CN110181877A - 塑料蜂窝板及其制造方法 - Google Patents

塑料蜂窝板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110181877A
CN110181877A CN201910567867.8A CN201910567867A CN110181877A CN 110181877 A CN110181877 A CN 110181877A CN 201910567867 A CN201910567867 A CN 201910567867A CN 110181877 A CN110181877 A CN 110181877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plastic honeycomb
honeycomb sandwich
panel
graphene
board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910567867.8A
Other languages
English (en)
Inventor
童裳慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongsu New Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhongsu New Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongsu New Technology Co Ltd filed Critical Zhongsu New Technology Co Ltd
Priority to CN201910567867.8A priority Critical patent/CN110181877A/zh
Publication of CN110181877A publication Critical patent/CN110181877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/20Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for porous or cellular articles, e.g. of foam plastics, coarse-pored
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/04Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B13/12Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B32B27/365Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters comprising polycarbonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/02Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/08Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by added members at particular parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/184Preparation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/60Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
    • B29L2031/608Honeycomb structures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304Insulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306Resistant to heat
    • B32B2307/3065Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54Yield strength; Tensile strength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种塑料蜂窝板及其制造方法。该方法包括:(1)将第一粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第一表面,从而形成第一粘结层,将第一粘结层与第一面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第一面板贴合;其中,塑料蜂窝夹芯的材质为聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯或芳香族聚酰胺,塑料蜂窝夹芯的孔径为1~10mm;(2)将石墨烯凝胶粉填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构内;(3)将第二粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第二表面,从而形成第二粘结层,将第二粘结层与第二面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,然后释压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第二面板贴合。本发明的塑料蜂窝板的抗拉强度高、保温效果好。

