一种耐冲击、阻燃的衬板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐冲击、阻燃的衬板及其制备方法，耐冲击、阻燃的衬板采用多层酚醛树脂预浸料铺贴制备得到，酚醛树脂预浸料的最外层铺贴有表面装饰膜；酚醛树脂预浸料的制备原料包括酚醛树脂和增强材料，增强材料为纤维织物，酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算包括以下组分：热塑型酚醛树脂0

【技术实现步骤摘要】
一种耐冲击、阻燃的衬板及其制备方法


[0001]本专利技术属于酚醛树脂复合材料
，具体涉及一种耐冲击、阻燃的衬板及其制备方法。

技术介绍

[0002]复合材料由于具有优异的比强度、比模量、防腐蚀、耐疲劳等优点，在民用飞机上的应用越来越广泛。复合材料在飞机的用量占比大，其重量越轻，能耗越低，越具有市场竞争力。飞机货舱衬板属于舱内复合材料，为厚度在0.17mm~1.8mm的层压板，安装于民机货舱的金属梁上，作为地板、侧板和天花板使用，需具有良好的耐冲击性和优异的阻燃性，例如波音和中国商飞对货舱衬板材料规范要求中，面重≤1464 g/m2，落锤冲击21.7 J，滚筒剥离强度14.8 Nmm/mm，4min烟密度≤50。
[0003]酚醛树脂有着100多年的工业化生产和应用历史，以酚醛树脂为基体的预浸料复合材料具有良好的工艺性能、优异的阻燃性能和优于其他工程树脂的性价比，目前已在国防军工、航空航天、轨道交通、电子电器和建筑领域得到广泛的应用，并且随着工业生产技术的进步，纤维增强酚醛树脂基复合材料的应用需求依然呈现出逐步扩大的趋势。
[0004]但是，传统的酚醛树脂结构中存在较多的苯环等刚性基团，导致固化物脆性大；且酚醛树脂在固化过程中释放的水分子会影响着酚醛材料的力学性能，使酚醛树脂材料在民机应用领域中始终受到限制，因此酚醛树脂基体的改性优化和预浸料制备新工艺的研究一直是人们关注的热点。国内由于对民机材料的研制起步较晚，现市售的改性酚醛预浸料制备的衬板无法满足民机性能的要求，暂无通过适航认证的产品和原材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种耐冲击、阻燃的衬板及其制备方法，通过树脂配方改进及预浸料制备技术研制出兼具高韧性、高阻燃、低烟低毒的酚醛树脂，并配合衬板构型设计、复合材料成型技术的优化，获得了耐冲击、高阻燃的复合材料衬板。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种耐冲击、阻燃的衬板，所述耐冲击、阻燃的衬板采用多层酚醛树脂预浸料铺贴制备得到，所述酚醛树脂预浸料的最外层铺贴有表面装饰膜；所述酚醛树脂预浸料的制备原料包括酚醛树脂和增强材料，所述增强材料为纤维织物，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算包括以下组分：热塑型酚醛树脂0
‑
100份、热固型酚醛树脂0
‑
100份、阻燃剂1
‑
15份、增韧剂5
‑
100份、偶联剂0.05
‑
1份、固化剂0
‑
20份；其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。
[0007]本专利技术的耐冲击、阻燃的衬板，采用酚醛树脂预浸料铺贴制备得到，通过对所采用的酚醛树脂预浸料的树脂配方进行改进，使制备得到的衬板具有耐冲击、高阻燃性能。
[0008]优选地，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算包括以下组分：
热塑型酚醛树脂20
‑
80份、热固型酚醛树脂20
‑
80份、阻燃剂2
‑
8份、增韧剂10
‑
30份、偶联剂0.1
‑
0.15份、固化剂0
‑
10份。
[0009]本专利技术进一步优化了改性酚醛树脂制备原料组成，采用了热塑型酚醛树脂、热固型酚醛树脂的混合树脂，使产品的耐热性能和韧性获得了更优的效果。
[0010]优选地，所述纤维织物的编织方式为平纹、斜纹或缎纹。
[0011]进一步优选地，所述纤维织物的编织方式为缎纹编织；经尝试多种编织方式的纤维织物后，发现采用缎纹纤维织物可使获得的衬板的耐冲击性能最佳。
[0012]所述纤维织物为八枚三飞纬面缎纹组织结构。经尝试多种缎纹组织结构的纤维织物后，发现采用八枚三飞纬面缎纹组织结构可使获得的衬板的耐冲击性能最佳。
[0013]优选地，所述酚醛树脂预浸料的面重为200
‑
500g/m2；所述酚醛树脂预浸料中酚醛树脂的含量为30wt%
‑
50wt%。
[0014]优选地，所述表面装饰膜的厚度为25
‑
50μm；所述表面装饰膜的颜色为白色或米色。
[0015]优选地，所述热固型酚醛树脂的制备原料包括：酚、醛、第一催化剂，酚与醛的摩尔比为（0.55
‑
0.9）：1；所述第一催化剂的质量为酚质量的0.5%
‑
8%。
[0016]优选地，所述酚为苯酚、苯甲酚、对叔丁基酚、辛基酚、腰果酚中的一种或几种的组合。
[0017]优选地，所述醛为甲醛。
[0018]优选地，所述第一催化剂为氨水、氧化镁、苯胺、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种的组合。
