專利名稱：利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(Wood Plastic Composites，簡稱WPC)是指以植物纖維或粉末(如木、竹、花生殼、椰子殼、亞麻、秸稈等)為主要組分(質(zhì)量分數(shù)達60%以上)，與廢棄的熱塑性聚合物復(fù)合而成的一種材料，具有強度大、硬度高，耐酸堿、抗腐蝕、加工性能良好、不變形、不含甲醛、容易回收利用等顯著特點，是一種極具發(fā)展前途的綠色環(huán)保材料。但是木塑復(fù)合材料也存在材質(zhì)密度大，搬運和使用不方便，成本較高的缺點。紙質(zhì)蜂窩板是一種常用的包裝材料，質(zhì)量輕、成本低，具有很好的減震作用。但該材料強度極低，容易吸水變形。質(zhì)量輕且強度高是人們對材料的通常要求，尤其在航空、船舶、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。 目前常用的夾層結(jié)構(gòu)材料多為聚合物與聚合物、聚合物與金屬、金屬與金屬材料之間的組合，具有防水性能好、強度高、焊接容易的優(yōu)勢，但同時也存在不易連續(xù)生產(chǎn)、熱變形大、成本較高的缺點，而且使用的是地球上有限的石油和金屬資源，在生產(chǎn)過程中能量消耗巨大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有木塑復(fù)合材料存在使用不方便，制備成本較高，現(xiàn)有的紙質(zhì)蜂窩板存在強度極低，容易吸水變形的問題，而提供了利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法。利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方按以下步驟進行一、 將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬2min，取出后撐開，然后放到烘箱內(nèi)，在 130 160°C下加熱5 lOmin，再對上下表面進行砂光，磨去表面樹脂層，露出紙纖維，得紙芯板；二、用鋼刷對木塑薄板一面進行縱橫交叉的打毛，刷破表面的塑料層；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，然后將組合板坯放到冷壓機內(nèi)，在常溫、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化 1 3h，完成粘接，或者將組合板坯放到溫度為120 150°C、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化5 lOmin，完成粘接，即完成利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料； 其中步驟二中木塑薄板的厚度為3 6mm。本發(fā)明將木塑薄板(即木塑復(fù)合材料)與紙質(zhì)蜂窩板結(jié)合到一起，通過采用酚醛樹脂膠浸漬的方式解決紙質(zhì)蜂窩板不耐水的問題，通過表面機械處理解決木塑復(fù)合材不易粘結(jié)的問題，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計制備出具有較高的強度、較好的隔音隔熱功能、整體密度大幅度降低的復(fù)合材料。該材料使用方便，可以廣泛地運用于包裝、運輸、家具、建筑隔墻等領(lǐng)域。本發(fā)明所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料充分利用了生物質(zhì)纖維，生產(chǎn)和使用過程低碳、環(huán)保，具有耐水性高、不易變形、質(zhì)量輕、強度高、成本低的特點。本發(fā)明所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料與普通的蜂窩紙夾層復(fù)合材料相比，本發(fā)明所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料抗彎強度高，防水性能好，抗沖擊能力強，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方按以下步驟進行一、將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬2min，取出后撐開，然后放到烘箱內(nèi)，在130 160°C下加熱5 lOmin，再對上下表面進行砂光，磨去表面樹脂層，露出紙纖維，得紙芯板；二、用鋼刷對木塑薄板一面進行縱橫交叉的打毛，刷破表面的塑料層；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，然后將組合板坯放到冷壓機內(nèi)，在常溫、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化 1 3h，完成粘接，或者將組合板坯放到溫度為120 150°C、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化5 lOmin，完成粘接，即完成利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料； 其中步驟二中木塑薄板的厚度為3 6mm。本實施方式步驟一中所用酚醛樹脂膠為浸漬型膠黏劑。本實施方式步驟一中所用紙質(zhì)蜂窩板為現(xiàn)有市售的各種型號的紙質(zhì)蜂窩板。本實施方式步驟二中所用木塑薄板為現(xiàn)有市售的各種型號的木塑復(fù)合平板材料。具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在130°C下加熱lOmin。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在160°C下加熱5min。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中在150°C下加熱8min。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟四中在常溫、壓力為0. 25MPa的條件下固化池。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至四之一相同。具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟四中在常溫、壓力為0. 75MPa的條件下固化lh。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至四之一相同。具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟四中在常溫、壓力為0. 5MPa的條件下固化池。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至四之一相同。具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟四中將組合板坯放到溫度為120°C、壓力為0. 75MPa的條件下固化lOmin。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至七之一相同。具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟四中將組合板坯放到溫度為150°C、壓力為0. 25MPa的條件下固化5min。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至七之一相同。具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟四中將組合板坯放到溫度為130°C、壓力為0. 5MPa的條件下固化8min。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一至七之一相同。具體實施方式
