專利名稱：酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合材料的制造方法，尤其涉及一種酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法。
背景技術：
眾所周知，酚醛樹脂具有耐燒蝕、阻燃、低發(fā)煙量、耐高溫等優(yōu)點。但是，由于酚醛樹脂材料本身存在強度等問題，使得其在使用上受到一定限制。傳統(tǒng)不飽和聚酯材料雖然強度高，但防火性能差，存在巨大安全隱患。因此，制造一種既滿足強度又符合防火性能要求的復合材料具有迫切的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提供一種酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其包括以下步驟步驟①，酚醛樹脂合成在100重量份的苯酚原料中，分次加入共計0. 5 3重量份的催化劑，40 60重量份的多聚甲醛和1 5重量份的胺類化合物，經過中溫縮聚反應、 高溫縮聚反應與中溫縮聚反應的次序，制得粘度為300 lOOOcps的液體酚醛樹脂。步驟②，蜂窩浸漬將一定規(guī)格的蜂窩拉伸展開，浸入按步驟①制得的酚醛樹脂中，2-10分鐘后取出放入60 80°C的烘箱中加熱固化40 60分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材。步驟③，制作表面增強材料將一定規(guī)格的纖維織物在步驟①制得的酚醛樹脂中浸潤后再加熱固化，制得纖維增強表面材料。步驟④，復合通過模壓成型工藝，在60 120°C溫度條件下，將開孔酚醛蜂窩芯材與纖維表面增強材料進行復合，保持60 180分鐘，制得成品。上述酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其中步驟①所述的酚醛樹脂為液體酚醛樹脂，其主要性能指標為粘度300 lOOOcps，固體含量50% 80%，聚合速度1 5分鐘。步驟②所述的蜂窩包括有紙蜂窩、纖維蜂窩、芳綸蜂窩等非金屬蜂窩。規(guī)格為 2400mmX 1200mmX 10 40mm。步驟③所述的纖維包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維，織物的規(guī)格為 2400mm X 1200mm。步驟④所述的復合是指采用多層模壓成型工藝進行的復合，其溫度為60 120°C，時間為60 180分鐘。本發(fā)明技術方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以開孔酚醛蜂窩為芯材，將該芯材與纖維表面增強材料復合制成酚醛蜂窩芯增強先進復合材料。該材料具有優(yōu)異的FST性能，即火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷l(fā)煙量低，毒性小。并且，材料質輕、環(huán)保、強度高、耐腐蝕能力強、易成型，從而可將該材料廣泛用于航空、艦船及軌道交通設施制造等領域。本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行解釋。這些實施例僅是應用本發(fā)明技術方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內。
具體實施例方式酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，過程如下首先是進行酚醛樹脂的合成。具體來說，在100重量份的苯酚原料中，分次加入共計0. 5 3重量份的催化劑，40 60重量份的多聚甲醛和1 5重量份的胺類化合物，經過中溫縮聚反應、高溫縮聚反應與中溫縮聚反應的次序，得到粘度為300 lOOOcps的液體酚醛樹脂。隨后，進行蜂窩浸漬。具體來說，將一定規(guī)格的蜂窩拉伸展開，浸入之前所制得的酚醛樹脂中。2 10分鐘后，將浸漬后的蜂窩放入60 80°C的烘箱中加熱固化40 60分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材。接著是制作表面增強材料，即將一定規(guī)格的纖維織物在步驟①制得的酚醛樹脂中浸潤后再加熱固化，制得纖維增強表面材料。并且，表面增強材料可根據強度要求采用單層或多層。最后進行復合。具體來說，通過模壓成型工藝(溫度為60 120°C，時間為60 180分鐘)，將開孔蜂窩芯材與纖維表面增強材料復合，最終制得成品。本發(fā)明步驟①所述的中溫縮聚反應、高溫縮聚反應與中溫縮聚反應為，將苯酚、催化劑混合，在70 85°C溫度下以及90分鐘內，分次加入多聚甲醛，然后反應20 60分鐘； 升溫至95 100°C，反應15 50分鐘；降溫至85 90°C，加入二次催化劑及胺類化合物， 繼續(xù)在85 90°C反應20 100分鐘，得到酚醛樹脂。