[0019]优选地，所述热塑型酚醛树脂的制备原料包括：酚、醛、第二催化剂，酚与醛的摩尔比为（1.1
‑
1.5）：1；第二催化剂的质量为酚质量的0.5%
‑
3%。
[0020]优选地，所述酚为苯酚、苯甲酚、对叔丁基酚、辛基酚、腰果酚中的一种或几种的组合。
[0021]优选地，所述醛为甲醛。
[0022]优选地，所述第二催化剂为草酸、盐酸、磷酸中的一种或几种的组合。
[0023]优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵、赤磷、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三甲苯酯中的一种或几种的组合；所述增韧剂为端羧基聚丁二烯、聚乙烯醇缩醛、丁腈橡胶中的至少一种与甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯中的至少一种按质量比为1:（1
‑
3）配制的混合胶液；所述偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570中的一种或几种的组合；所述固化剂为硫酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、环氧树脂、多聚甲醛、三聚氰胺、六次甲基四胺、2,2'
‑
(1,3
‑
亚苯基)
‑
二恶唑啉中的一种或几种的组合。
[0024]本专利技术的另一方面提供一种制备上述的耐冲击、阻燃的衬板的方法，包括以下步骤：S1. 依次铺贴多层酚醛树脂预浸料；S2. 在步骤S1铺贴完成的多层酚醛树脂预浸料的最外层铺贴表面装饰膜；S3. 将步骤S2铺贴表面装饰膜后的预浸料热压成型，得到所述耐冲击、阻燃的衬板。
[0025]优选地，步骤S1中，铺贴酚醛树脂预浸料时，每层酚醛树脂预浸料的纤维织物的经面朝向方向相同；上述经面朝向方向相同具体指的是，铺贴时，每层酚醛树脂预浸料中纤维织物的经面均朝上或均朝下，即相邻层酚醛树脂预浸料中纤维织物的经面、纬面相对进行铺贴。经大量实验尝试，更换不同的铺贴方向，结果发现，采用这种铺贴方式，获得的衬板的耐冲击性能最佳。
[0026]步骤S1中，铺贴酚醛树脂预浸料时，每层酚醛树脂预浸料的纤维织物的经纱铺贴角度相同；经大量实验尝试，更换不同的铺贴角度，结果发现，采用这种铺贴方式，获得的衬板的耐冲击性能最佳。
[0027]步骤S2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐冲击、阻燃的衬板，其特征在于：所述耐冲击、阻燃的衬板采用多层酚醛树脂预浸料铺贴制备得到，所述酚醛树脂预浸料的最外层铺贴有表面装饰膜；所述酚醛树脂预浸料的制备原料包括酚醛树脂和增强材料，所述增强材料为纤维织物，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算包括以下组分：热塑型酚醛树脂0
‑
100份、热固型酚醛树脂0
‑
100份、阻燃剂1
‑
15份、增韧剂5
‑
100份、偶联剂0.05
‑
1份、固化剂0
‑
20份；其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。2.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的衬板，其特征在于，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算包括以下组分：热塑型酚醛树脂20
‑
80份、热固型酚醛树脂20
‑
80份、阻燃剂2
‑
8份、增韧剂10
‑
30份、偶联剂0.1
‑
0.15份、固化剂0
‑
10份。3.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的衬板，其特征在于：所述纤维织物的编织方式为缎纹编织；所述纤维织物为八枚三飞纬面缎纹组织结构。4.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的衬板，其特征在于：所述酚醛树脂预浸料的面重为200
‑
500g/m2；所述酚醛树脂预浸料中酚醛树脂的含量为30wt%
‑
50wt%。5.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的衬板，其特征在于：所述表面装饰膜的厚度为25
‑
50μm；所述表面装饰膜的颜色为白色或米色。6.一种制备如权利要求1
‑
5任一所述的耐冲击、阻燃的衬板的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 依次铺贴多层酚醛树脂预浸料；S2. 在步骤S1铺贴完成的多层酚醛树脂预浸料的最外层铺贴表面装饰膜；S3. 将步骤S2铺贴表面装饰膜后的预浸料热压成型，得到所述耐冲击、阻燃的衬板。7.根据权利要求6所述的制备耐冲击、阻燃的衬板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鑫，孙超明，贾晨辉，朱秀迪，贺靖，杨晓琳，牛芳旭，刘归，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：