石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将纸蜂窝夹芯与底板通过粘结剂粘接；(2)将石墨烯气凝胶纤维填充至纸蜂窝夹芯的空腔中；(3)将纸蜂窝夹芯与面板通过粘结剂粘接，得到复合蜂窝板；(4)在复合蜂窝板的四周用无机保温材料密封，得到石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板。本发明专利技术的复合纸蜂窝板抗拉强度高、隔热性强。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板及其制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板及其制备方法。
技术介绍
蜂窝夹芯结构复合板是由上下两层面板和蜂窝芯粘合而成，当夹芯结构复合板承受弯曲载荷时，面板被拉伸，底板被压缩，由于蜂窝夹芯结构类似于连续排列的工字钢结构，可传递横向剪切，使其具有极佳的抗拉、抗弯特性和超轻型结构特征，因而得到广泛应用。传统蜂窝夹芯结构中的填充材料采用常规保温材料(如发泡纸、普通气凝胶)，填充困难且增加了复合板总体重量，同时由于在蜂窝芯中填充材料导致蜂窝夹芯结构复合板的抗拉、抗弯能力下降，从而影响其使用性能；此外，传统蜂纸窝夹芯结构复合板采用硬纸作为复合板的主要材料，易燃，保温效果差。CN105365325B公开了一种纸蜂窝夹芯结构复合板材，包括面板、纸蜂窝内芯、底板，复合板材上均匀分布有凸起，其中复合板材的厚度不变，面板和底板的材质是植物纤维或合成纤维，凸起的宽度为80～100mm，高度为10～12mm，密度为20～30个/m2。上述复合板材易燃，保温效果不佳。CN109665862A公开了一种绝热结构板及其制备方法，首先配置气凝胶的前驱体，原料混合后搅拌均匀，原料配方为：30％以下的水、70％以下的溶剂，10％-50％的硅源、5％以下的酸性催化剂、30％以下的阻燃剂，而后在前驱体中添加催化剂后以浇注、喷淋或浸润的方式填充蜂窝板并固化，催化剂相对前驱体的添加比例为0.5:100-30:100，继而对填充固化后的蜂窝板进行干燥处理，最后对干燥后的复合蜂窝板进行修边和封边处理成型。上述方法制备的结构板，保温效果良好，但是抗弯效果不佳，总体重量较重。CN208415769U公开了一种气凝胶复合夹心保温板，包括由外向内依次层叠并通过粘结剂相互粘接的面板、保温芯板和底板，保温芯板包括聚乙烯制作的蜂窝板，填充于蜂窝板的蜂窝孔内的气凝胶颗粒，以及粘接于蜂窝板外表面的橡胶板，面板包括两块天然石材板和粘接于两天然石材板之间的玻璃纤维网格布。上述复合夹心保温板，总体重量较重，抗弯能力不佳。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板的制备方法。本专利技术的第二个目的在于提供一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板，其具有抗拉强度高。进一步地，本专利技术的蜂窝纸板导热系数低、具有阻燃效果。一方面，本专利技术提供一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板的制备方法，包括如下步骤：(1)将纸蜂窝夹芯与底板通过粘结剂粘接；(2)将石墨烯气凝胶纤维填充至纸蜂窝夹芯的空腔中；(3)将纸蜂窝夹芯与面板通过粘结剂粘接，得到复合蜂窝板；(4)在复合蜂窝板的四周用无机保温材料密封，得到石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述纸蜂窝夹芯通过以下方法制备：将原料纸板涂覆阻燃剂，25℃干燥后分切和连接，得到纸蜂窝夹芯；其中，所述的阻燃剂选自磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(2)中，所述的石墨烯气凝胶为纤维形状的石墨烯三维多孔材料，所述的石墨烯气凝胶纤维为0.1～5cm的短纤维，填充密度为10～70mg/ml。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述的纸蜂窝夹芯的空腔的孔径为1～60mm，纸蜂窝夹芯的面密度为0.1～60kg/m2。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述的底板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板、纤维密度板板材中的一种或多种；步骤(3)中，所述的面板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板、纤维密度板板材中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(1)和步骤(3)中，所述的粘结剂选自聚氨酯阻燃粘结剂、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。根据本专利技术的制备方法，优选地，步骤(4)中，所述的无机保温材料选自陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、石棉、岩棉中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，优选地，还包括石墨烯气凝胶纤维的制备步骤：以包括氧化石墨烯和水溶性海藻酸盐的原料制备得到。