一种超轻蜂窝板材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超轻蜂窝板材料及其制备方法及应用，具体包括步骤1：将干燥的PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维按照一定比例称量，加入到单螺旋挤出机中1熔融挤出；步骤2：将按比例称量好的黏土纳米片和硅藻土加入到挤出机2中熔融挤出。步骤3：依次将步骤2和步骤3中所得到的熔融态挤出共混物铺层，进入随后将其加入复合压机中，加热熔融，冷却造粒；步骤4：将步骤3中所得到的预混料进行注塑成型，进行性能测试。本发明专利技术采用“一步法”热压成型制备夹芯板，该方法的简便易行。制备得到的超轻蜂窝板材料在保证力学性能的同时，可以极大的减小了蜂窝板的质量，并且达到降低噪音的效果。能够应用于航空航天、交通运输及建筑等多个领域。个领域。个领域。

【技术实现步骤摘要】
一种超轻蜂窝板材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能材料制备
，具体涉及超轻复合蜂窝板材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]鉴于聚合物材料密度远小于金属材料，使得热塑性聚合物蜂窝板材与高性能纤维材料复合制备出高强度且轻质的蜂窝板材。这种蜂窝板材在交通运输、建筑和航空航天等领域有着广泛的应用。一般使用的热塑性聚合物为聚丙烯(PP)，其具有优异的物理化学性能，例如耐热性、电绝缘性、高强度和良好的耐磨可加工性能等。但是在高温情况下PP蜂窝板容易断裂。此外，纯PP易老化、不易染色、低温下易脆裂且产品尺寸收缩率较大等缺点。导致其应用领域受到了极大的限制。而腰果壳油改性酚醛树脂粘结剂的添加可以提高制品的冲击强度和耐热性，同时也可以使材料硬度降低从而起到改善PP脆裂性的作用。
[0003]一般使用纤维和PP复合来增强蜂窝板的性能，纤维增强蜂窝板会结合纤维的优异性能，例如质量轻、平压和弯曲强度高、化学性质稳定。并有纤维外表面较为平整，在高温条件下具有良好的耐热性和成型性，有利于避免在使用过程中被腐蚀或出现变形的情况，适用于航空航海等恶劣环境。常用的纤维有玻璃纤维、碳纤维、铝纤维等等。为了改善蜂窝板的力学性能，一般选择的纤维需满足强度高、抗热冲击性能好、化学稳定性好等条件。因此使用复合矿物纤维作为增强纤维即可满足这些必备条件。构成复合矿物纤维的化学成分一般有：SiO2(40％～43％)、Al2O3(16％～18％)、CaO(14％～16％)、MgO(5％～7％)、Fe2O3(3％～5％)、C(4％～6％)。
[0004]在保证蜂窝板材力学性能增加的同时减轻质量是一个长远的目标。因此，由于黏土纳米片具有重量轻、优异的热稳定性、高力学性能和优异的阻隔性能，可作为添加剂与PP、腰果壳油改性酚醛树脂及复合矿物纤维复合后有效改善PP蜂窝板的力学热学性能。相比于单一的聚合物，多元复合材料可发挥其协同效应提高材料的综合提高。
[0005]为了进一步降低质量和提高耐热性，硅藻土可作为填料加入黏土/聚丙烯复合材料中。硅藻土是一种浅灰色硅质沉积岩，其孔隙较大、质轻、熔点高、耐热高、化学性质稳定且具有隔热吸收噪音的效果。因此，研究不同比例的PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土复合材料的力学性能及其调控机制具有重要意义。
[0006]为此，本专利技术提供一种超轻蜂窝板材料及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0007]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种超轻蜂窝板材料及其制备方法和应用。
[0008]本专利技术的一种超轻蜂窝板材料及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术的目的是提供一种超轻蜂窝板材料及其制备方法，具体包括以下步骤；
[0010]步骤1：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土置于恒
温鼓风干燥箱80℃干燥6h。
[0011]步骤2：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维按照一定比例称量，通过料筒加入到单螺旋挤出机中1熔融挤出。挤出机温度设置为195～235℃；
[0012]步骤3：将步骤1称量好的黏土纳米片和硅藻土通过料筒加入到挤出机2中熔融挤出。实验过程中的单螺旋挤出机温度设定为195～235℃，时间设定为800s。
[0013]步骤4：依次将步骤2和步骤3中所得到的熔融态挤出共混物铺层，通过传输带传递到复合压机中，加热熔融，冷却造粒，置于80℃恒温鼓风干燥箱中干燥6h。
