CN114316346A - 一种高分子环保蜂窝材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子环保蜂窝材料的制备方法，涉及材料技术领域。该方法包括以下步骤：1）将环氧树脂65‑75重量份、固化剂10‑20重量份、无机阻燃剂1‑10重量份、玻璃微珠2‑6重量份，混合并充分搅拌，形成环氧树脂混合物；2）在环氧树脂混合物中加入泡沫材料颗粒进行混合搅拌；3）将搅拌后的混合物填满于蜂窝载体中，蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，然后进行加温、加压、固化，得到环保蜂窝材料。本申请所使用的原料组分均与环境相容，对环境友好，且所使用的功能填料在密度小、比表面积大的基础上兼具隔热、隔音、保温、防震的功能，能有效拓展蜂窝材料的综合性能，增大其使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种高分子环保蜂窝材料的制备方法。
背景技术
建筑活动是人类对自然资源、环境影响最大的活动之一。建筑过程使用的钢材(钢筋、钢板)、水泥、混凝土、砖块及木材等基础建筑材料均是高能耗、高污染的产品，建筑材料生产过程中的环境负荷在建筑物整体环境负荷中占有相当大的比例。
在建筑业的发展中不断加大墙体材料的发展和创新是极其关键的，一定要符合我国建筑行业发展的需要，在技术上和性能上都要比以往更占据优势，例如：强度高、自重轻保温效果好、经济效益和环境效益高等。在这样的情况下发展新型材料也是有着重要意义的。首先是能够增强对土地资源的综合利用，能够减少环境的污染，同时也能够促进我国经济和社会的可持续发展。其次是能够更加有效的对资源进行利用，从而提高资源和能源的利用率，同时还能推动资源的循环利用，促进循环经济的发展和壮大。再次是能够促进建筑材料工业化的生产模式，能够实现整个行业的健康发展，使其符合现代化社会的发展需求。最后能够有效的推动建筑节能和绿色建筑的发展。
出于对建筑材料轻质化的要求，蜂窝材料因其成本低和重量轻，被用于替代木质材料以及砖混结构，在市场上得以广泛使用。但目前市场上使用的蜂窝材料一方面功能单一，使其应用受到限制；另一方面现有蜂窝材料的制备原料不够环保，会释放有害气体，污染环境，有害人体健康。
发明内容
鉴于以上缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高分子环保蜂窝材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种高分子环保蜂窝材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将环氧树脂65-75重量份、固化剂10-20重量份、无机阻燃剂1-10重量份、玻璃微珠2-6重量份，混合并充分搅拌，形成环氧树脂混合物；
2)将环氧树脂混合物与泡沫材料颗粒进行混合搅拌；环氧树脂混合物与泡沫材料颗粒的质量比为2.5-4:1；
3)将搅拌后的混合物填满于蜂窝载体中，蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，然后进行加温、加压、固化，得到环保蜂窝材料。
进一步的，步骤1)中，按照环氧树脂70-75重量份、固化剂15-20重量份、无机阻燃剂5-10重量份、玻璃微珠3-5重量份，混合并充分搅拌，形成环氧树脂混合物。
进一步的，固化剂为环氧树脂固化剂。
进一步的，无机阻燃剂选自改性氢氧化铝、改性氢氧化镁中的至少一种。
进一步的，改性氢氧化铝、改性氢氧化镁均是采用硅烷偶联剂对氢氧化铝进行干法改性并研磨得到。
进一步的，泡沫材料颗粒为聚氨酯泡沫和/或聚苯泡沫颗粒，泡沫材料颗粒粒径为1-5mm。
进一步的，蜂窝载体为纸蜂窝或芳纶蜂窝。
进一步的，固化温度为100～120℃，固化时间为60～100分钟，施加压力为1～1.5MPa。
进一步的，蜂窝载体的蜂窝孔形状为圆形、六边形、三角形、正四边形、菱形或梯形。
进一步的，蜂窝载体的蜂窝孔形状为梯形，梯形的上底宽度为10-30mm，下底宽度为30-55mm，高度为25-30mm。
有益效果：相比于现有技术，本发明的优点为：
1)本发明通过热压固化制得环保蜂窝材料，极大提高了各组分之间的粘接强度，延长了环保蜂窝材料的使用寿命。
2)本发明的玻璃微珠具有粒径小、比表面积大、密度小的特点，同时又兼具隔热、隔音、机械性能强的功能特点，而且可以在冷热交替的环境变化中起到缓冲作用，作为一种环保无毒的填充料加入到蜂窝材料中，能有效拓展蜂窝材料的综合性能，增大其使用范围。
3)本发明的泡沫颗粒集保温防震隔音缓冲于一体，与环境相容，对环境友好，与玻璃微珠，协同拓展了蜂窝材料的综合性能。
4)本发明的环保蜂窝材料阻燃性能好，环保等级高，且由于蜂窝状骨架结构，使其便于减重、快速成型，在降低生产成本的同时提高了生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
本发明的蜂窝载体的蜂窝孔可以选择圆形、六边形、三角形、正四边形、菱形或梯形，以下实施例中选用的是梯形，并且其梯形蜂窝孔具有小口径、中口径、大口径，小口径上底宽度为10mm，下底宽度为30mm，高度为30mm；中口径上底宽度为25mm，下底宽度为35mm，高度为30mm；大口径上底宽度为30mm，下底宽度为55mm，高度为30mm；在实际操作中，可根据具体需要进行变换选择。
实施例1
将氢氧化铝和硅烷偶联剂按照质量比10:2在水中混合，45℃搅拌30min，烘干，研磨成改性氢氧化铝粉。改性氢氧化铝不仅具有优异的阻燃抑烟效果，热解时不会产生有毒有害气体，而且能够作为功能填充料提高聚合物的韧性。
