CN117445493B - 一种填充聚合物增强铝蜂窝板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝蜂窝板制备技术领域，具体是提供了一种填充聚合物增强铝蜂窝板及其制备方法，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板、铝蜂窝芯、填充聚合物、上铝板、粘合层；其中，所述填充聚合物由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10~20份、生物质多孔碳30~50份、纳米氧化锌10~15份、阻燃剂5~10份、表面活性剂5~10份。填充聚合物增强的铝蜂窝板具有优异的隔热保暖、隔音、抗菌性能，并且生物质多孔碳的使用显著降低了原料成本。

Description

一种填充聚合物增强铝蜂窝板及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝蜂窝板制备技术领域，具体涉及一种填充聚合物增强铝蜂窝板及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会对建筑材料性能的日益严苛要求，装修领域对于轻质、高强度、环保的材料呈现迅猛的增长趋势。在众多材质中，铝蜂窝板因其独特的结构设计、轻量化特性以及卓越的强度，已成为建筑、室内装修等领域的炙手可热之选。铝蜂窝板的构造独特，由铝蜂窝芯和两层薄铝板组成，形成了一种轻质复合材料。这种设计理念使得铝蜂窝板不仅具备卓越的强度重量比和刚性，还表现出杰出的隔热、隔音以及耐候性能。在建筑领域，这种材料的运用不仅提高了施工效率，还满足了对材料性能多元化的需求。
然而，在北方寒冷地区，对铝蜂窝板的隔热保暖性能提出了更高的要求。随着人们对居住环境舒适性的不断追求，铝蜂窝板需要进一步改进其在极端寒冷条件下的隔热性能，以更好地满足寒冷气候地区的建筑需求。另外，铝蜂窝板在经历雨天或潮湿天气后，容易吸收水分，为微生物的滋生提供了可能。这对环境卫生产生一定的影响。因此，在材料的设计和应用中，有必要考虑如何进一步改进铝蜂窝板的防潮抗菌性能，提高其环境卫生的整体表现。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种填充聚合物增强铝蜂窝板及其制备方法，在铝蜂窝板中的铝蜂窝芯中填充由环氧树脂、超支化环氧树脂、生物质多孔碳、纳米氧化锌、阻燃剂、表面活性剂合成的填充聚合物，增强铝蜂窝板的隔热保暖、隔音、抗菌性能，并且生物质多孔碳的使用使得材料更加可持续，符合当今社会对于环保和可再生资源的关切。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板、铝蜂窝芯、填充聚合物、上铝板、粘合层。
优选地，所述上铝板和下铝板均为铝合金面板，采用3003铝合金、6061铝合金、6063铝合金中的任何一种，厚度为0.5~1.5 mm。
优选地，所述铝蜂窝芯为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形孔道的边长为6~8 mm，厚度为0.15~0.3 mm，铝蜂窝芯厚度为15~30 mm。
优选地，所述填充聚合物由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10~20份、生物质多孔碳30~50份、纳米氧化锌10~15份、阻燃剂5~10份、表面活性剂5~10份。
优选地，所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将生物质废料用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：1~2均匀混合，并在60℃干燥6h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化3~5 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化1~2 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳。
优选地，所述步骤S1中生物质废料为牡丹果荚、玉米秸秆、芦苇秸秆、荞麦壳中的任何一种。
优选地，所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯10~20份、三甲酯磷酸酯4~6份、三乙酯磷酸酯2~5份。
优选地，所述表面活性剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲氧基丙基三乙氧基硅烷中的任何一种。
优选地，所述粘合层由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30~50份、聚氨酯10~20份、端羧基丁腈橡胶10~20份、双氢胺5~10份、水10~20份。
本发明还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板和上铝板切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5~10 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5~10 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层，将铝蜂窝芯下表面与氟碳化下铝板的粘合层结合，80~90℃加压固化，将填充聚合物注入铝蜂窝芯的空腔结构中，80~90℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层，与铝蜂窝芯上表面结合，80~90℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
本发明取得的有益效果如下：
本发明利用生物质废料合成生物质多孔碳，可以降低原料成本，使材料更加符合可持续发展理念的，将其作为主要原料与环氧树脂、超支化环氧树脂、纳米氧化锌、阻燃剂、表面活性剂等合成填充聚合物，填充聚合物的环氧树脂及生物质多孔碳含有多孔结构，其材料本身具有较高的比热容，及多孔结构也可以较好的隔断热量传递，减少热传导，合成的铝蜂窝板具有良好的隔热保温效果；铝蜂窝板结构本身就具有一定的隔音效果，而填充聚合物的引入可以进一步提升材料的隔音性能，降低噪音传导；填充聚合物中加入具有抗菌性能的纳米氧化锌，可以有效防止潮湿条件下铝蜂窝板中细菌的滋生，提高环境卫生状况；并且本发明合成的生物质多孔碳的高比表面积可以吸附多种气体，具有一定的阻燃性能，其与加入的阻燃剂结合使铝蜂窝板具有一定的防火能力；粘合剂采用超支化环氧树脂作为主要成分，有效增强铝板与铝蜂窝芯的粘黏强度，防止铝板发生脱落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提出的铝蜂窝板的结构示意图；
图2为本发明实施例1所制备的生物质多孔碳的扫描电镜图；
图3未本发明实施例1及对比例1-3的抗菌性能图。
标号说明：1、上铝板，2、粘合层，3、填充聚合物，4、铝蜂窝芯，5、下铝板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
实施例1：本实施例提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、填充聚合物3、上铝板1、粘合层2。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用6061铝合金，厚度为0.5 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为6 mm，厚度为0.15 mm，铝蜂窝芯4厚度为15 mm。