Description

塑料蜂窝板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种塑料蜂窝板及其制造方法。
背景技术
目前,国家提倡创新、协调、绿色、开放、共享等五大发展理念,给建筑节能保温材料行业带来了利好消息。在国家提倡节能降耗、转型发展的大背景下,绿色低碳、节能环保已经成为建筑业不可回避的使命。建筑节能是关系到我国建设低碳经济、实现节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。
复合材料蜂窝夹芯板作为典型的复合材料轻质结构,在航空航天以及军事装备领域得到十分广泛的应用,对促进结构的轻量化、小型化和高性能化起到至关重要的作用;同样在吸波材料保温材料领域也有广泛的应用。石墨烯气凝胶属于世界上最轻的固体材料,最低密度只有2.5kg/m3,具有超低的导热系数,低至0.015W(m·k),而且石墨烯自组装成型,宏观形状可任意调节,耐火耐高温,属于新型超保温材料。
CN106499150A公开了一种气凝胶蜂窝夹芯板,由上下两层面板以及中间气凝胶蜂窝芯体组成。气凝胶蜂窝芯体的结构为:气凝胶片层全部覆盖蜂窝芯体表面,气凝胶片层中的气凝胶为SiO2气凝胶。由于该气凝胶蜂窝夹芯板的蜂窝芯体材料使用SiO2,其易团聚且表面能较高,导致制成材料的机械、热学性能受到影响。
CN108973250A公开了一种纤维增强树脂蜂窝夹芯结构复合材料,由上下两层纤维面及中间的蜂窝夹芯组成,将上下纤维面通过蜂窝夹芯利用3D编织或者缝织连接在一起。该蜂窝夹芯复合材料板必须要将上下两层纤维层连接在一起,制作复杂。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的之一在于提供一种塑料蜂窝板的制造方法,其可以改善塑料蜂窝板的抗拉强度。本发明的目的之二在于提供一种塑料蜂窝板,其抗拉强度得到提高。进一步地,本发明的塑料蜂窝板导热系数低、防火等级高。
一方面,本发明提供一种塑料蜂窝板的制造方法,包括如下步骤:
(1)将第一粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第一表面,从而形成第一粘结层,将第一粘结层与第一面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第一面板贴合;其中,塑料蜂窝夹芯的材质为聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯或芳香族聚酰胺,塑料蜂窝夹芯的孔径为1~10mm;
(2)将石墨烯凝胶粉填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构内;
(3)将第二粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第二表面,从而形成第二粘结层,将第二粘结层与第二面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,然后释压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第二面板贴合。
根据本发明的制造方法,优选地,步骤(1)中,塑料蜂窝夹芯的面密度为6~10kg/m2
根据本发明的制造方法,优选地,步骤(1)中,加压固化的时间为0.2~1.5h;第一面板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种,第一粘结剂选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。
根据本发明的制造方法,优选地,步骤(2)中,所述石墨烯凝胶粉的密度为2.5~8kg/m3
根据本发明的制造方法,优选地,步骤(3)中,加压固化的时间为1.5~5h,释压固化的时间为8~15h;第二面板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种,第二粘结剂选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。
根据本发明的制造方法,优选地,还包括如下步骤:(4)将无机保温条贴合在塑料蜂窝夹芯的四周,得到塑料蜂窝板。
根据本发明的制造方法,优选地,包括石墨烯凝胶粉的生产步骤:
(1’)将交联剂和表面活性剂的混合溶液与氧化石墨烯溶液混合,得到发泡溶液;其中,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:0.006~0.18;氧化石墨烯与表面活性剂的质量比为1:0.1~1;所述的交联剂选自碱金属的四硼酸盐或硼酸,所述的表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、动物蛋白或植物蛋白中的一种;
(2’)将发泡溶液与还原剂混合,得到石墨烯水凝胶;其中,氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:2~10;所述的还原剂选自乙二胺、抗坏血酸钠、没食子酸、水合肼、硼氢化钠、硫化钠、连二亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种;
(3’)将石墨烯水凝胶后处理得到石墨烯凝胶粉。
根据本发明的制造方法,优选地,所述氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的浓度为2~10mg/ml;氧化石墨烯的纯度在95%以上,片径≤50μm,片层厚度≤30nm,氧碳摩尔比为0.15~0.65。