取65重量份的环氧树脂，10重量份的环氧树脂固化剂，3重量份的改性氢氧化铝，2重量份的玻璃微珠，加入混合装置中，于100rpm转速下进行充分混合搅拌，形成环氧树脂混合物。然后按照与环氧树脂混合物质量比为2.5:1的比例加入聚氨酯泡沫颗粒，聚氨酯泡沫颗粒控制在1-5mm，继续于100rpm转速下进行充分混合搅拌。将搅拌后的混合物填满于梯形纸蜂窝载体中，纸蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，进行加温至固化温度100℃，于1MPa下固化90分钟，制得环保蜂窝材料1。
实施例2
将氢氧化镁和硅烷偶联剂按照质量比10:3在水中混合，40℃搅拌30min，烘干，研磨成改性氢氧化镁粉。改性氢氧化镁不仅具有优异的阻燃抑烟效果，热解时不会产生有毒有害气体，而且能够作为功能填充料提高聚合物的韧性。
取75重量份的环氧树脂，20重量份的环氧树脂固化剂，8重量份的改性氢氧化镁，5重量份的玻璃微珠，加入混合装置中，于100rpm转速下进行充分混合搅拌，形成环氧树脂混合物。然后按照与环氧树脂混合物质量比为4:1的比例加入聚苯泡沫颗粒，聚苯泡沫颗粒控制在1-5mm，继续于100rpm转速下进行充分混合搅拌。将搅拌后的混合物填满于梯形芳纶蜂窝载体中，芳纶蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，进行加温至固化温度120℃，于1.5MPa下固化60分钟，制得环保蜂窝材料2。
实施例3
将氢氧化铝和硅烷偶联剂按照质量比10:2在水中混合，45℃搅拌30min，烘干，研磨成改性氢氧化铝粉。改性氢氧化铝不仅具有优异的阻燃抑烟效果，热解时不会产生有毒有害气体，而且能够作为功能填充料提高聚合物的韧性。
70重量份的环氧树脂，15重量份的环氧树脂固化剂，6重量份的改性氢氧化铝，5重量份的玻璃微珠，加入混合装置中，于100rpm转速下进行充分混合搅拌，形成环氧树脂混合物。然后按照与环氧树脂混合物质量比为3:1的比例加入聚氨酯泡沫颗粒，聚氨酯泡沫颗粒控制在1-5mm，继续于100rpm转速下进行充分混合搅拌。将搅拌后的混合物填满于梯形纸蜂窝载体中，纸蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，进行加温至固化温度110℃，于1MPa下固化100分钟，制得环保蜂窝材料3。
对比例1
与实施例1基本相同，不同的是未添加改性氢氧化铝，制得蜂窝材料4。
对比例2
与实施例1基本相同，不同的是将改性氢氧化铝替换为六溴环十二烷，制得蜂窝材料5。
对比例3
与实施例1基本相同，不同的是将聚氨酯泡沫颗粒替换为氯丁橡胶发泡材料，制得蜂窝材料6。
对实施例与对比例进行性能测试，防火等级参照GB8624-2006，
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不局限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将环氧树脂65-75重量份、固化剂10-20重量份、无机阻燃剂1-10重量份、玻璃微珠2-6重量份混合并充分搅拌，形成环氧树脂混合物；
2）在环氧树脂混合物中加入泡沫材料颗粒进行混合搅拌；所述环氧树脂混合物与泡沫材料颗粒的质量比为2.5-4:1；
3）将搅拌后的混合物填满于蜂窝载体中，蜂窝载体上下各铺覆至少一层浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，然后进行加温、加压、固化，得到环保蜂窝材料。
2.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，按照环氧树脂70-75重量份、固化剂15-20重量份、无机阻燃剂5-10重量份、玻璃微珠3-5重量份，混合并充分搅拌，形成环氧树脂混合物。
3.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂为环氧树脂固化剂。
4.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述无机阻燃剂选自改性氢氧化铝、改性氢氧化镁中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述改性氢氧化铝、改性氢氧化镁均是采用硅烷偶联剂对氢氧化铝进行干法改性并研磨得到。
6.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述泡沫材料颗粒为聚氨酯泡沫和/或聚苯泡沫颗粒，泡沫材料颗粒粒径为1-5mm。
7.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述蜂窝载体为纸蜂窝或芳纶蜂窝。
8.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述蜂窝载体的蜂窝孔形状为圆形、六边形、三角形、正四边形、菱形或梯形。
9.根据权利要求8所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，所述蜂窝载体的蜂窝孔形状为梯形，梯形的上底宽度为10-30mm，下底宽度为30-55mm，高度为25-30mm。
10.根据权利要求1所述的高分子环保蜂窝材料的制备方法，其特征在于，固化温度为100~120℃，固化时间为60~100分钟，施加压力为1~1.5MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220412 |