一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料及其制造方法
【專利摘要】一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料及其制造方法，其特征在于：由纖維或纖維氈25—65份、熱塑性膨脹微珠3-20份、可固化樹脂30-50份、表面活性劑0.2-5份、固化劑3-20份、填充劑1-20份、稀釋劑10-50份組成，包括以下步驟：1）稱量、2）混合、3）浸漬、4）干燥、5）切割、6）冷藏、7）疊片、8）熱壓發(fā)泡、9）冷卻定型、10）修邊、11）檢驗、12）包裝。本發(fā)明所制得的產(chǎn)品具有強度高、質(zhì)量輕，防火性能好，加工工藝簡單，成本低等優(yōu)點，適用于制作飛機機艙、軌道交通、汽車、艦船等內(nèi)飾。
【專利說明】一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料，具體地說是一種輕質(zhì)、高強、防火復(fù)合材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前國內(nèi)外飛機客艙貨艙內(nèi)飾大多采用鋁蜂窩或NOMEX蜂窩(采用芳綸紙浸潰酚醛樹脂制成)材料，因為蜂窩夾層材料在使用過程中需要高昂的維護修理費用，在某些情況下如果面板出現(xiàn)裂縫和孔隙，水和水汽就很容易進入蜂窩，在低溫情況下，進入蜂窩孔隙中的水被冰凍以后發(fā)生膨脹，將破壞鄰近的蜂窩孔格的粘結(jié)，這就降低了夾層結(jié)構(gòu)的性能而必須進行修理；汽車、艦船、軌道交通車輛等內(nèi)飾材料大都采用ABS板材、復(fù)合麻氈板、聚氨脂發(fā)泡、PP與PE等改性材料，這些材料阻燃性能差；采用阻燃防火性能較好的玻璃鋼，但是沒有經(jīng)過輕量化工藝，產(chǎn)品密度大，質(zhì)量重，限制了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上問題，本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)、高強、防火材料的制造方法，一是通過纖維增強實現(xiàn)材料的高強度；二是通過熱塑性膨脹微珠加熱膨脹實現(xiàn)材料的輕量化；三是選用防火性能較好的可固化樹脂、耐高溫阻燃纖維與填充劑等原材料，最終獲得具有強度高、質(zhì)量輕、防火性能好的復(fù)合材料。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的:一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料，由纖維或纖維氈25—65份、熱塑性膨脹微珠3-20份、可固化樹脂30-50份、表面活性劑0.2-5份、固化劑3-20份、填充劑1-20份、稀釋劑10-50份組成，其中:纖維是玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維中的一種；熱塑性膨脹微珠具有殼體結(jié)構(gòu)，殼體是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等的均聚物或共聚物；可固化樹脂是脲醛樹脂、酚醛樹脂、間苯二酚甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂中的一種或幾種；表面活性劑是二甲基硅氧烷、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鹽中的一種或幾種；固化劑是對甲苯磺酸、鹽酸、硫酸、磷酸、氯化銨、石油磺酸、苯酐和三乙醇胺、烏洛托品等中的一種或幾種；填充劑是空心玻璃微珠；稀釋劑是酒精、水及其混合物。
[0005]一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料的制造方法，包括以下步驟:1)稱量、2)混合、3)浸潰、4)干燥、5)切割、6)冷藏、7)疊片、8)熱壓發(fā)泡、9)冷卻定型、10)修邊、11)檢驗、12)包裝；
1)、稱量:稱取纖維或纖維氈25—65份、熱塑性膨脹微珠3-20份、可固化樹脂30-50份、表面活性劑0.2-5份、固化劑3-20份、填充劑1-20份、稀釋劑10-50份備用；
2)、混合:將已稱量好的可固化樹脂、加稀釋劑后攪拌20分鐘；將熱塑性膨脹微珠、表面活性劑、固化劑、填充劑，全部倒入攪拌器中，混合30分鐘至均勻；
3)、浸潰:將以上混合料送入浸潰機的膠槽中，再將纖維或纖維氈經(jīng)過浸潰機膠槽進行浸潰處理；
4)、干燥:浸潰有樹脂的纖維或纖維氈送入烘道預(yù)干燥，烘道溫度不超過熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度；
