹心层100由植物纤维复合材料制成按质量比为1:1取密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1的第一木纤维和密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1的第二木纤维混合得到木纤维原料。然后向木纤维原料中加入丙烯酸树脂粘合剂，混合均匀后在280℃高温下，以35000MPa的压力压制成型，制成植物纤维毡材料。植物纤维毡材料中纤维的质量百分比为78％，粘合剂的质量百分比为22％。

然后按照图5所示将植物纤维毡支撑所需的蜂窝夹芯板，环氧树脂材料占面重的30％。

实施例3：

蜂窝夹心层100由植物纤维复合材料制成按质量比为1:1取密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1的第一木纤维和密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1的第二木纤维混合得到木纤维原料。然后向木纤维原料中加入丙烯酸树脂粘合剂，混合均匀后在280℃高温下，以35000MPa的压力压制成型，制成植物纤维毡材料。植物纤维毡材料中纤维的质量百分比为80％，粘合剂的质量百分比为20％。

然后，然后按照图5所示将植物纤维毡支撑所需的蜂窝夹芯板，环氧树脂材料占面重的50％。

实施例4：

蜂窝夹心层100由植物纤维复合材料制成按质量比为1:1取密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1的第一木纤维和密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1的第二木纤维混合得到木纤维原料。然后向木纤维原料中加入丙烯酸树脂粘合剂，混合均匀后在280℃高温下，以35000MPa的压力压制成型，制成植物纤维毡材料。植物纤维毡材料中纤维的质量百分比为85％，粘合剂的质量百分比为15％。

然后，然后按照图5所示将植物纤维毡支撑所需的蜂窝夹芯板，环氧树脂材料占面重的60％。

将本发明实施例1-4制备得到的蜂窝夹芯板进行测试，测试结果如表1所示。

表1：

对比例1：

对比例1与实施例3的区别仅在于，对比例1中环氧树脂材料占面重的15％。

对比例2：

对比例2与实施例3的区别仅在于，对比例2中环氧树脂材料占面重的65％。

对比例3：

对比例3与实施例3的区别仅在于，对比例3中热压成型的温度为20℃。

对比例4：

对比例4与实施例3的区别仅在于，对比例4中热压成型的温度为150℃。

对比例5：

对比例5与实施例3的区别仅在于，对比例5中热压成型的压力为18000MPa。

对比例6：

对比例6与实施例3的区别仅在于，对比例6中热压成型的压力为41000MPa。

对比例7：

对比例7与实施例3的区别仅在于，对比例7中的植物纤维毡材料中的第一木纤维由第二木纤维代替。

对比例8：

对比例8与实施例3的区别仅在于，对比例8中的植物纤维毡材料中的第二木纤维由第一木纤维代替。

将本发明对比例1-8制备得到的蜂窝夹芯板进行测试，测试结果如表2所示。

表2：

从表1和表2可知，本发明通过植物纤维毡和环氧树脂材料热压成型制成植物纤维复合材料，使复合材料具有强度高、防潮性好、阻燃性强等特点。

在上述实施例及其替换方案中，第一木纤维和第二木纤维的质量比还可以为1：0.5、1：0.6、1：0.7、1：0.8、1：0.9、1：1.1、1：1.2、1：1.3、1：1.4、1：1.5、1：1.6、1：1.7、1：1.8、1：1.9、1：2。

在上述实施例及其替换方案中，木纤维占植物纤维毡材料的质量百分比还包括但不限于76％、77％、79％、81％、82％、83％、84％。

在上述实施例及其替换方案中，粘合剂还可以为酚醛树脂活丙烯酸树脂或两种树脂的混合。

在上述实施例及其替换方案中，高温的温度还包括但不限于250℃、255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、285℃、290℃、295℃、300℃。

在上述实施例及其替换方案中，压制成型的压力还包括但不限于20000MPa、22000MPa、24000MPa、26000MPa、28000MPa、30000MPa、32000MPa、34000MPa、36000MPa、40000MPa。

在上述实施例及其替换方案中，环氧树脂材料用量还可以为占面重的21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％。

在上述实施例及其替换方案中，热压成型的温度还包括但不限于30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃。

在上述实施例及其替换方案中，热压成型的压力还包括但不限于20000MPa、21000MPa、22000MPa、23000MPa、24000MPa、25000MPa、26000MPa、27000MPa、28000MPa、29000MPa、30000MPa、31000MPa、32000MPa、33000MPa、34000MPa、36000MPa、37000MPa、38000MPa、39000MPa、40000MPa。

上述制成的植物纤维毡环氧复合材料应用于汽车零部件、汽车用板材、建筑地板、建筑室内外墙体、建筑瓷砖、吊顶材料中。

鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近，制成的植物纤维毡环氧复合材料的面重为800-2000g/m²，其中，环氧树脂材料占面重的20-60％。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明，仅以实施例1-4作为代表说明本发明申请优异之处。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处，同样都在本发明要求保护的范围内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.一种复合蜂窝夹芯板，其特征在于，包括：

外覆盖层，所述外覆盖层粘附八边锥形窝体的八边面上；

其中，所述蜂窝夹心层由植物纤维复合材料制成，。

2.根据权利要求1所述的一种复合蜂窝夹芯板，其特征在于：所述植物纤维复合材料由植物纤维材料和环氧树脂材料复合而成，面重为800-2000g/m²，其中，环氧树脂材料占面重的20-60％。

3.根据权利要求2所述的植物纤维毡环氧复合材料，其特征在于，所述植物纤维材料主要由以下质量百分比成分组成：木纤维：75-85％，粘合剂：15-25％。

4.根据权利要求3所述的植物纤维毡环氧复合材料，其特征在于，所述粘合剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的植物纤维毡环氧复合材料，其特征在于，所述木纤维由第一木纤维和第二木纤维按质量比为1：(0.5-2)混合而成。

6.根据权利要求5所述的植物纤维毡环氧复合材料，其特征在于，所述第一木纤维的密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为12-15％、直径为40-60μm、长径比为100-200:1；所述第二木纤维的密度为0.4-0.6g/cm³、含水率为8-13％、直径为0.2-0.5mm、长径比为1-6:1。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的复合蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于，包括步骤如下：

将植物纤维压制成植物纤维毡；

8.根据权利要求7所述的复合蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于，所述第二滚轮设置于第一滚轮端方，且第一滚轮和第二滚轮的转动方向相反，且植物纤维毡从第一滚轮顺滑至第二滚轮上。

9.根据权利要求7所述的复合蜂窝夹芯板的制造方法，其特征在于，所述高温磨具的温度为30-140℃，高温磨具下压的压力为20000-40000MPa。

10.根据权利要求7所述的植物纤维毡环氧复合材料的制备方法，其特征在于，所述植物纤维毡由木纤维和粘合剂混合，经高温压制成型制成植物纤维毡，所述高温压制成型的温度为250-300℃，压力为20000-40000MPa。