另一方面,本发明提供上述制造方法得到的塑料蜂窝板。
根据本发明的塑料蜂窝板,优选地,塑料蜂窝板的导热系数为0.023W/(m·K)以下,且抗拉强度为0.19MPa以上。
本发明将石墨烯凝胶粉代替二氧化硅凝胶填充至塑料蜂窝夹芯,从而改善了塑料蜂窝板的抗拉强度和保温性能。根据本发明优选的技术方案,通过选择合适的塑料蜂窝夹芯孔径,使得抗拉强度得到进一步改善。
附图说明
图1为塑料蜂窝板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
本发明的制造方法包括制造塑料蜂窝板,还可以包括制备石墨烯凝胶粉。下面进行详细介绍。
<制造塑料蜂窝板>
制造塑料蜂窝板包括如下步骤:(1)塑料蜂窝夹芯与第一面板结合步骤;(2)石墨烯凝胶粉填充步骤;(3)塑料蜂窝夹芯与第二面板结合步骤。此外,本发明的方法还可以包括如下步骤:(4)无机保温条贴合步骤。
在步骤(1)中,将第一粘结剂涂覆在塑料蜂窝夹芯的第一表面,形成第一粘结层,将第一粘结层与第一面板接触,通过压制将二者预粘结。根据本发明的一个实施方式,将第一粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第一表面,从而形成第一粘结层,将第一粘结层与第一面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第一面板贴合。加压固化的压力可以为0.05~0.2MPa,优选为0.08~0.15MPa,更优选为0.1~0.15MPa。加压固化的时间可以为0.2~1.5h,优选为0.2~1.0h,更优选为0.5~0.8h。
第一粘结剂可以选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。优选地,第一粘结剂选自聚氨酯粘结剂或硅酸盐粘结剂。根据本发明的一个实施方式,粘结剂为聚氨酯粘结剂。
在本发明中,塑料蜂窝夹芯的材质为聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯或芳香族聚酰胺;优选为聚碳酸酯或聚烯烃。塑料蜂窝夹芯的材质具体可以为聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氨酯PU、聚碳酸酯PC、芳香族聚酰胺。根据本发明的一个实施方式,塑料蜂窝夹芯为PC蜂窝夹芯或PP蜂窝夹芯,更优选为PC蜂窝夹芯。塑料蜂窝夹芯的孔径可以为1~15mm,优选为5~15mm,更优选为10~15mm。塑料蜂窝夹芯的面密度为6~10kg/m2,优选为6~9kg/m2,更优选为6~8kg/m2。这样有利于抗拉强度的提高。
本发明的第一面板可以选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种。优选地,第一面板选自硅酸钙板、水泥板。更优选地,第一面板为硅酸钙板。这样有利于改善抗拉强度。
在步骤(2)中,将石墨烯凝胶粉填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构内。可以采用本领域常规的方法进行填充。塑料蜂窝夹芯具有多个空腔结构,至少一部分的空腔结构内容纳有石墨烯凝胶粉。优选地,大部分空腔结构内容纳有石墨烯凝胶粉。石墨烯凝胶粉的密度可以为2.5~8kg/m3,优选为3~7kg/m3,更优选为3~5.5kg/m3。这样可以兼顾导热系数和抗拉强度。
在步骤(3)中,将第二粘结剂涂覆在塑料蜂窝夹芯的第二表面,形成第二粘结层,将第二粘结层与第二面板接触,通过固化处理将二者结合。根据本发明的一个实施方式,将第二粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第二表面,从而形成第二粘结层,将第二粘结层与第二面板接触,在0.06~0.3MPa下加压固化,然后释压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第二面板贴合。加压固化的压力可以为0.05~0.2MPa,优选为0.08~0.15MPa,更优选为0.1~0.15MPa。加压固化的时间可以为1.5~5h,优选为2~3.5h,更优选为2~3h。释压后继续固化8~15h,优选为9~13h,更优选为10~12h。这样可以进一步改善抗拉强度。
第二粘结剂可以选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。优选地,粘结剂选自聚氨酯粘结剂或硅酸盐粘结剂。根据本发明的一个实施方式,粘结剂为聚氨酯粘结剂。
本发明的第二面板可以选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种。优选地,第二面板选自硅酸钙板、水泥板。更优选地,第二面板为硅酸钙板。这样有利于改善抗拉强度。
在步骤(4)中,将无机保温条贴合在塑料蜂窝夹芯的四周,得到塑料蜂窝板。无机保温条选自陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、石棉条或岩棉条中的一种;优选为陶瓷纤维条或石棉条;更优选为陶瓷纤维条。
<塑料蜂窝板>
本发明的塑料蜂窝板可以采用上述方法得到。图1为塑料蜂窝板的结构示意图。本发明的塑料蜂窝板包括第一面板、第一粘结层、第二粘结层塑料蜂窝夹芯、石墨烯凝胶粉、第二面板和无机保温条。塑料蜂窝夹芯设置在第一面板和第二面板之间。塑料蜂窝夹芯与第一面板之间设置有第一粘结层,塑料蜂窝夹芯与第二面板之间有第二粘结层。塑料蜂窝夹芯的内部形成蜂窝状结构,其中形成多个空腔结构。这些空腔的至少一部分填充有石墨烯凝胶粉。无机保温条贴合在塑料蜂窝夹芯的四周,保护塑料蜂窝夹芯。