本發(fā)明所采用的催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鋅、碳酸鈉和三乙胺中的任意一種，或是任意兩種的組合。胺類化合物包括有就脲、雙氰胺和三氰胺。本發(fā)明所采用的蜂窩包括紙蜂窩、纖維蜂窩、芳綸蜂窩等非金屬蜂窩。蜂窩的規(guī)格為MOOmmX 1200mmX 10 40mm。纖維織物包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維，規(guī)格為 2400mm X 1200mm。本發(fā)明所述的模壓成型工藝的時間為60 180分鐘，溫度為60 120°C。K實施例一 3酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其通過以下步驟制得首先進行酚醛樹脂的合成。具體來說，將100重量份的苯酚與作為催化劑的0. 2重量份氫氧化鈉混合，令它們在70°C的溫度下反應。之后在90分鐘內，分次加入40重量份的多聚甲醛，然后反應 20分鐘。接著，再升溫至95°C，反應15分鐘。緊接著再降溫至85°C，加入0.3重量份的氫氧化鈉作為二次催化劑，同時添加及1重量份的脲。之后，繼續(xù)在85°C下反應20分鐘，得到酚醛樹脂。將規(guī)格為MOOmmX 1200mmX30mm的紙蜂窩拉伸展開，并浸入先前制得的酚醛樹脂液中。2分鐘后，將該紙放蜂窩入60°C烘箱中加熱固化60分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材。緊接著，把規(guī)格為MOOmmX 1200mm的纖維織物在之前制得的酚醛樹脂中浸潤并固化后，制得纖維增強表面材料。并且，為了保證纖維增強表面材料的強度，可以采用多層的纖維織物制得，或是將纖維增強表面材料進行多層堆疊。
最后，通過模壓成型工藝，在120°C條件下，將開孔蜂窩芯材與纖維增強表面材料復合，保持180分鐘，制得酚醛蜂窩芯增強先進復合材料。K實施例二 3酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其通過以下步驟制得首先進行酚醛樹脂的合成。具體來說，將100重量份的苯酚與作為催化劑的2重量份氫氧化鉀混合，令它們在85°C的溫度下反應。之后在90分鐘內，分次加入40重量份的多聚甲醛，然后反應60 分鐘。接著，再升溫至100°C，反應50分鐘。緊接著再降溫至90°C，加入3重量份的氫氧化鉀以及1重量份的雙氰胺。之后，繼續(xù)在90°C下反應100分鐘，得到酚醛樹脂。之后進行蜂窩浸漬，將規(guī)格為MOOmmX 1200mmX IOmm的紙蜂窩拉伸展開，并浸入先前制得的酚醛樹脂液中。5分鐘后，將該紙放蜂窩入80°C烘箱中加熱固化40分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材。緊接著，把規(guī)格為MOOmmX 1200mm的纖維織物在之前制得的酚醛樹脂中浸潤并固化后，制得纖維增強表面材料。并且，為了保證纖維增強表面材料的強度，可以采用多層的纖維織物制得，或是將纖維增強表面材料進行多層堆疊。最后，通過模壓成型工藝，在60°C條件下，將開孔蜂窩芯材與纖維增強表面材料復合，保持60分鐘，制得酚醛蜂窩芯增強先進復合材料。K實施例三3酚醛蜂窩芯復合材料的制造方法，其通過以下步驟制得首先進行酚醛樹脂的合成。具體來說，將100重量份的苯酚與作為催化劑的1重量份醋酸鋅混合，令它們在80°C的溫度下反應。之后在90分鐘內，分次加入40重量份的多聚甲醛，然后反應40分鐘。接著， 再升溫至98°C，反應30分鐘。緊接著再降溫至86°C，加入1重量份的醋酸鋅以及5重量份的雙氰胺。之后，繼續(xù)在86°C下反應60分鐘，得到酚醛樹脂。之后進行蜂窩的浸漬，將規(guī)格為MOOmmX 1200mmX20mm的紙蜂窩拉伸展開，并浸入先前制得的酚醛樹脂液中。10分鐘后，將該紙放蜂窩入70°c烘箱中加熱固化50分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材。緊接著，把規(guī)格為MOOmmX 1200mm的纖維織物在之前制得的酚醛樹脂中浸潤并固化后，制得纖維增強表面材料。并且，為了保證纖維增強表面材料的強度，可以采用多層的纖維織物制得。最后，通過模壓成型工藝，在90°C條件下，將開孔蜂窩芯材與纖維增強表面材料復合，制得酚醛蜂窩芯增強先進復合材料。通過上述的文字表述可以看出，采用本發(fā)明后，以開孔酚醛蜂窩為芯材，將該芯材與纖維增強表面材料復合制成的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料，具有優(yōu)異的FST性能，即火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?、發(fā)煙量低，毒性小。并且，材料質輕、環(huán)保、阻燃性好、強度高、耐腐蝕能力強、易成型，從而可將該材料廣泛用于航空、艦船及軌道交通設施制造等領域。
