一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，包括以下步骤：通过氢氧化钠溶液、硫酸铜水溶液和葡萄糖制得氧化亚铜沉淀体系；将聚丙烯蜂窝芯材放入氧化亚铜沉淀体系中，得附着有纳米氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材；将羟基封端的反应型含磷多元醇阻燃剂与多异氰酸酯混合，得发泡黑料；将发泡白料与发泡黑料混合后搅拌得发泡料浆；将发泡料浆倒入模具后，迅速将附着有纳米氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材置于发泡料浆上后闭模，得泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材。本发明专利技术具有提升聚丙烯蜂窝复合芯材阻燃抑烟、隔热吸声性能且制备工艺简单、制备成本低的特点。单、制备成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚丙烯蜂窝复合芯材，特别是一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯蜂窝芯材是根据大自然蜂巢的仿生结构原理模仿而诞生的新型复合材料，拥有重量轻，成本低、强度大、稳定性好、坚硬度高的优点。聚丙烯蜂窝芯材被广泛应用到各个领域，在内部装饰、楼板、吊顶等建筑领域、电池护板、客车底板、集装箱、铁路火车等领域发挥了重要作用。但是聚丙烯蜂窝芯材也受其本身中空结构限制，其在压缩、吸能以及耐撞性上存在着一定的局限，且隔热效果一般，基本不具备吸声功能，因此在尖端
的应用受限。
[0003]聚合物泡沫材料是一种新型的吸声材料，加工成型方便。常见的聚合物泡沫材料有聚氨酯泡沫、聚酰亚胺泡沫、酚醛泡沫、脲醛泡沫等。这些泡沫材料内部包含大量相互连通的细微孔隙，是良好的吸声材料；此外，还具有一定的柔性、抗冲击、成本低等优点。但相当一部分的聚合物泡沫材料阻燃性能较差，燃烧时会释放大量有毒气体，限制了其在对防火性能要求较高的领域中的应用。
[0004]在中国专利文献CN101850638A公开的“新型泡沫填充蜂窝夹板”中，公开了一种新型泡沫填充蜂窝夹芯板，其结构由棱锥蜂窝芯和硬质聚氨酯泡沫及两侧面板构成，提升了蜂窝板的抗压、抗弯、抗冲击、抗剪切的力学性能和面板耐剥离型及保温隔热性，但该方法仅考虑到对材料力学性能的提升，没有提及并解决材料应用中的其他阻燃等问题。
[0005]在中国专利文献CN113977841A公开的“一种含蜂窝芯格结构的聚酰亚胺复合泡沫及其制备方法”中，专利技术人通过在聚酰亚胺泡沫中引入高密度蜂窝芯格结构，实现了提高阻燃性能、安全性、力学性能等有益效果，但该方法制作周期较长，而且聚酰亚胺泡沫制备成本较高，一般是聚氨酯泡沫材料价格的数倍，无法在普通建筑以及其他民用领域开展广泛应用。
[0006]在中国专利文献CN101130632A公开的“一种聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料”中，专利技术人通过填充不同功能的粒子填料并与不同规格和不同材质的蜂窝配合，提高纯聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料的力学性能，但该方法复杂，且功能填料添加量过高时，会严重影响材料的力学性能，而且聚酰亚胺材料成本极高。
[0007]综上所述，现有的泡沫填充蜂窝的方法难以以一种简单、快速的方法同时提升材料的阻燃抑烟性能、吸声性能、力学性能，而且普遍存在制作时长、成本高的问题，无法在普通
中得到广泛应用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于，提供一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法。本专利技术具有提升聚丙烯蜂窝复合芯材自身阻燃抑烟、隔热吸声性能，且制备工艺简单、成本低的特
点。
[0009]本专利技术的技术方案：一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、制备附着氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材：
[0011]S101、将氢氧化钠溶液加入硫酸铜水溶液中，然后于65～75℃加入葡萄糖，搅拌至生成红棕色沉淀，得氧化亚铜沉淀体系；
[0012]S102、将聚丙烯蜂窝芯材放入氧化亚铜沉淀体系中，静置1～5小时，得附着有氧化亚铜纳米颗粒的聚丙烯蜂窝芯材；
[0013]S2、配制发泡料浆：
[0014]S201、将多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂混合均匀，得发泡白料；
[0015]S202、将羟基封端的反应型含磷多元醇阻燃剂与多异氰酸酯混合，得含有含磷多元醇阻燃剂的发泡黑料；
[0016]S203、将发泡白料与发泡黑料按照重量比为(1.5～2)：1搅拌均匀，得发泡料浆；
[0017]S3、制备泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材：
[0018]将发泡料浆倒入模具，将附着有氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材置于发泡料浆上后闭模，静置12～48h，脱模后得泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材。
[0019]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S101中，氢氧化钠和硫酸铜的摩尔比为1:(1.5～2.0)；葡萄糖与氢氧化钠的摩尔比为(6～10)：1。
[0020]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S102中，聚丙烯蜂窝芯材的蜂窝柱形状为正六边形、正五边形、正方形、圆形中的任意一种，聚丙烯蜂窝芯材的密度为60～160kg/m3，聚丙烯蜂窝芯材的蜂窝孔径外接圆直径为6～15mm。