本发明的第一面板可以选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种。优选地,第一面板选自硅酸钙板、水泥板。更优选地,第一面板为硅酸钙板。这样有利于改善抗拉强度。
本发明的第二面板可以选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种。优选地,第二面板选自硅酸钙板、水泥板。更优选地,第二面板为硅酸钙板。这样有利于改善抗拉强度。
本发明的塑料蜂窝夹芯位于所述第一面板和所述第二面板之间。塑料蜂窝夹芯与第一面板之间设置有第一粘结层,从而将二者预粘结在一起。第一粘结层的粘结剂可以选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。优选地,粘结剂选自聚氨酯粘结剂或硅酸盐粘结剂。根据本发明的一个实施方式,粘结剂为聚氨酯粘结剂。
在本发明中,塑料蜂窝夹芯与第二面板之间设置有第二粘结层。第二粘结层的粘结剂可以选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。优选地,粘结剂选自聚氨酯粘结剂或硅酸盐粘结剂。根据本发明的一个实施方式,粘结剂为聚氨酯粘结剂。
本发明的无机保温条贴合在塑料蜂窝夹芯的四周。无机保温条选自陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、石棉条或岩棉条中的一种;优选为陶瓷纤维条或石棉条;更优选为陶瓷纤维条。
本发明的石墨烯凝胶粉的密度可以为2.5~8kg/m3,优选为3~7kg/m3,更优选为3~5.5kg/m3。这样可以兼顾导热系数和抗拉强度。本发明的石墨烯凝胶粉也可以采用上述方法获得,这里不再赘述。
在本发明中,塑料蜂窝夹芯的材质为聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯或芳香族聚酰胺;优选为聚碳酸酯或聚烯烃。塑料蜂窝夹芯的材质具体可以为聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氨酯PU、聚碳酸酯PC、芳香族聚酰胺。根据本发明的一个实施方式,塑料蜂窝夹芯为PC蜂窝夹芯或PP蜂窝夹芯,更优选为PC蜂窝夹芯。塑料蜂窝夹芯的孔径可以为1~15mm,优选为5~15mm,更优选为10~15mm。塑料蜂窝夹芯的面密度为6~10kg/m2,优选为6~9kg/m2,更优选为6~8kg/m2。这样有利于抗拉强度的提高。
本发明的塑料蜂窝板的导热系数为0.023W/(m·K)以下,优选为0.021W/(m·K)以下。抗拉强度为0.19MPa以上,优选为0.22MPa以上。
<制备石墨烯凝胶粉>
制备石墨烯凝胶粉包括如下步骤:(1’)制备发泡溶液的步骤;(2’)制备石墨烯水凝胶的步骤;(3’)制备石墨烯的步骤。
在步骤(1’)中,将交联剂和表面活性剂的混合液与氧化石墨烯溶液混合,得到发泡溶液。本发明中的氧化石墨烯可以采用常规方法获得。包括但不限于通过Hummers法、Brodie法、Staudenmaier法等方法制备得到。根据本发明的一个具体的实施方式,氧化石墨烯通过Hummers法制备得到。氧化石墨烯的纯度在95%以上,片径≤50μm,片层厚度≤30nm,氧碳摩尔比为0.15~0.65。优选地,氧化石墨烯的纯度在96%以上。更优选地,氧化石墨烯的纯度在98%以上。例如,可以为99%。优选地,氧化石墨烯的片径为2~45μm。更优选地,氧化墨烯的片径为20~30μm。优选地,氧化石墨烯的片层厚度为1~10nm。更优选地,氧化石墨烯的片层厚度为5~10nm。优选地,氧化石墨烯的氧碳摩尔比为0.2~0.5。更优选地,氧化石墨烯的氧碳摩尔比为0.3~0.5。这样可以使制备得到的石墨烯具有更高的抗压强度。氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的浓度为2~10mg/ml。优选地,氧化石墨烯的浓度为3~8mg/ml。更优选地,氧化石墨烯的浓度为4~6mg/ml。
在步骤(1’)中,交联剂可以为碱金属的四硼酸盐或硼酸。根据本发明的一个具体实施方式,交联剂为碱金属的四硼酸盐。碱金属的四硼酸盐的实例包括但不限于四硼酸钠。这样可以使石墨烯达到更好的交联效果,更高的抗压强度。在本发明中,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:0.006~0.18。优选地,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:0.01~0.1。更优选地,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:0.03~0.08。这样可以使石墨烯达到更好的交联效果,更高的抗压强度。
在步骤(1’)中,表面活性剂可以选自十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、动物蛋白或植物蛋白中的一种。优选地,表面活性剂可以选自十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。更优选地,表面活性剂为十二烷基硫酸钠。这样可以使石墨烯具有更高的抗压强度。氧化石墨烯与表面活性剂的质量比为1:0.1~1。优选地,氧化石墨烯与表面活性剂的质量比为1:0.3~1。更优选地,氧化石墨烯与表面活性剂的质量比为1:0.5~0.8。这样可以使石墨烯具有更高的抗压强度。