權利要求
1.酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于包括以下步驟步驟①，酚醛樹脂合成，即在100重量份的苯酚原料中，分次加入共計0. 5 3重量份的催化劑，40 60重量份的多聚甲醛和1 5重量份的胺類化合物，經過中溫縮聚反應、高溫縮聚反應與中溫縮聚反應的次序，得到粘度為300 lOOOcps的液體酚醛樹脂；步驟②，蜂窩浸漬，即將一定規(guī)格的蜂窩拉伸展開，浸入按步驟①制得的酚醛樹脂中， 2 10分鐘后取出放入60 80°C的烘箱中加熱固化40 60分鐘，制得開孔酚醛蜂窩芯材；步驟③，制作表面增強材料，將一定規(guī)格的纖維織物在步驟①制得的酚醛樹脂中浸潤并固化后，制得纖維增強表面材料；步驟④，復合，通過模壓成型工藝，在60 120°C溫度條件下，將開孔蜂窩芯材與纖維表面增強材料進行復合，保持60 180分鐘，制得成品。
2.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟①所述的催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、醋酸鋅、碳酸鈉和三乙胺中的任意一種，或是任意兩種的組合。
3.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟①所述的胺類化合物包括有脲、雙氰胺和三氰胺。
4.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟①所述的中溫縮聚反應、高溫縮聚反應與中溫縮聚反應為，將苯酚、催化劑混合，在70 85°C溫度下以及90分鐘內，分次加入多聚甲醛，然后反應20 60分鐘；升溫至95 IOO0C，反應15 50分鐘；降溫至85 90°C，加入二次催化劑及胺類化合物，繼續(xù)在85 90°C反應20 100分鐘，得到酚醛樹脂。
5.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟①所述的酚醛樹脂為液體酚醛樹脂，其主要性能指標為粘度300 lOOOcps，固體含量 50 % 80 %，聚合速度1 5分鐘。
6.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟②所述的蜂窩包括有紙蜂窩、纖維蜂窩、芳綸蜂窩等非金屬蜂窩。
7.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟②所述的蜂窩規(guī)格為MOOmmX 1200mmX 10 40mm。
8.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯復合材料的制造方法，其特征在于步驟③所述的纖維包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維。
9.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯復合材料的制造方法，其特征在于步驟③所述的纖維織物的規(guī)格為MOOmmX 1200mm。
10.根據權利要求1所述的酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法，其特征在于步驟④所述的模壓成型工藝的時間為60 180分鐘，溫度為60 120°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種酚醛蜂窩芯增強先進復合材料的制造方法。其特點是，首先完成酚醛樹脂的制備；隨后將蜂窩浸漬在酚醛樹脂中，制得開孔酚醛蜂窩芯材；再將一定規(guī)格的纖維織物在酚醛樹脂中浸潤并固化，獲取表面增強材料；最后，通過模壓成型工藝，將開孔蜂窩芯材與表面增強材料復合，制得成品。采用本發(fā)明制得的材料質輕、阻燃性好、強度高、耐腐蝕能力強、易成型，從而可將該材料廣泛用于航空、艦船及軌道交通設施制造等領域。
文檔編號C08G8/10GK102199333SQ201010128610
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權日2010年3月22日
發(fā)明者楊金平 申請人:蘇州美克思科技發(fā)展有限公司