一种蜂窝芯三明治复合板及其制备方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝芯三明治复合板，包括多个排列成行的单元构成的蜂窝芯材，单元是由侧壁围绕形成的六边形柱体，其中横向相邻的单元间通过横向设置的连接壁连接，纵向相邻的单元的相邻侧壁通过粘连层相互粘接或贴合。蜂窝芯材的上、下表面分别设置有面板，面板包括主体层和界面层、面层，面层和界面层分别设置在主体层的两侧，且面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成。进一步的，本发明专利技术还公开了一种蜂窝芯三明治复合板的制备方法和设备。蜂窝芯三明治复合板抗压强度和抗弯曲强度性能更优异，且具有A级表面处理、防滑、耐磨性、传耐温性、热改性、透气性等特征。

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝芯三明治复合板及其制备方法和设备
本专利技术涉及蜂窝芯结构
，尤其涉及一种蜂窝芯三明治复合板及其制备方法和设备。
技术介绍
以轻质、高强材料为上、下面板和以低密度的蜂窝芯材为中间体经过热压复合工艺制成蜂窝芯三明治复合板，该蜂窝芯三明治复合板具有质量轻、刚度与质量之比大以及良好的抗压强度等特性，被广泛应用于很多要求轻量化的领域，如飞机上的芳纶蜂窝、铝蜂窝，交通运输领域的热塑性PP蜂窝、包装行业的纸蜂窝、光伏行业轻量化组件的背衬板等。现有的蜂窝芯结构生产工艺技术中大多数为非连续生产工艺流程，但也陆续出现了比较先进的连续生产工艺。专利号公告号为CN101084108B，专利公告号为CN105835484A，美国BRADFORD公司专利号为US8303744B2，US8663523B2，US9550336B2均公开了类似的工艺技术，具体详情请参考江苏奇一科技有限公司专利申请号为201911365572.9的
技术介绍
描述，此处不再赘述。目前采用连续工艺方式生产以热塑树脂材料为面板层，蜂窝芯材为夹心层。制备设备主要有双面钢带式热复合工艺装备和双面耐高温铁氟龙带式热复合工艺装备两大类。这两类设备在总体流程采用相同的工艺设计原理，主要包括上、下接触式热传导加热装置，一对或多组热压复合辊，以及上、下接触式冷却装置。所配置的钢带或耐高温铁氟龙带不仅承担制品的连续输送作用，而且还以其表面设定的纹理实现表面纹理的压制以及冷却定型工序后与产品分离作用，通过将加热、加压、纹理压制、冷却及输送和分离集成，实现连续工艺流程的表面防滑的蜂窝芯三明治复合板的生产。同时，关于加热工序的设计，上述两种生产工艺装备也采用雷同的结构布局，即所配置的加热装置，分别通过对表面防滑蜂窝芯三明治复合板上、下面板进行加热，并经由面板外侧，由外至内的热传递路径，以热传导与热对流的混合热传递方式使上、下面板的内侧层表面与蜂窝芯材的上、下表面相连接面层达到所设定的热熔温度后，即刻在经过连续热压和冷却工序后获得所需的蜂窝芯三明治复合板。此外，现有的蜂窝芯复合板没有表面具有A级表面处理、防滑、耐磨性、耐温性、传热改性、透气性等特征。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种结合材料、传热学技术原理进一步改进和优化了蜂窝芯材结构以及上、下面板与蜂窝芯材相连接界面的材料、传热及热复合工艺特性，且具有A级表面处理、防滑、耐磨性、传耐温性、热改性、透气性等特征的蜂窝芯三明治复合板，进一步的，本专利技术还提供了一种蜂窝芯三明治复合板的制备方法和设备。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供了一种蜂窝芯三明治复合板，包括多个排列成行的单元构成的蜂窝芯材，所述单元是由侧壁围绕形成的六边形柱体，侧壁包括由不同材料制成的支撑层和粘连层，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中横向相邻的所述单元间通过横向设置的连接壁连接，纵向相邻的所述单元的相邻侧壁通过粘连层相互粘接或贴合；所述蜂窝芯材的上、下表面分别设置有面板，所述面板包括主体层和界面层，所述界面层为分别与蜂窝芯材的上、下表面相连接的层；所述面板还包括面层，所述面层和所述界面层分别设置在所述主体层的两侧，且所述面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成。作为一种优选实施方式，所述单元的侧壁为三层结构，其中支撑层的两侧各有一层粘连层。作为一种优选实施方式，所述单元的六个侧壁和所述连接壁上交错或对齐分别设有与其素线相平行的至少一个加强筋或加强楞。作为一种优选实施方式，所述面层具有防滑、耐磨擦、耐高温、高热传递系数以及外观纹理特征。作为一种优选实施方式，所述助剂为增硬剂、耐磨剂、耐热剂、高热传递系数助剂中的一种或两种以上的混合。作为一种优选实施方式，所述耐磨剂为铁氟龙、二硫化钼、石墨、硅灰石的一种或两种以上的混合，所述耐热剂为硅灰石、纳米蒙脱土、滑石粉、碳酸钙的一种或两种以上的混合。