根据本专利技术的制备方法，优选地，所述的石墨烯气凝胶纤维的制备步骤包括：1)将氧化石墨烯与水混合形成氧化石墨烯分散液，将碱性物质与氧化石墨烯分散液混合得到氧化石墨烯溶液，然后将水溶性海藻酸盐与氧化石墨烯溶液混合得到纺丝液；2)将纺丝液挤出至凝固浴中，得到氧化石墨烯湿纤维；3)将氧化石墨烯湿纤维与还原剂溶液混合，在60～90℃下反应5～20h，得到石墨烯气凝胶湿纤维；4)将石墨烯气凝胶湿纤维经过冷冻、解冻和干燥，得到石墨烯气凝胶纤维。另一方面，本专利技术提供一种石墨烯气凝胶复合纸蜂窝板，其通过上述制备方法得到。石墨烯气凝胶纤维是纤维形状的石墨烯三维多孔材料，具有三维多孔结构，具有较高的强度和压缩回弹性，在纸蜂窝夹芯空腔中填充石墨烯气凝胶纤维可以进一步改善蜂窝纸板的抗拉性能和隔热效果。原料纸板涂覆阻燃剂，可以改善石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板的阻燃性能。本专利技术的石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板抗拉强度得到进一步提高。此外，本专利技术的复合纸蜂窝板导热系数低、隔热效果好，同时还具有阻燃效果。另外，本专利技术的方法工艺简单、易操作、适合大规模工业化生产。附图说明图1为石墨烯气凝胶复合纸蜂窝板的正视图。图2为石墨烯气凝胶复合纸蜂窝板的侧视图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。<复合纸蜂窝板的制备>根据本专利技术所述的制备方法，所述的石墨烯气凝胶纤维的制备步骤包括：(1)纸蜂窝夹芯与底板粘接步骤；(2)填充步骤；(3)纸蜂窝夹芯与面板粘接步骤；(4)密封步骤。下面进行详细说明。步骤(1)中，将纸蜂窝夹芯与底板通过粘结剂粘接。底板与纸蜂窝夹芯的下表面粘接。粘结剂涂覆位置可在纸蜂窝夹芯的下表面，也可以在底板，或者二者都涂覆均可。底板可以选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板、纤维密度板板材中的一种或多种，优选为硅酸钙板或水泥板，更优选为硅酸钙板。粘结剂可以选自聚氨酯阻燃粘结剂、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，优选为聚氨酯阻燃粘结剂或硅酸盐粘结剂，更优选为聚氨酯阻燃粘结剂。这样有利于改善抗拉强度。根据本专利技术的一个实施方式，在纸蜂窝夹芯的下表面涂覆一层粘结剂，将底板与纸蜂窝夹芯的下表面粘接，加压粘接10～50min；加压粘接的压力可以为0.01～5MPa，优选为0.05～2MPa，更优选0.1～0.15MPa；加压粘接时间可以为10～50min，优选为20～45min，更优选为30～35min。这样有利于提高蜂窝板底板和蜂窝纸板之间粘结的牢固程度。在本专利技术中，通过以下制备方法制备纸蜂窝夹芯：选取原料纸板涂覆阻燃剂。根据本专利技术的一个实施方式，原料纸板涂覆的阻燃剂可以为磷氮系阻燃剂，包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯；优选为聚氨酯阻燃剂、磷酸三丁酯；更优选为聚氨酯阻燃剂。这样有利于改善纸蜂窝夹芯的阻燃效果。选取原料纸板涂覆阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纸蜂窝夹芯与底板通过粘结剂粘接；(2)将石墨烯气凝胶纤维填充至纸蜂窝夹芯的空腔中；(3)将纸蜂窝夹芯与面板通过粘结剂粘接，得到复合蜂窝板；(4)在复合蜂窝板的四周用无机保温材料密封，得到石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纸蜂窝夹芯与底板通过粘结剂粘接；(2)将石墨烯气凝胶纤维填充至纸蜂窝夹芯的空腔中；(3)将纸蜂窝夹芯与面板通过粘结剂粘接，得到复合蜂窝板；(4)在复合蜂窝板的四周用无机保温材料密封，得到石墨烯气凝胶纤维复合纸蜂窝板。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纸蜂窝夹芯通过以下方法制备：将原料纸板涂覆阻燃剂，25℃干燥后分切和连接，得到纸蜂窝夹芯；其中，所述的阻燃剂为选自磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的石墨烯气凝胶为纤维形状的石墨烯三维多孔材料，所述的石墨烯气凝胶纤维为0.1～5cm的短纤维，填充密度为10～70mg/ml。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的纸蜂窝夹芯的空腔的孔径为1～60mm，纸蜂窝夹芯的面密度为0.1～60kg/m2。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的底板选自硅酸钙板、水泥板、石膏板、石材、仿石材、金属板、纤维密度板板材中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：童裳慧，
申请(专利权)人：中素新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11