十一本實施方式利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方按以下步驟進行一、將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬2min，取出后撐開，然后放到烘箱內(nèi)，在150°C下加熱8min，再對上下表面進行砂光，磨去表面樹脂層， 露出紙纖維，得紙芯板；二、用鋼刷對木塑薄板一面進行縱橫交叉的打毛，刷破表面的塑料層；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，然后將組合板坯放到冷壓機內(nèi)，在常溫、壓力為0. 5MPa的條件下固化池，完成粘接，即完成利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料；其中步驟二中木塑薄板的厚度為4mm。本實施方式中制備所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料，經(jīng)檢測，輕質(zhì)高強復(fù)合材料的抗彎強度為12MPa ；經(jīng)過63°C浸漬池然后干燥IOmin后測試，強度可保持65-75% ；如果蜂窩芯板未經(jīng)酚醛膠浸漬處理則所制備的夾層復(fù)合材不能承受水浸泡；可見本實施方式中制備所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料的耐水性好。具體實施方式
十二 本實施方式利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方按以下步驟進行一、將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬2min，取出后撐開，然后放到烘箱內(nèi)，在140°C下加熱6min，再對上下表面進行砂光，磨去表面樹脂層， 露出紙纖維，得紙芯板；二、用鋼刷對木塑薄板一面進行縱橫交叉的打毛，刷破表面的塑料層；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，然后將組合板坯放到溫度為130°C、壓力為0. 55MPa的條件下固化8min，完成粘接，即完成利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料；其中步驟二中木塑薄板的厚度為5mm。本實施方式中制備所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料，經(jīng)檢測，輕質(zhì)高強復(fù)合材料的抗彎強度為15MPa ；經(jīng)過63°C浸漬池然后干燥IOmin后測試，強度可保持70-80% ；如果蜂窩芯板未經(jīng)酚醛膠浸漬處理則所制備的夾層復(fù)合材不能承受水浸泡；可見本實施方式中制備所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料的耐水性好。
權(quán)利要求
1.利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法，其特征在于利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方按以下步驟進行一、將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬2min，取出后撐開，然后放到烘箱內(nèi)，在130 160°C下加熱 5 lOmin，再對上下表面進行砂光，磨去表面樹脂層，露出紙纖維，得紙芯板；二、用鋼刷對木塑薄板一面進行縱橫交叉的打毛，刷破表面的塑料層；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，然后將組合板坯放到冷壓機內(nèi)，在常溫、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化1 3h，完成粘接，或者將組合板坯放到溫度為120 150°C、壓力為0. 25 0. 75MPa的條件下固化5 lOmin，完成粘接，即完成利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑薄板制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料；其中步驟二中木塑薄板的厚度為3 6mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一中在150°C下加熱8min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟四中在常溫、壓力為0. 5MPa的條件下固化池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟四中將組合板坯放到溫度為130°C、壓力為0. 5MPa的條件下固化 8min。
全文摘要
利用紙質(zhì)蜂窩板和木塑復(fù)合材料制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法，它涉及制備輕質(zhì)高強復(fù)合材料的方法。它解決了現(xiàn)有木塑復(fù)合材料存在使用不方便，制備成本較高，現(xiàn)有的紙質(zhì)蜂窩板存在強度極低，容易吸水變形的問題。方法一、將紙質(zhì)蜂窩板放在盛有酚醛樹脂膠的容器內(nèi)浸漬，取出后撐開、加熱、砂光，得紙芯板；二、木塑薄板一面進行打毛；三、在紙芯板的上下表面和木塑薄板的打毛面上滾涂一層異氰酸酯膠或環(huán)氧樹脂膠；四、取兩塊木塑薄板分別覆蓋在紙芯板的上下表面上，且打毛面與紙芯板接觸，得組合板坯，粘接后即完成。本發(fā)明所得輕質(zhì)高強復(fù)合材料，生產(chǎn)和使用過程低碳、環(huán)保，使用方便，具有耐水性高、不易變形、質(zhì)量輕、強度高、成本低的特點。
文檔編號B32B37/10GK102431219SQ2011102678
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者宋永明, 王偉宏, 王海剛, 王清文, 韓超 申請人:東北林業(yè)大學