作为一种优选实施方式，所述单元的支撑层采用改性纤维增强热塑树脂材料和/或金属合金制造而成，所述单元的侧壁和所述连接壁采用铝或纸质材料制造而成。作为一种优选实施方式，所述主体层的热塑树脂熔点高于所述界面层的热塑树脂熔点，所述界面层的熔点与所述支撑层的熔点相同或相兼容。作为一种优选实施方式，所述面层、主体层与界面层由相同材料制造而成，所述面层、主体层、界面层的纤维含量依顺序由低至高再至低；其中，组成面层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为0～40％，组成主体层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为30～80％，组成界面层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为20～40％，所述界面层的膜层厚度是0.01～0.5mm。作为一种优选实施方式，所述面层、主体层与界面层由不同材料制造而成，所述面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成，所述主体层采用以性能较高的连续纤维增强热塑片材为外层和以性能较低的连续纤维增强热塑片材为相邻的内层制造而成，或采用性能较高的连续纤维增强热塑片材与性能较低的连续纤维增强热塑片材呈高低交替铺层的设计制造而成，所述界面层采用力学性能低于主体层的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜制造而成。作为一种优选实施方式，所述面层、主体层与界面层由不同材料制造而成，所述面层和所述主体层均采用金属膜制造而成，所述界面层采用改性热熔胶膜制造而成，其中，所述面层和所述主体层采用改性热熔胶膜粘接。本专利技术还提供了一种蜂窝芯三明治复合板的制备方法，该制备方法用于制造上述任意一项所述的一种蜂窝芯三明治复合板，包括以下步骤：S1：通过加热模压成型工艺或加热真空吸塑成型工艺使热塑树脂薄膜形成纵向连续、横向为多个相连的半六边形结构，多个相连的半六边形结构包括间隔分布的半六边形单元部分和相邻的连接部分；S2：采用加热压合或超声波加热焊接工艺，将两片纵向连续、横向为多个相连的半六边形结构的连接部分对齐贴合连接，使其整体形成一块纵向连续、横向为多个相连的六边形柱体结构的芯板；S3：对已连接成一体的纵向连续、横向为多个相连的六边形柱体结构的芯板进行上、下间隔地切割，形成上、下间隔且部分连接的切口，切割时不将纵向连续、横向为多个相连的六边形柱体结构的芯板完全切断，而是在切口处保留连接边；S4：以切口处为折叠位置，以切口处的连接边为折叠转动轴，将带有切口的芯板按照切口方向进行正90度或负90度的旋转进行折叠，并通过加热使相邻侧壁形成呈热熔状态的粘连层，相邻侧壁相互贴合连接形成蜂窝芯材；S5：对蜂窝芯材的上、下表面贴合面板，使面板的界面层和蜂窝芯材的上、下表面加热到达所设定的热熔温度，面板的界面层形成热熔连接层与蜂窝芯材的上、下表面进行热压贴合复合，同时对面板的面层加热、压制纹理，再经过冷却成型制成蜂窝芯三明治复合板。作为一种优选实施方式，制备单元的热塑树脂薄膜为单层结构，在步骤S1中以单层热塑树脂薄膜作为支撑层，采用热复合工艺分别在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝芯三明治复合板，包括多个排列成行的单元构成的蜂窝芯材，所述单元是由侧壁围绕形成的六边形柱体，侧壁包括由不同材料制成的支撑层和粘连层，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中横向相邻的所述单元间通过横向设置的连接壁连接，纵向相邻的所述单元的相邻侧壁通过粘连层相互粘接或贴合；/n所述蜂窝芯材的上、下表面分别设置有面板，所述面板包括主体层和界面层，所述界面层为分别与蜂窝芯材的上、下表面相连接的层；/n其特征在于，所述面板还包括面层，所述面层和所述界面层分别设置在所述主体层的两侧，且所述面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝芯三明治复合板，包括多个排列成行的单元构成的蜂窝芯材，所述单元是由侧壁围绕形成的六边形柱体，侧壁包括由不同材料制成的支撑层和粘连层，粘连层的熔点低于支撑层的软化点，其中横向相邻的所述单元间通过横向设置的连接壁连接，纵向相邻的所述单元的相邻侧壁通过粘连层相互粘接或贴合；
所述蜂窝芯材的上、下表面分别设置有面板，所述面板包括主体层和界面层，所述界面层为分别与蜂窝芯材的上、下表面相连接的层；
其特征在于，所述面板还包括面层，所述面层和所述界面层分别设置在所述主体层的两侧，且所述面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成。