5)、切割:通過烘道預(yù)干燥后的預(yù)浸料纖維或纖維氈，進入切割機根椐產(chǎn)品尺寸要求進4丁切割;
6)、冷藏:將切割好的預(yù)浸料纖維或纖維氈移到冷藏室保存?zhèn)溆茫刂茰囟炔怀^熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度，控制在15°C以下低溫儲存，儲存時間不超過6個月；
7)、疊片:取出預(yù)浸料纖維或纖維氈，根據(jù)產(chǎn)品厚度，將預(yù)浸料纖維或纖維氈片疊加后，放入熱壓模具中；
8)、熱壓發(fā)泡:根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格要求，將預(yù)浸料放入模具中送入熱壓機加壓加熱發(fā)泡，壓力0.5-lMPa、溫度130。。_150°C、時間5-10分鐘；
9)、冷卻定型:通冷水冷卻定型，冷卻水溫度不超過20°C、冷卻時間5-10分鐘)；
10)、修邊:經(jīng)過冷卻定型，開啟模具取出產(chǎn)品進行修邊；
11)、檢驗:產(chǎn)品按質(zhì)量標準要求，進行外觀、內(nèi)在質(zhì)量檢驗；
12)、包裝:經(jīng)檢驗合格后的產(chǎn)品進行包裝、入庫。
[0006]本發(fā)明所制成的產(chǎn)品密度為0.10-0.8g/cm3,臨界氧指數(shù)35_50%，壓縮強度(10%)
1.8-2.5MPa,拉伸強度12_20MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.018-0.020W/ (m.k)。適用于制作飛機機艙、軌道交通、汽車、艦船等內(nèi)飾，加工工藝簡單，成本低。

【具體實施方式】
[0007] 實施例1:
一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料的制造方法，包括以下步驟:
1、稱量:稱取單位面積克重960g/cm2的玻璃纖維氈800 X 700 X 8，計537.6g ;加入可固化的甲醛基樹脂500g (其中二甲基硅氧烷表面活性劑6g，對甲苯磺酸固化劑50g)，酒精和水稀釋劑各200g，熱塑性膨脹微珠85g，空心玻璃微珠填充劑60g備用。
[0008]2、混合:將已稱量好的可固化的甲醛基樹脂、加稀釋劑酒精和水?dāng)嚢?0分鐘；將熱塑性膨脹微珠、空心玻璃微珠填充劑、二甲基硅氧烷表面活性劑、對甲苯磺酸固化劑全部倒入攪拌器中，混合30分鐘至均勻；
3、浸潰:將混合料送入浸潰機的膠槽中，再將玻璃纖維氈經(jīng)過浸潰機的膠槽進行浸潰處理；
4、干燥:經(jīng)浸潰有樹脂的玻璃纖維氈送入烘道干燥，烘道溫度不超過熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度；
5、切割:通過烘道預(yù)干燥后的預(yù)浸料玻璃纖維氈，進入切割機根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求進行切割；
6、冷藏:將切割好的預(yù)浸料玻璃纖維氈移到冷藏室保存?zhèn)溆?，控制溫度不超過熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度，控制在15°C以下低溫儲存，儲存時間不超過6個月；
7、疊片:取出預(yù)浸料玻璃纖維氈，根據(jù)產(chǎn)品厚度，將預(yù)浸料纖維或纖維氈片疊加后，放入熱壓模具中；
8、熱壓發(fā)泡:根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格要求，將預(yù)浸料置于模具內(nèi)送入熱壓機加壓加熱發(fā)泡，壓力 0.5-lMPa、溫度 130。。_150°C、時間 5-10 分鐘；
9、冷卻定型:通冷水冷卻定型:冷卻水溫度不超過20°C、冷卻時間5-10分鐘；10、修邊:經(jīng)過冷卻定型，開啟模具取出產(chǎn)品進行修邊；
11、檢驗:按質(zhì)量標準要求，進行外觀、內(nèi)在質(zhì)量進行檢驗；
12、包裝:經(jīng)檢驗合格后的產(chǎn)品進行包裝、入庫。
[0009]制得的輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料，測得性能如下:表觀密度d=0.20g/cm3，拉伸強度16.8MPa,壓縮強度(10%) 1.8MPa，臨界氧指數(shù)46%，導(dǎo)熱系數(shù)0.018W/ (m.k)。
[0010]實施例2:
