透明蜂窝芯材及其制备方法和透明蜂窝夹层板技术

本发明专利技术涉及一种透明蜂窝芯材及其制备方法和透明蜂窝夹层板。透明蜂窝芯材由热固性树脂体系浸渍的玻璃纤维织物制成，热固性树脂体系包括树脂、固化剂、促进剂和填料；热固性树脂体系中的树脂选自不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中的至少一种；热固性树脂体系中，所述树脂的质量分数为60％～98％，固化剂的质量分数为0.8％～30％，促进剂的质量分数为0～0.8％，填料的质量分数为0～12％。上述透明蜂窝芯材由上述热固性树脂体系浸渍的玻璃纤维织物制成，上述热固性树脂体系通过选择上述组分，且通过的合理的配比，能够与玻璃纤维织物进行配对，制成的透明蜂窝芯材的透光率能够高达80％以上，透明度较高，有利于广泛应用。有利于广泛应用。有利于广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
透明蜂窝芯材及其制备方法和透明蜂窝夹层板


[0001]本专利技术涉及材料
，特别是涉及一种透明蜂窝芯材及其制备方法和透明蜂窝夹层板。

技术介绍

[0002]高性能透明材料如透明陶瓷通常用于航空航天、军事、医疗和高能物理应用领域，如透明装甲和电磁窗。对于这些材料，通常需要在成本、机械性能和透明度之间进行权衡。然而，由于它们的脆性，在负载和抗冲击应用中的重复成本很高，并且在加工时难以形成复杂的形状。非常需要重量轻且机械强度高的替代品。透明的先进复合材料，如玻璃纤维增强与透明陶瓷和其他类型的透明材料(如透明纳米复合材料、透明生物复合材料和夹层玻璃)相比，玻纤增强聚合物(GFRP)具有更高的抗冲击性和比强度和刚度(即强度和刚度与密度的比值)。这使得它们有可能被用于各种行业的大型承重应用，如汽车中的透明a柱/b柱和挡风玻璃、航空航天和国防中的装甲窗、建筑中的透明承重墙和屋顶以及船舶中的透明组件。它们的高抗冲击性能是由于功能纤维的优异强度与复合材料的多尺度特性相结合，导致了具有显著能量吸收能力的准脆性破坏模式。在冲击载荷作用下，会产生微裂纹形成、纤维破坏、分层和劈裂等多种破坏机制来吸收冲击能量。与脆性材料相比，这些破坏机制的相互作用使应力重新分布，并在更大的体积中耗散冲击能，而脆性材料则形成了离散裂纹。因此，准脆性复合材料的冲击吸能能力通常优于脆性材料。
[0003]蜂窝结构起源于仿生学，是覆盖二维平面的最佳拓扑结构，有着优异的几何力学强度，满足高应力增强构件的设计要求，其六角形的建筑结构，密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大，且具有良好的比强度和比刚度，有着优秀的几何力学性能，因此在航空、航天等对材料有特殊要求的领域得到了大量的应用。近年来，蜂窝结构在其它领域也得到了广泛应用，如建筑、汽车、火车和电子电气等行业，在太阳能领域的应用前景也十分广阔。蜂窝结构常作为芯材用于夹层结构的芯材。然而，传统的蜂窝芯材的透明度不高，不适用于一些对透明度要求较高的领域。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对如何提高蜂窝芯材的透明度的问题，提供一种透明蜂窝芯材及其制备方法和透明蜂窝夹层板。
[0005]一种透明蜂窝芯材，所述透明蜂窝芯材由热固性树脂体系浸渍的玻璃纤维织物制成，所述热固性树脂体系包括树脂、固化剂、促进剂和填料；所述热固性树脂体系中的树脂选自不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中的至少一种；所述热固性树脂体系中，所述树脂的质量分数为60％～98％，所述固化剂的质量分数为0.8％～30％，所述促进剂的质量分数为0～0.8％，所述填料的质量分数为0～12％。
[0006]上述透明蜂窝芯材由上述热固性树脂体系浸渍的玻璃纤维织物制成，上述热固性树脂体系通过选择上述组分，且通过的合理的配比，能够与玻璃纤维织物进行配对，制成的
透明蜂窝芯材的透光率能够高达80％以上，透明度较高，有利于广泛应用。
[0007]在一个可行的实现方式中，所述透明蜂窝芯材中玻璃纤维织物的质量分数为30％～50％，所述透明蜂窝芯材中树脂的质量分数为45％～65％。
[0008]在一个可行的实现方式中，所述玻璃纤维织物为E
‑
无碱玻璃纤维布。
[0009]在一个可行的实现方式中，所述透明蜂窝芯材的厚度为0.7cm～2.7cm。
[0010]还提供一种上述任一的透明蜂窝芯材的制备方法，包括如下步骤：
[0011]按照质量分数，将树脂、固化剂、促进剂和填料混合均匀之后静置消泡，得到热固性树脂体系；
[0012]将所述热固性树脂体系与所述玻璃纤维织物充分浸润，制成预浸料；
[0013]将所述预浸料进行模压，固化后得到瓦楞片；以及
[0014]将至少两片瓦楞片层叠拼合，得到透明蜂窝芯材。
[0015]本专利技术提供的透明蜂窝芯材的制备方法的工艺简单，反应条件温和，易操作，低耗能，绿色无污染，可实现大规模连续化生产。