[0021]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S102中，聚丙烯蜂窝芯材为清洗干燥后的洁净聚丙烯蜂窝芯材，洁净聚丙烯蜂窝芯材的清洗干燥方法为：用去离子水和无水乙醇交替洗涤聚丙烯蜂窝芯材3～5次，洗净后将聚丙烯蜂窝芯材置于50～65℃烘箱中干燥3～5h，即得。
[0022]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S201中，所述多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇、天然产物多元醇中的一种或多种的混合物；所述催化剂为三乙醇胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、质量分数为33％的三乙烯二胺的二元醇溶液Dabco
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33中的两种或两种以上的混合物；所述泡沫稳定剂为DC193、DC5598、L560、L580、AK8805、B8123A、BL8002中的一种或多种的混合物；所述发泡剂为水、一氟二氯乙烷中的一种或多种的混合物。
[0023]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S201中，多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂的用量重量比为(40～60)：(1～4)：(10～20)：(2～5)。
[0024]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S202中，所述羟基封端的反应型含磷多元醇阻燃剂为采用酯交换化学法，通过小分子多元醇与含磷溶剂反应，在多元醇分子链中引入高效阻燃磷元素而得到的一种反应型阻燃剂。
[0025]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，所述小分子多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、丙三醇中的一种或多种的混合物；所述含磷溶剂为甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、亚磷酸二甲酯、磷酸三乙酯中的一种或多种的混合物。
[0026]前述的泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法中，步骤S202中，含磷多元醇阻燃剂与多异氰酸酯的用量重量比为(2～30)：(40～70)。
[0027]本方案还包括一种泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材，是由上述任一所述的制备方法制备得到的。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术提供了一种通过物理沉积方法，以纳米氧化亚铜作为阻燃抑烟剂，在聚丙烯蜂窝芯材上沉积具有催化氧化特性的过渡金属氧化物氧化亚铜，提升聚丙烯蜂窝芯材的阻燃抑烟性能。
[0030]通过多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂合成发泡白料；同时羟基封端的反应型含磷多元醇阻燃剂通过键合添加到多异氰酸酯中以进行预聚反应，合成含有含磷多元醇阻燃剂的发泡黑料，实现磷系液体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、制备附着纳米氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材：S101、将氢氧化钠溶液加入硫酸铜水溶液中，然后于65～75℃加入葡萄糖，搅拌至生成红棕色沉淀，得氧化亚铜沉淀体系；S102、将聚丙烯蜂窝芯材放入氧化亚铜沉淀体系中，静置1～5小时，得附着有纳米氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材；S2、配制发泡料浆：S201、将多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂混合均匀，得发泡白料；S202、将羟基封端的反应型含磷多元醇阻燃剂与多异氰酸酯混合，得含有含磷多元醇阻燃剂的发泡黑料；S203、将发泡白料与发泡黑料按照重量比为(1.5～2)：1搅拌均匀，得发泡料浆；S3、制备泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材：将发泡料浆倒入模具，将附着有氧化亚铜的聚丙烯蜂窝芯材置于发泡料浆上后闭模，静置12～48h，脱模后得泡沫填充的聚丙烯蜂窝复合芯材。2.根据权利要求1所述的一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，其特征在于：步骤S101中，氢氧化钠和硫酸铜的摩尔比为1:(1.5～2.0)；葡萄糖与氢氧化钠的摩尔比为(6～10)：1。3.根据权利要求1所述的一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，其特征在于：步骤S102中，聚丙烯蜂窝芯材的蜂窝柱形状为正六边形、正五边形、正方形、圆形中的任意一种，聚丙烯蜂窝芯材的密度为60～160kg/m3，聚丙烯蜂窝芯材的蜂窝孔径外接圆直径为6～15mm。4.根据权利要求1所述的一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备方法，其特征在于：步骤S102中，聚丙烯蜂窝芯材为清洗干燥后的聚丙烯蜂窝芯材，聚丙烯蜂窝芯材的清洗干燥方法为：用去离子水和无水乙醇交替洗涤聚丙烯蜂窝芯材3～5次，洗净后将聚丙烯蜂窝芯材置于50～65℃烘箱中干燥3～5h。5.根据权利要求1所述的一种泡沫填充聚丙烯蜂窝复合芯材的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙高辉，张卉嬴，韩世辉，段天娇，王君，陈蓉蓉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：