所述填充聚合物3由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10份、生物质多孔碳30份、纳米氧化锌10份、阻燃剂5份、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷5份。
所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将牡丹果荚用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：1均匀混合，并在60℃干燥6h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化3 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化1 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳。
所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯10份、三甲酯磷酸酯4份、三乙酯磷酸酯2份。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30份、聚氨酯10份、端羧基丁腈橡胶10份、双氢胺5份、水10份。
本实施例还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，80℃加压固化，将填充聚合物3注入铝蜂窝芯4的空腔结构中，80℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，80℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
实施例2：本实施例提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、填充聚合物3、上铝板1、粘合层2。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用6063铝合金，厚度为1.5 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为8 mm，厚度为0.3 mm，铝蜂窝芯4厚度为30 mm。
所述填充聚合物3由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂20份、生物质多孔碳50份、纳米氧化锌15份、阻燃剂10份、γ-甲氧基丙基三甲氧基硅烷10份。
所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将玉米秸秆用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：2均匀混合，并在60℃干燥6h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化5 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化2 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳。
阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯20份、三甲酯磷酸酯6份、三乙酯磷酸酯5份。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂50份、聚氨酯20份、端羧基丁腈橡胶20份、双氢胺10份、水20份。
本实施例还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡10 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡10 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，90℃加压固化，将填充聚合物3注入铝蜂窝芯4的空腔结构中，90℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，90℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
实施例3：本实施例提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、填充聚合物3、上铝板1、粘合层2。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用3003铝合金，厚度为1 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为7 mm，厚度为0.2 mm，铝蜂窝芯4厚度为20 mm。
所述填充聚合物3由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂15份、生物质多孔碳40份、纳米氧化锌12份、阻燃剂7份、γ-甲氧基丙基三乙氧基硅烷7份。
所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将荞麦壳用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：1.5均匀混合，并在60℃干燥6h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化4 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化1.5 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳。
所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯15份、三甲酯磷酸酯5份、三乙酯磷酸酯3份。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂40份、聚氨酯15份、端羧基丁腈橡胶15份、双氢胺7份、水15份。
本实施例还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡8 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡8 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，85℃加压固化，将填充聚合物3注入铝蜂窝芯4的空腔结构中，85℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，85℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
对比例1：本对比例提出了一种铝蜂窝板，其与实施例1的区别仅在于不添加填充聚合物3，其余组分、组分含量、实验步骤与实施例1相同，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、上铝板1、粘合层2。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用6061铝合金，厚度为0.5 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为6 mm，厚度为0.15 mm，铝蜂窝芯4厚度为15 mm。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30份、聚氨酯10份、端羧基丁腈橡胶10份、双氢胺5份、水10份。
