一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法。所述热自膨胀功能的泡沫体的里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂。其中热自膨胀树脂与硬质泡沫一体成型，界面的气泡更少，结合力更强，有利于均匀的提升制品强度。同时一体成型的泡沫结构，具有适合于异型制品成型的效果。所述热自膨胀功能的泡沫体用于制备夹芯复合材料结构件，具有强度高、质量轻、层间粘结好、不易脱层分裂、耐冲击等优异性能，可以应用于复杂结构的夹芯结构复材件领域。

Thermal self expanding functional foam and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法
本专利技术涉及纤维复材成型领域，尤其涉及一种热自膨胀功能的泡沫体及其制备方法。
技术介绍
硬质泡沫材料具有密度小、吸能缓冲能力强、吸声性能好等优点，常被用于三明治夹芯结构的设计，使得夹芯结构材料具有不同于传统结构材料的优异性能，如轻重量、高刚性和高强度等。在航空航天、汽车制造、体育休闲等方面具有广阔的应用前景。现有技术中最典型的三明治夹芯结构复合材料通常由面板(碳纤维或玻璃纤维增强材料)、芯材(硬质泡沫)、胶合层组成，常用的制备方法是在硬质泡沫外涂覆胶合层，然后包裹碳布/玻布预浸料，进一步成型制品。现有技术方案存在的问题：1、为了使成型制品的碳纤维或玻璃纤维增强材料面层和硬质泡沫芯材之间相互配合，粘结牢固，不脱层，必须使用胶合层，增加工序和成本。2、因为一些硬质泡沫的耐温性差，不能承受常用的碳纤维或玻璃纤维增强材料成型温度140-180℃，即高温收缩，导致成型过程中制品表观不良，报废率增加。3、胶合层和硬质泡沫均无向外的膨胀压力，同样使得模压成型制品存在缺胶等表观缺陷，增加了后段修补工序。4、专利CN107901449A“一种轻质高强的高能胶-硬质泡沫的复材结构的制备方法”公开了一种轻质高强的高能胶-硬质泡沫的复材结构，结构为：内层硬质泡沫，中间包裹高能胶，外层为纤维预浸布。虽然可以解决上述两个方面的问题，但存在高能胶本身粘性不够，与硬质泡沫初粘性差，尤其针对复杂制件时，高能胶与硬质泡沫的层间贴合操作难以保证完全无气泡，造成不好操作的问题。同时本专利技术在使用上更加方便，减少了裁剪和在硬质泡沫芯材外包裹高能胶的工序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硬质泡沫复合材料的中间结构。为实现上述目的，本专利技术提供一种热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂，所述热自膨胀树脂的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。进一步，所述硬质泡沫的密度30-300kg/m3。进一步，所述硬质泡沫为PU、PVC、PET、PMI、PEI、PP、EVA、EPS。进一步，所述热自膨胀树脂的组成为，30-70重量份热固性树脂，0-20重量份增韧剂，1-20重量份发泡剂，0-20重量份稀释剂；0-30重量份阻燃剂依次加入搅拌桶中，搅拌均匀制备得到；所述热自膨胀树脂层的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。进一步，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂；任选的，增韧剂为橡胶类增韧剂或热塑性树脂；优选的，所述橡胶类增韧剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶；所述热塑性树脂为聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺或聚苯醚；任选的，发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂，优选的，化学发泡剂为偶氮二异丁氰或偶氮二甲酰胺，物理发泡剂为可膨胀微球；任选的，稀释剂为活性稀释剂或有机溶剂；优选的，活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C12-14脂肪缩水甘油醚，有机溶剂为酯类、酮类；任选的，阻燃剂为添加型阻燃剂或无机阻燃剂或反应型阻燃剂；优选的，添加型阻燃剂为溴系、磷氮系或氮系，无机阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝或硅系；反应型阻燃剂为2,3-二溴丙醇、二溴苯酚或四溴邻二甲酸酐。进一步，其制备方法如下：裁切：根据制品的尺寸裁切硬质泡沫；喷涂或灌注：所述喷涂为，在硬质泡沫外层，喷涂一层热自膨胀树脂即可；所述灌注为，将裁切好的硬质泡沫装入模具，然后在模具内灌注热自膨胀树脂；开模取出即可。进一步，所述喷涂为将热自膨胀树脂均匀喷涂在硬质泡沫外层的手工喷涂或全自动喷涂，喷涂方式是传统的空气喷涂或者热喷涂；优选的，采用十字交叉喷涂的方法，喷1-3遍。任选的，所述灌注的方式是常压或是将模具抽真空后导入热自膨胀树脂；灌注的速率为1-2Kg/min。进一步，所述喷涂或灌注步骤中，热自膨胀树脂层的厚度在0.05-0.5mm。本专利技术还提供一种所述热自膨胀功能的泡沫体的制备方法，包括如下步骤，裁切：根据制品的尺寸裁切硬质泡沫；喷涂或灌注：所述喷涂为，在硬质泡沫外层，喷涂一层热自膨胀树脂即可；所述灌注为，将裁切好的硬质泡沫装入模具，然后在模具内灌注热自膨胀树脂；开模取出即可。任选的，所述喷涂为将热自膨胀树脂均匀喷涂在硬质泡沫外层的手工喷涂或全自动喷涂，喷涂方式是传统的空气喷涂或者热喷涂；优选的，采用十字交叉喷涂的方法，喷1-3遍。任选的，所述灌注的方式是常压或是将模具抽真空后导入热自膨胀树脂；灌注的速率为1-2Kg/min。所述灌注是将硬质泡沫固定在模具内，然后将热自膨胀树脂灌入模具，填满硬质泡沫和模具之间的空腔。进一步，所述喷涂或灌注步骤中，热自膨胀树脂层的厚度在0.05-0.5mm。本专利技术的热自膨胀树脂在常温或50-100℃下，具有合适的流动性，粘度范围15-40s(涂4杯测试)，满足喷涂和灌注的工艺要求。本专利技术的热自膨胀树脂层能通过受热膨胀，有效解决硬质泡沫高温情况下收缩造成的报废，以及模压成型过程中造成制品表观不良的问题；本专利技术的热自膨胀树脂层同时起到硬质泡沫和面层粘结的作用，并且初粘性强，有效消除界面层间气泡，便于操作。本专利技术的热自膨胀树脂与硬质泡沫一体成型，界面的气泡更少，结合力更强，有利于均匀的提升制品强度。同时一体成型的泡沫结构，具有适合于异性制品成型的效果。本专利技术的热自膨胀树脂层可以添加有阻燃剂成分，添加后所制备得到的制品具有更好的阻燃效果。本专利技术所述热自膨胀功能的泡沫体用于制备夹芯复合材料结构件，具有强度高、质量轻、层间粘结好、不易脱层分裂、耐冲击等优异性能，可以应用于复杂结构的夹芯结构复材件领域。附图说明图1是本专利技术所述热自膨胀功能的泡沫体结构的截面示意图。图2是热自膨胀功能的泡沫体的应用所得的制品的结构示意截面图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。以下实施例的热自膨胀树脂的组成为，30-70重量份热固性树脂，0-20重量份增韧剂，1-20重量份发泡剂，0-20重量份稀释剂；0-30重量份阻燃剂依次加入搅拌桶中，搅拌均匀制备得到；所述热自膨胀树脂层的自由膨胀倍率1-20倍，膨胀压力0.1-20MPa。任选的，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂；任选的，增韧剂为橡胶类增韧剂或热塑性树脂；优选的，所述橡胶类增韧剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶；所述热塑性树脂为聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺或聚苯醚；任选的，发泡剂为化学发泡剂或物理发泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂，所述热自膨胀树脂的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，里层是硬质泡沫，外层是热自膨胀树脂，所述热自膨胀树脂的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。