[0014]步骤5：将步骤4中所得到的预混料进行注塑成型，注塑温度为190～240℃，注塑压力为0.3～0.65MPa，保压压力为0.55～0.85MPa，保压时间为20～60s。经注塑成型得到的蜂窝板复合材料需要在室温下放置至少24h后再进行性能测试。
[0015]进一步地，所述步骤1中的PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土提前干燥处理是为了避免水分对性能的影响。
[0016]进一步地，所述步骤2中PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维的比例为9:3:8；
[0017]进一步地，所述步骤4中的注塑过程。由于PP的结晶性导致材料会出现明显的热收缩行为，因此，需要选择合适的保压压力、保压时间和注塑温度。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0019]本专利技术以复合矿物纤维、硅藻土为主要原料，PP、腰果壳油改性酚醛树脂作为基体材料，黏土纳米片为添加剂，采用“一步法”热压成型制备夹芯板，该方法的特点是仅需一次热压成型即可制的样品，相较于“两步法”极大的减少了能量的损耗，降低了工业生产的成本且操作工艺简单易行。
附图说明
[0020]图1是本专利技术添加不同质量分数的黏土纳米片的对蜂窝夹芯板高温弯曲性能的影响曲线图；
[0021]图2为本专利技术不同的保压压力对蜂窝夹芯板强度和厚度的影响；
[0022]图3为本专利技术不同的保压时间对蜂窝夹芯板强度和厚度的影响；
[0023]图4为本专利技术不同的注塑温度对蜂窝夹芯板强度和厚度的影响曲线图。
具体实施方式
[0024]以下结合实施例对本专利技术的具体内容做进一步详细解释说明。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术的目的是提供一种超轻蜂窝板材料及其制备方法，具体包括以下步骤；
[0027]步骤1：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土置于恒温鼓风干燥箱80℃干燥6h。
[0028]步骤2：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维按照9:3:8的比例称量，通过料筒加入到单螺旋挤出机中1熔融挤出。挤出机温度设置为205℃；
[0029]步骤3：将步骤1称量好的20％硅藻土通过料筒加入到挤出机2中熔融挤出。实验过程中的单螺旋挤出机温度设定为205℃，时间设定为800s。
[0030]步骤4：依次将步骤2和步骤3中所得到的熔融态挤出共混物铺层，通过传输带传递到复合压机中，加热熔融，冷却造粒，置于80℃恒温鼓风干燥箱中干燥6h。
[0031]步骤5：将步骤4中所得到的预混料进行注塑成型，注塑温度为230℃，注塑压力为0.45MPa，保压压力为0.65MPa，保压时间为30s。经注塑成型得到的蜂窝板复合材料需要在室温下放置至少24h后再进行性能测试。
[0032]实施例2
[0033]本专利技术的目的是提供一种超轻蜂窝板材料及其制备方法，具体包括以下步骤；
[0034]步骤1：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土置于恒温鼓风干燥箱80℃干燥6h。
[0035]步骤2：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维按照9:3:8的比例称量，通过料筒加入到单螺旋挤出机中1熔融挤出。挤出机温度设置为205℃；
[0036]步骤3：将步骤1的黏土纳米片和硅藻土按照19:1的比例通过料筒加入到挤出机2中熔融挤出。实验过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超轻蜂窝板材料及其制备方法及应用，其特征在于：具体包括以下步骤；步骤1：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维、黏土纳米片和硅藻土置于恒温鼓风干燥箱80℃干燥6h；步骤2：将PP、腰果壳油改性酚醛树脂、复合矿物纤维按照一定比例称量，通过料筒加入到单螺旋挤出机中1熔融挤出；挤出机温度设置为195～235℃；步骤3：将步骤1称量好的黏土纳米片和硅藻土通过料筒加入到挤出机2中熔融挤出；实验过程中的单螺旋挤出机温度设定为19...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，谭志均，马大勇，杨剑波，冯志岺，谭自成，王天全，
申请(专利权)人：重庆泛锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：