2.如权利要求1所述的蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述单元的侧壁为三层结构，其中支撑层的两侧各有一层粘连层。


3.如权利要求1所述的蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述单元的六个侧壁和所述连接壁上交错或对齐分别设有与其素线相平行的至少一个加强筋或加强楞。


4.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述面层具有防滑、耐磨擦、耐高温、高热传递系数以及外观纹理特征。


5.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述助剂为增硬剂、耐磨剂、耐热剂、高热传递系数助剂中的一种或两种以上的混合。


6.如权利要求5所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述耐磨剂为铁氟龙、二硫化钼、石墨、硅灰石的一种或两种以上的混合，所述耐热剂为硅灰石、纳米蒙脱土、滑石粉、碳酸钙的一种或两种以上的混合。


7.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述单元的支撑层采用改性纤维增强热塑树脂材料和/或金属合金制造而成，所述单元的侧壁和所述连接壁采用铝或纸质材料制造而成。


8.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述主体层的热塑树脂熔点高于所述界面层的热塑树脂熔点，所述界面层的熔点与所述支撑层的熔点相同或相兼容。


9.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述面层、主体层与界面层由相同材料制造而成，所述面层、主体层、界面层的纤维含量依顺序由低至高再至低；
其中，组成面层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为0～40％，组成主体层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为30～80％，组成界面层各层的纤维含量与相对应的热塑树脂的重量比为20～40％，所述界面层的膜层厚度是0.01～0.5mm。


10.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述面层、主体层与界面层由不同材料制造而成，所述面层采用添加改性助剂的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜或金属膜制造而成，所述主体层采用以性能较高的连续纤维增强热塑片材为外层和以性能较低的连续纤维增强热塑片材为相邻的内层制造而成，或采用性能较高的连续纤维增强热塑片材与性能较低的连续纤维增强热塑片材呈高低交替铺层的设计制造而成，所述界面层采用力学性能低于主体层的连续纤维增强热塑材料或热塑树脂膜制造而成。


11.如权利要求1所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，所述面层、主体层与界面层由不同材料制造而成，所述面层和所述主体层均采用金属膜制造而成，所述界面层采用改性热熔胶膜制造而成，其中，所述面层和所述主体层采用改性热熔胶膜粘接。


12.一种蜂窝芯三明治复合板的制备方法，该制备方法用于制造如权利要求1-11任意一项所述的一种蜂窝芯三明治复合板，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过加热模压成型工艺或加热真空吸塑成型工艺使热塑树脂薄膜形成纵向连续、横向为多个相连的半六边形结构，多个相连的半六边形结构包括间隔分布的半六边形单...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，韩德滨，姚正军，沃晓剑，
申请(专利权)人：江苏奇一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32