取單位面積克重1460g/cm2的玄武巖纖維氈1200X1100X12，計1927.2g ;加入可固化的間苯二酚甲醛樹脂及助劑2250g (其中失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚表面活性劑45g，磷酸固化劑225g)、水1300g，熱塑性膨脹微珠420g，空心玻璃微珠填充劑290g ;其制造方法同實施例1，制得輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料，測得性能如下:表觀密度d=0.26g/cm3,拉伸強度18.8MPa,壓縮強度(10%) 2.0MPa,臨界氧指數(shù)48%，導(dǎo)熱系數(shù)0.019W/ (m.k)。
[0011]實施例3:
取單位面積克重1650g/cm2的碳纖維氈1800 X 1200 X 12，計3564g ;加入可固化的脲醛樹脂及助劑6010g (其中十二烷基苯磺酸鹽表面活性劑150g，氯化銨固化劑450g)、酒精和水各750g、熱塑性膨脹微珠780g，；空心玻璃微珠640g克，其制造方法同實施例1，制得輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料，測得性能如下:表觀密度d=0.33g/cm3,拉伸強度20.8MPa,壓縮強度(10%) 2.5MPa，臨界氧指數(shù)49%，導(dǎo)熱系數(shù)0.020W/ (m.k)。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)高強防火復(fù)合材料，其特征在于:由纖維或纖維氈25— 65份、熱塑性膨脹微珠3-20份、可固化樹脂30-50份、表面活性劑0.2-5份、固化劑3_20份、填充劑1_20份、稀釋劑10-50份組成，其中:纖維是玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維中的一種或幾種；熱塑性膨脹微珠具有殼體結(jié)構(gòu)，殼體是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等的均聚物或共聚物；可固化樹脂是脲醛樹脂、酚醛樹脂、間苯二酚甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂中的一種或幾種；表面活性劑是二甲基硅氧烷、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鹽中的一種或幾種；固化劑是對甲苯磺酸、鹽酸、硫酸、磷酸、氯化銨、石油磺酸、苯酐及三乙醇胺、烏洛托品中的一種或幾種；填充劑是空心玻璃微珠；稀釋劑是酒精、水或是其混合物。
2.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料的制造方法，其特征在于:包括以下步驟:1)稱量、2)混合、3)浸潰、4)干燥、5)切割、6)冷藏、7)疊片、8)熱壓加熱發(fā)泡、9)冷卻定型、10)修邊、11)檢驗、12)包裝； 1)、稱量:稱取纖維或纖維氈25—65份、熱塑性膨脹微珠3-20份、可固化樹脂30-50份、表面活性劑0.2-5份、固化劑3-20份、填充劑1-20份、稀釋劑10-50份備用； 2)、混合:將已稱量好的可固化樹脂、加稀釋劑后攪拌20分鐘；將熱塑性膨脹微珠、表面活性劑、固化劑、填充劑，全部倒入攪拌器中，混合30分鐘至均勻； 3)、浸潰:將以上混合料送入浸潰機的膠槽中，再將纖維或纖維氈經(jīng)過浸潰機的膠槽進行浸潰處理； 4)、干燥:浸 潰有樹脂的纖維或纖維氈送入烘道干燥，烘道溫度不超過熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度； 5)、切割:經(jīng)過烘道干燥后的預(yù)浸料纖維或纖維氈，進入切割機根據(jù)產(chǎn)品尺寸要求進行切割； 6)、冷藏:將切割好的預(yù)浸料纖維或纖維氈移到冷藏室保存?zhèn)溆?，控制溫度不超過熱塑性膨脹微珠的膨脹溫度，控制在15°C以下低溫儲存，儲存時間不超過6個月； 7)、疊片:取出預(yù)浸料纖維或纖維氈，根據(jù)產(chǎn)品厚度，將預(yù)浸料纖維或纖維氈片疊加后，放入熱壓模具中； 8)、熱壓發(fā)泡:根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格要求，將放有預(yù)浸料的模具送入熱壓機加壓加熱發(fā)泡，壓力0.5-lMPa、溫度130。。_150°C、時間5-10分鐘； 9)、冷卻定型:通冷水冷卻定型:冷卻水溫度不超過20°C、冷卻時間5-10分鐘； 10)、修邊:經(jīng)過冷卻定型，開啟模具取出產(chǎn)品進行修邊； 11)、檢驗:產(chǎn)品按質(zhì)量標準要求，進行外觀、內(nèi)在質(zhì)量檢驗； 12)、包裝:經(jīng)檢驗合格后的產(chǎn)品進行包裝、入庫。
【文檔編號】B32B27/06GK104073016SQ201410312538
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】徐體壽, 吳毅炳 申請人:丹陽市新美龍汽車軟飾件有限公司, 江蘇美龍航空部件有限公司