本对比例还提出了一种铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，80℃加压固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，80℃加压固化，得到铝蜂窝板。
对比例2：本对比例提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其与实施例1的区别仅在于填充聚合物3中不添加生物质多孔碳，其余组分、组分含量、实验步骤与实施例1相同，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、填充聚合物3、上铝板1、粘合剂。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用6061铝合金，厚度为0.5 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为6 mm，厚度为0.15 mm，铝蜂窝芯4厚度为15 mm。
所述填充聚合物3由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10份、纳米氧化锌10份、阻燃剂5份、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷5份。
所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯10份、三甲酯磷酸酯4份、三乙酯磷酸酯2份。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30份、聚氨酯10份、端羧基丁腈橡胶10份、双氢胺5份、水10份。
本对比例还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，80℃加压固化，将填充聚合物3注入铝蜂窝芯4的空腔结构中，80℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，80℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
对比例3：本对比例提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其与实施例1的区别仅在于填充聚合物3中不添加纳米氧化锌，其余组分、组分含量、实验步骤与实施例1相同，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板5、铝蜂窝芯4、填充聚合物3、上铝板1、粘合层2。
所述上铝板1和下铝板5均为铝合金面板，采用6061铝合金，厚度为0.5 mm。
所述铝蜂窝芯4为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形结构的边长为6 mm，厚度为0.15 mm，铝蜂窝芯4厚度为15 mm。
所述填充聚合物3由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10份、生物质多孔碳30份、阻燃剂5份、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷5份。
所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将牡丹果荚用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：1均匀混合，并在60℃干燥6h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化3 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化1 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳。
所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯酯磷酸酯10份、三甲酯磷酸酯4份、三乙酯磷酸酯2份。
所述粘合层2由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30份、聚氨酯10份、端羧基丁腈橡胶10份、双氢胺5份、水10份。
本对比例还提出了一种填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，包括以下步骤：
i. 将下铝板5和上铝板1切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，将铝蜂窝芯4下表面与氟碳化下铝板的粘合层2结合，80℃加压固化，将填充聚合物3注入铝蜂窝芯4的空腔结构中，80℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层2，与铝蜂窝芯4上表面结合，80℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
实验例1：通过电子显微镜对生物质多孔碳的表面形貌进行观察。
图2为本发明实施例1所制备的生物质多孔碳的扫描电镜图，如图所示，生物质多孔碳表面粗糙，具有不均匀的空隙结构，表明生物质多孔碳的成功制备。
实验例2：性能测试：
燃烧性能测试：依据标准GB/T 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，按等级可分为A、不燃材料，B1、难燃材料、B2、可燃材料、B3、易燃材料；
抗拉强度：依据标准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：依据标准GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》进行测定；
隔音量：依据标准GB/T 19889.3-2005《声学 建筑和建筑构件隔声测量第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量》进行测定。
表1 性能测试数据
如上表所示，实施例1-3及对比例1和对比例3的均为不燃材料，这是由于铝合金板的不可燃性能，以及填充聚合物3中生物质多孔碳和阻燃剂共同作用的结果，对比例2为难燃材料，表明生物质多孔碳具有一定的阻燃性能；实施例1-3及对比例2-3相比于未填充聚合物3的对比例1，其抗拉强局均较高，这表明填充聚合物3可以显著增加铝蜂窝板的抗拉强度；实施例1-3及对比例3的导热系数较低，均小于0.1 W/(m·K)，对比例1合成的铝蜂窝板未添加填充聚合物3，导热系数最高，对比例2合成的铝蜂窝板未添加生物质多孔碳，导热系数为0.136 W/(m·K)，这表明填充聚合物3可以降低导热系数，而进一步添加生物质多孔碳可以更大程度的降低高热系数，提高隔热保暖效果；同理，实施例1-3及对比例3的隔音量均大于等于35 dB，对比例1合成的铝蜂窝板未添加填充聚合物3，隔音量最低，对比例2合成的铝蜂窝板未添加生物质多孔碳，隔音量为24 dB，表明添加生物质多孔碳的填充聚合物3可以有效提高隔音性能。