交联剂和表面活性剂的混合液可以通过超声的方法制备得到。超声时间为10~30min。优选地,超声时间为10~20min。更优选地,超声时间为10~15min。交联剂和表面活性剂的混合溶液与氧化石墨烯溶液在搅拌的条件下混合,转速为5000~20000rpm。优选地,转速为8000~15000rpm。更优选地,转速为10000~13000rpm。交联剂和表面活性剂的混合溶液与氧化石墨烯溶液的反应温度为50~150℃。优选地,反应温度为70~120℃。更优选地,反应温度为70~100℃。反应时间为30~120min。优选地,反应时间为40~100min。更优选地,反应时间为50~80min。这样可以达到更好的交联效果,以及发泡效果,使制备得到的石墨烯具有更高的抗压强度。
在步骤(2’)中,将发泡溶液与还原剂混合,得到石墨烯水凝胶。还原剂选自乙二胺、抗坏血酸钠、没食子酸、水合肼、硼氢化钠、硫化钠、连二亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种。优选地,还原剂为乙二胺、抗坏血酸钠或没食子酸。更优选地,还原剂为乙二胺。氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:2~10。优选地,氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:2~7。更优选地,氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:3~6。这样可以使制备得到的石墨烯具有更高的抗压强度。
发泡溶液与还原剂的反应温度为50~150℃。优选地,反应温度为70~120℃。更优选地,反应温度为70~100℃。反应时间为5~20h。优选地,反应时间为5~15h。更优选地,反应时间为8~12h。这样可以使制备得到的石墨烯具有更高的抗压强度。在本发明中,还可以包括将石墨烯水凝胶进行洗涤的步骤。洗涤步骤所使用的洗液可以为水或乙醇的水溶液。优选地,洗液为乙醇的水溶液。更优选地,乙醇的水溶液中乙醇的含量为1~10vol%。
在步骤(3’)中,将石墨烯水凝胶冷冻和解冻,得到石墨烯。冷冻的时间为10~35h。优选地,冷冻时间为15~30h。更优选地,冷冻时间为18~25h。在解冻步骤后还可以包括干燥的步骤。干燥温度为40~100℃。优选地,干燥温度为50~90℃。更优选地,干燥温度为60~80℃。干燥时间为12~36h。优选地,干燥时间为15~30h。更优选地,干燥时间为20~25h。这样可以使制备得到的石墨烯具有更高的抗压强度。
下面介绍以下实施例的测试方法:
抗拉强度:JG/T 287-2013《保温装饰板外墙外保温系统材料》进行测定。
导热系数:颗粒或粉料样品的导热系数测试采用瞬态热线法,参考GB/T 10297-2015《非金属固体材料导热系数的测定热线法》,将样品均匀填充到样品盒中,在两个样品盒中间置入线热源,线热源直接接触到样品。
防火等级:样品的燃烧性能测试参考GB/T 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》。
制备例1
称取300mg氧化石墨烯(纯度为98%,片径为20μm,片层厚度为4nm),将其溶解于水中,超声分散,配制得到5mg/ml的氧化石墨烯水溶液。
分别称取3mg四硼酸钠和150mg十二烷基硫酸钠,将其溶解于水中,超声分散10min,得到四硼酸钠和十二烷基硫酸钠的混合溶液。
将氧化石墨烯水溶液与四硼酸钠和十二烷基硫酸钠的混合溶液,在转速10000rpm条件下搅拌混合,然后在80℃条件下反应1h,得到发泡溶液。
称取1500mg抗环血酸钠与发泡溶液,搅拌,混合。在80℃下反应10h,然后用1vol%的乙醇水溶液洗涤,得到石墨烯水凝胶。
将石墨烯水凝胶在低温条件下冷冻20h,解冻到室温,在65℃下干燥24h,得到石墨烯凝胶粉。
实施例1
准备一块PC蜂窝夹芯(尺寸300×300×30mm,孔径15mm,面密度为8kg/m2)。在塑料蜂窝夹芯的第一表面涂覆一层作为第一粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第一粘结层。将尺寸为300×300×2mm的硅酸钙板贴合至第一粘结层。0.1MPa加压固化30min。将密度为5kg/m2的石墨烯凝胶粉(制备例1)填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构中。在塑料蜂窝夹芯的第二表面涂覆一层作为第二粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第二粘结层。将尺寸为300×300×5mm的硅酸钙板贴合至第二粘结层。0.1MPa加压固化2h,释压固化12h。在塑料蜂窝夹芯的四周用陶瓷纤维毡密封,得到塑料蜂窝板。
实施例2
准备一块PC蜂窝夹芯(尺寸300×300×30mm,孔径5mm,面密度为8kg/m2)。在塑料蜂窝夹芯的第一表面涂覆一层作为第一粘结剂的硅酸盐粘结剂,形成第一粘结层。将尺寸为300×300×2mm的硅酸钙板贴合至第一粘结层。0.1MPa加压固化30min。将密度为5kg/m2的石墨烯凝胶粉(制备例1)填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构中。在塑料蜂窝夹芯的第二表面涂覆一层作为第二粘结剂的硅酸盐粘结剂,形成第二粘结层。将尺寸为300×300×5mm的硅酸钙板贴合至第二粘结层。0.1MPa加压固化2h,释压固化12h。在塑料蜂窝夹芯的四周用石棉条密封,得到塑料蜂窝板。
实施例3
准备一块塑料蜂窝夹芯(尺寸300×300×30mm,孔径10mm,面密度为8kg/m2)。在塑料蜂窝夹芯的第一表面涂覆一层作为第一粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第一粘结层。将尺寸为300×300×2mm的水泥板贴合至第一粘结层。0.1MPa加压固化30min。将密度为5kg/m2的石墨烯凝胶粉(制备例1)填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构中。在塑料蜂窝夹芯的第二表面涂覆一层作为第二粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第二粘结层。将尺寸为300×300×5mm的水泥板贴合至第二粘结层。0.1MPa加压固化2h,释压固化12h。在塑料蜂窝夹芯的四周用陶瓷纤维毡密封,得到塑料蜂窝板。