2.根据权利要求1所述热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，所述硬质泡沫的密度30-300kg/m3。


3.根据权利要求1所述热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，所述硬质泡沫为PU、PVC、PET、PMI、PEI、PP、EVA、EPS。


4.根据权利要求1所述热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，所述热自膨胀树脂的组成为，30-70重量份热固性树脂，0-20重量份增韧剂，1-20重量份发泡剂，0-20重量份稀释剂；0-30重量份阻燃剂依次加入搅拌桶中，搅拌均匀制备得到；所述热自膨胀树脂的自由膨胀倍率为1-20倍，膨胀压力为0.1-20MPa。


5.根据权利要求4所述热自膨胀功能的泡沫体，其特征在于，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂；
任选的，增韧剂为橡胶类增韧剂或热塑性树脂；优选的，所述橡胶类增韧剂为液体聚硫橡胶或液体丁腈橡胶；所述热塑性树脂为聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺或聚苯醚；
任选的，发泡剂为化学发泡剂或物理发泡剂，优选的，化学发泡剂为偶氮二异丁氰或偶氮二甲酰胺，物理发泡剂为可膨胀微球；
任选的，稀释剂为活性稀释剂或有机溶剂；优选的，活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚或C12-14脂肪缩水甘油醚，有机溶剂为酯类、酮类；
任选的，阻燃剂为添加型阻燃剂或无机阻燃剂或反应型阻燃剂；优选的，添加型阻燃剂为溴系、磷氮系或氮系，无机阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝或硅系；反应型阻燃剂为2,3-二溴丙醇、二溴苯酚或四溴邻二甲酸酐。

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦云，李卫平，谢容泉，李步龙，官江全，
申请(专利权)人：厦门市豪尔新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35