实验例3：抗菌性能测试，以大肠杆菌（ATCC25922）为实验菌种，选取大小相同的实施例1与对比例1-3制备的未结合上铝板1的铝蜂窝板，放置在温度为27±2 ℃，湿度为50±5%的环境中，将大肠杆菌涂覆在未结合上铝板1的铝蜂窝板的铝蜂窝芯4上表明，静置5 h，利用平板计数法测定静置前后大肠杆菌的浓度，抗菌效果=[（C初始大肠杆菌浓度-C静置后初始大肠杆菌浓度）/C初始大肠杆菌浓度]×100%。
图3为本发明实施例1及对比例1-3的抗菌性能图，如图所示，实施例1所制备的铝蜂窝板抗菌效果最好，达到93.5%，对比例1的抗菌效果为71.5%，对比例2的抗菌效果为73.4%，而对比例3未添加纳米氧化锌合成的铝蜂窝板的抗菌效果为47.1%，这是由于铝蜂窝板填充聚合物3后，有利于细菌的滋生，纳米氧化锌的添加使铝蜂窝板具有一定的抗菌能力，同时添加生物质多孔碳和纳米氧化锌可以使纳米氧化锌在填充聚合物3中分散均匀，更有利于抗菌效果的提升。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述铝蜂窝板包括如下成分：下铝板、铝蜂窝芯、填充聚合物、上铝板、粘合层；
所述填充聚合物由以下重量份的组分组成：环氧树脂100份、超支化环氧树脂10~20份、生物质多孔碳30~50份、纳米氧化锌10~15份、阻燃剂5~10份、表面活性剂5~10份；
所述生物质多孔碳的制备方法，包括以下步骤：
S1、将生物质废料用水清洗三遍，以去除表面的浮尘，并在60℃干燥6 h，使用破碎机破碎，得到粒径为2±0.5 mm的生物质粉末；
S2、将步骤S1所制的生物质粉末与CaCl2按质量比1：1~2均匀混合，并在60℃干燥6 h，得到干燥混合物；
S3、将步骤S2所制的干燥混合物置于坩埚中，放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至300℃，碳化3~5 h，冷却至室温得到碳化物；
S4、将步骤S3所制的碳化物放置在马弗炉中以10 ℃/min的升温速率加热至600℃加热活化1~2 h，冷却至室温，利用1 mol/L HCl溶液清洗三次，再利用蒸馏水清洗至中性，在60℃干燥6 h，得到生物质多孔碳；
所述粘合层由粘合剂制备，所述粘合剂由以下重量份的组分组成：超支化环氧树脂30~50份、聚氨酯10~20份、端羧基丁腈橡胶10~20份、双氢胺5~10份、水10~20份。
2. 根据权利要求1所述的一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述上铝板和下铝板均为铝合金面板，采用3003铝合金、6061铝合金、6063铝合金中的任何一种，厚度为0.5~1.5 mm。
3. 根据权利要求2所述的一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述铝蜂窝芯为横截面为周边相连正六边形孔道的铝合金材料，所述正六边形孔道的边长为6~8 mm，厚度为0.15~0.3 mm，铝蜂窝芯厚度为15~30 mm。
4.根据权利要求3所述的一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述步骤S1中生物质废料为牡丹果荚、玉米秸秆、芦苇秸秆、荞麦壳中的任何一种。
5.根据权利要求4所述的一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述阻燃剂由以下重量份的组分组成：三苯基磷酸酯10~20份、三甲基磷酸酯4~6份、三乙基磷酸酯2~5份。
6.根据权利要求5所述的一种填充聚合物增强铝蜂窝板，其特征在于，所述表面活性剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲氧基丙基三乙氧基硅烷中的任何一种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的填充聚合物增强铝蜂窝板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
i. 将下铝板和上铝板切割成预定尺寸，然后对其表面利用1 mol/L NaOH碱液清洗，然后利用清水清洗三次，再利用1 mol/L硝酸溶液浸泡5~10 min，再次利用清水清洗三次，利用铬化液浸泡5~10 min，再次利用清水清洗三次，60℃干燥6 h，得到预处理下铝板和预处理上铝板；
ii. 在步骤i所制的预处理下铝板的下表面和预处理上铝板的上表面喷涂0.4 mm氟碳涂料并干燥，得到氟碳化下铝板和氟碳化上铝板；
iii. 在步骤ii所制的氟碳化下铝板的上表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层，将铝蜂窝芯下表面与氟碳化下铝板的粘合层结合，80~90℃加压固化，将填充聚合物注入铝蜂窝芯的空腔结构中，80~90℃固化，在步骤ii所制的氟碳化上铝板的下表面喷涂0.6 mm的粘合剂，制成粘合层，与铝蜂窝芯上表面结合，80~90℃加压固化，得到填充聚合物增强铝蜂窝板。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020054692A (ko) * 2000-12-28 2002-07-08 안복현 충격강도 및 난연성이 향상된 스티렌계 열가소성 복합재료
CN107399730A (zh) * 2017-08-22 2017-11-28 河南师范大学 一步碳化制备生物质基多孔碳材料的方法
CN108395653A (zh) * 2018-03-15 2018-08-14 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种具有填充材料的铝蜂窝芯及铝蜂窝板的制备方法
CN108481822A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种铝蜂窝芯及铝蜂窝板的制备方法
CN112208157A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 碳泡沫填充碳纳米管蜂窝电磁屏蔽材料及其制法与应用
CN114644331A (zh) * 2021-05-06 2022-06-21 吉林农业大学 一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020054692A (ko) * 2000-12-28 2002-07-08 안복현 충격강도 및 난연성이 향상된 스티렌계 열가소성 복합재료
CN107399730A (zh) * 2017-08-22 2017-11-28 河南师范大学 一步碳化制备生物质基多孔碳材料的方法
CN108395653A (zh) * 2018-03-15 2018-08-14 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种具有填充材料的铝蜂窝芯及铝蜂窝板的制备方法
CN108481822A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 哈工大机器人（合肥）国际创新研究院 一种铝蜂窝芯及铝蜂窝板的制备方法
CN112208157A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 碳泡沫填充碳纳米管蜂窝电磁屏蔽材料及其制法与应用
CN114644331A (zh) * 2021-05-06 2022-06-21 吉林农业大学 一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用

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