比较例1
准备一块塑料蜂窝夹芯(尺寸300×300×30mm,孔径10mm,面密度为6kg/m2)。在塑料蜂窝夹芯的第一表面涂覆一层作为第一粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第一粘结层。将尺寸为300×300×2mm的硅酸钙板贴合至第一粘结层。0.1MPa加压固化30min。将SiO2气凝胶填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构中。在塑料蜂窝夹芯的第二表面涂覆一层作为第二粘结剂的聚氨酯粘结剂,形成第二粘结层。将尺寸为300×300×5mm的硅酸钙板贴合至第二粘结层。0.1MPa加压固化2h,释压固化12h。在塑料蜂窝夹芯的四周用陶瓷纤维毡密封,得到塑料蜂窝板。
对上述塑料蜂窝板进行性能测试。结果如下表1所示。
表1塑料蜂窝板的性能测试
本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种塑料蜂窝板的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将第一粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第一表面,从而形成第一粘结层,将第一粘结层与第一面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第一面板贴合;其中,塑料蜂窝夹芯的材质为聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯或芳香族聚酰胺,塑料蜂窝夹芯的孔径为1~10mm;
(2)将石墨烯凝胶粉填充至塑料蜂窝夹芯的空腔结构内;
(3)将第二粘结剂涂覆于塑料蜂窝夹芯的第二表面,从而形成第二粘结层,将第二粘结层与第二面板接触,在0.05~0.2MPa下加压固化,然后释压固化,从而将塑料蜂窝夹芯与第二面板贴合。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,步骤(1)中,塑料蜂窝夹芯的面密度为6~10kg/m2
3.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,步骤(1)中,加压固化的时间为0.2~1.5h;第一面板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种,第一粘结剂选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,步骤(2)中,所述石墨烯凝胶粉的密度为2.5~8kg/m3
5.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,步骤(3)中,加压固化的时间为1.5~5h,释压固化的时间为8~15h;第二面板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板或纤维密度板中的一种或多种,第二粘结剂选自聚氨酯粘结剂、环氧树脂粘结剂、有机硅树脂粘结剂、硅酸盐粘结剂、磷酸盐粘结剂中一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,还包括如下步骤:(4)将无机保温条贴合在塑料蜂窝夹芯的四周,得到塑料蜂窝板。
7.根据权利要求1~6任一项所述的制造方法,其特征在于,包括石墨烯凝胶粉的生产步骤:
(1’)将交联剂和表面活性剂的混合溶液与氧化石墨烯溶液混合,得到发泡溶液;其中,氧化石墨烯与交联剂的质量比为1:0.006~0.18;氧化石墨烯与表面活性剂的质量比为1:0.1~1;所述的交联剂选自碱金属的四硼酸盐或硼酸,所述的表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、动物蛋白或植物蛋白中的一种;
(2’)将发泡溶液与还原剂混合,得到石墨烯水凝胶;其中,氧化石墨烯与还原剂的质量比为1:2~10;所述的还原剂选自乙二胺、抗坏血酸钠、没食子酸、水合肼、硼氢化钠、硫化钠、连二亚硫酸钠或硫酸亚铁中的一种;
(3’)将石墨烯水凝胶后处理得到石墨烯凝胶粉。
8.根据权利要求7所述的制造方法,其特征在于,所述氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的浓度为2~10mg/ml;氧化石墨烯的纯度在95%以上,片径≤50μm,片层厚度≤30nm,氧碳摩尔比为0.15~0.65。
9.根据权利要求1~8任一项所述的制造方法得到的塑料蜂窝板。
10.根据权利要求9所述的塑料蜂窝板,其特征在于,塑料蜂窝板的导热系数为0.023W/(m·K)以下,且抗拉强度为0.19MPa以上。
CN201910567867.8A 2019-06-27 2019-06-27 塑料蜂窝板及其制造方法 Pending CN110181877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910567867.8A CN110181877A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 塑料蜂窝板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910567867.8A CN110181877A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 塑料蜂窝板及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110181877A true CN110181877A (zh) 2019-08-30