[0016]在一个可行的实现方式中，将所述热固性树脂体系与所述玻璃纤维织物充分浸润之前，还包括如下步骤：
[0017]将玻璃纤维织浸泡于表面处理液中进行预处理，之后充分清洗并烘干；
[0018]其中，所述表面处理液选自食人鱼溶液、去离子水、乙醇、丙酮、重铬酸钾洗液和硅烷偶联剂中的至少一种。
[0019]在一个可行的实现方式中，将所述热固性树脂体系与所述玻璃纤维织物充分浸润制成预浸料的操作为：
[0020]将若干张玻璃纤维织物平行放置于两侧涂抹脱模剂的真空袋中，从所述真空袋的一侧位置通入热固性树脂体系，至所述热固性树脂体系浸润所述玻璃纤维织物后，对所述真空袋进行四面密封处理，随后利用负压使所述热固性树脂体系均匀渗透进每张玻璃纤维织物，得到预浸料；
[0021]和/或，所述真空袋的材质选自PA、PET和PE中的至少一种；
[0022]和/或，所述玻璃纤维织物的张数为2～15张；
[0023]和/或，所述热固性树脂体系均匀渗透进每张玻璃纤维织物非过程中，脱气速率为为380mm Hg/h～1520mm Hg/h。
[0024]在一个可行的实现方式中，将所述预浸料进行模压，固化后得到瓦楞片的操作为：将所述预浸料夹于两层支撑层的中间，利用六角模具进行逐层压制，控制固化温度和固化时间使所述预浸料初步固化，之后在不脱模的情况下进行后固化，之后脱模得到瓦楞片；
[0025]和/或，所述支撑层选自光面玻璃和PET膜中的至少一种；
[0026]和/或，所述模压的压力为0～8MPa，所述模压的温度为0℃～80℃；
[0027]和/或，所述初步固化的温度为25～80℃，所述初步固化的时间为12～48h；
[0028]和/或，所述后固化的温度为80～120℃，所述后固化的时间为0～4h。
[0029]本专利技术还提供一种透明蜂窝夹层板，包括上述任一的透明蜂窝芯材以及位于所述透明蜂窝芯材两侧的第一透明面板和第二透明面板，所述第一透明面板、所述第二透明面板与所述透明蜂窝芯材的材质相同。
[0030]本专利技术提供的玻纤增强的透明蜂窝夹层板，主要由玻纤增强的面板和蜂窝芯材组
成，梁壁透明的蜂窝芯材作为蜂窝板的主要力的承载结构，结合透明面板并且适当调控蜂窝芯材的孔格大小，透明蜂窝夹层板具有集轻质、高强、超透的优点。
[0031]在一个可行的实现方式中，所述透明蜂窝夹层板的厚度为1cm～3cm。
附图说明
[0032]图1是本专利技术一实施方式中玻纤增强透明蜂窝夹层板的结构及制备过程示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例1所制备得到的玻纤增强透明面板的宏观尺寸照片；
[0034]图3是本专利技术实施例2所制备得到的玻纤增强透明面板中所用处理后的玻璃纤维布的表面电镜图；
[0035]图4a是本专利技术实施例3所制备得到的透明面板与玻璃纤维布的透光情况对比照片；
[0036]图4b是本专利技术实施例3所制备得到的面板透明情况的照片；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明蜂窝芯材，其特征在于，所述透明蜂窝芯材由热固性树脂体系浸渍的玻璃纤维织物制成，所述热固性树脂体系包括树脂、固化剂、促进剂和填料；所述热固性树脂体系中的树脂选自不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂中的至少一种；所述热固性树脂体系中，所述树脂的质量分数为60％～98％，所述固化剂的质量分数为0.8％～30％，所述促进剂的质量分数为0～0.8％，所述填料的质量分数为0～12％。2.根据权利要求1所述的透明蜂窝芯材，其特征在于，所述透明蜂窝芯材中玻璃纤维织物的质量分数为30％～50％，所述透明蜂窝芯材中树脂的质量分数为45％～65％。3.根据权利要求1或2所述的透明蜂窝芯材，其特征在于，所述玻璃纤维织物为E
‑
无碱玻璃纤维布。4.根据权利要求1所述的透明蜂窝芯材，其特征在于，所述透明蜂窝芯材的厚度为0.7cm～2.7cm。5.一种权利要求1～4中任一项所述的透明蜂窝芯材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照质量分数，将树脂、固化剂、促进剂和填料混合均匀之后静置消泡，得到热固性树脂体系；将所述热固性树脂体系与所述玻璃纤维织物充分浸润，制成预浸料；将所述预浸料进行模压，固化后得到瓦楞片；以及将至少两片瓦楞片层叠拼合，得到透明蜂窝芯材。6.根据权利要求5所述的透明蜂窝芯材的制备方法，其特征在于，将所述热固性树脂体系与所述玻璃纤维织物充分浸润之前，还包括如下步骤：将玻璃纤维织浸泡于表面处理液中进行预处理，之后充分清洗并烘干；其中，所述表面处理液选自食人鱼溶液、去离子水、乙醇、丙酮、重铬酸钾洗液和硅烷偶联剂中的至少一种。7.根据权利要求5所述的透明蜂窝芯材的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨依山，王永疆，赖毓康，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：