Family

ID=67723817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910567867.8A Pending CN110181877A (zh) 2019-06-27 2019-06-27 塑料蜂窝板及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110181877A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114030269A (zh) * 2021-11-22 2022-02-11 成都飞机工业(集团)有限责任公司 石墨烯填充蜂窝芯吸波隐身复合材料的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103408786A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 复旦大学 一种石墨烯-聚合物多孔复合材料的制备方法
CN104553091A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 高俊丽 一种气凝胶复合板及其制备方法
CN105645404A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 浙江大学 一种蜂窝状结构石墨烯气凝胶球及其制备方法
CN106517160A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 青岛科技大学 一种各向同性超弹性石墨烯气凝胶的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103408786A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 复旦大学 一种石墨烯-聚合物多孔复合材料的制备方法
CN104553091A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 高俊丽 一种气凝胶复合板及其制备方法
CN105645404A (zh) * 2016-03-28 2016-06-08 浙江大学 一种蜂窝状结构石墨烯气凝胶球及其制备方法
CN106517160A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 青岛科技大学 一种各向同性超弹性石墨烯气凝胶的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHI AN等: "《Adv.Mater》", 31 December 2011 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114030269A (zh) * 2021-11-22 2022-02-11 成都飞机工业(集团)有限责任公司 石墨烯填充蜂窝芯吸波隐身复合材料的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110922095B (zh) 一种复合二氧化硅气凝胶毡的制备方法
CN106567474A (zh) 一种二氧化硅纳米气凝胶空芯玻璃微珠复合防火保温板材料及其制备方法
CN111516346B (zh) 一种隔热保温板及其制备方法
CN104016624B (zh) 高强度低密度阻燃无机墙体保温材料及其制备方法
CN102587516A (zh) 一种建筑墙体用真空绝热板及其制备方法
CN203462602U (zh) 外墙防火保温复合板
CN108892471B (zh) 一种复合隔热保温毡的制备方法
CN101333111A (zh) 一种可耐高温、高效保温墙体材料及其制造方法
CN109279811A (zh) 一种建筑保温隔热复合材料的制备方法
CN110181879A (zh) 石墨烯气凝胶纤维复合蜂窝铝板及其制备方法
CN104044312B (zh) 彩钢复合板、其制备方法及包括其的彩钢夹芯板
CN114934602A (zh) 无机复合保温板的制备方法
CN110285289A (zh) 一种真空绝热板芯材及其制备方法以及一种真空绝热板
CN103317789A (zh) 厚抹灰防火砂浆酚醛树脂板及酚醛专用防火砂浆
CN110181876A (zh) 纸蜂窝板及其制造方法
CN110181877A (zh) 塑料蜂窝板及其制造方法
CN202866021U (zh) 一种防火保温板
KR101885600B1 (ko) 보온판재 및 그 제조방법
CN205296559U (zh) 一种轻质拼接墙板
CN105672506A (zh) 一种岩棉硅铝气凝胶复合夹心保温防火板
CN103726624A (zh) 一种高效保温防火复合装饰板
CN105735500A (zh) 一种无纺布硅铝气凝胶复合夹心保温防火板
CN110181875A (zh) 蜂窝夹芯板及其制备方法和用途
CN103570327A (zh) 一种建筑用匀质复合防火保温材料
CN110281598A (zh) 塑料蜂窝板及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190830