一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板及其成型工艺

摘要

本发明公开了一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板及其成型工艺。包括上层的玄武岩纤维增强酚醛板、PMI泡沫板以及下层的玄武岩纤维增强酚醛板，在所述上层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间以及所述下层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间均通过粘合层粘合。本发明以玄武岩纤维增强的酚醛板作为上下面板，以PMI泡沫板为芯材，具有更高的防火性能，接触明火基本不发烟，而且不会有燃烧现象。该复合板的成型工艺，不同于常规的成型工艺，将工艺分成两步，可有效解决常规成型工艺中会出现的问题，简单高效低风险，而且可以提高成本较高的PMI泡沫材料的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及防火的结构型复合材料技术领域，具体是一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板及其成型工艺。

背景技术

现有的夹芯复合板，如铝蜂窝板、轻芯钢等，都有一定的优势和劣势，比如铝蜂窝板较重，而且高温下面板与芯材会完全脱离；轻芯钢强度太低，无法满足要求。

目前，玄武岩纤维增强环氧板夹芯PMI复合板，使用阻燃环氧，已经具有很好的综合性能。这种夹芯板，以轻质高强的PMI 泡沫材料作为芯材，以玄武岩纤维增强的环氧板作为上下面板，通过层压或者真空袋工艺一次成型而成，具有良好的防火性能和轻质高强的性能。但是，此夹芯板在接触明火时，依然会出现大量的白烟，并且会有短时间的燃烧现象，因此无法用作防火性能要求更高的材料。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板及其成型工艺。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板，包括上层的玄武岩纤维增强酚醛板、PMI泡沫板以及下层的玄武岩纤维增强酚醛板，在所述上层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间以及所述下层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间均通过粘合层粘合。

上述技术方案中，优选的，一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板的成型工艺，其步骤如下：

一、制作玄武岩纤维增强酚醛板：①、准备模具，在模具操作面四周粘透明胶带，再在该操作面上涂脱模剂；②、在模具操作面上铺层；③、在铺层上方平铺脱模布；④、在脱模布上方铺相应的辅料和导流管；⑤、撕掉透明胶带，将密封胶条粘贴到撕掉透明胶带的地方，裁取抽气管形成一号抽气管，一号抽气管与导流管连接并至少有50cm留在模具外部，同时用密封胶条将一号抽气管与模具上的密封胶条连接；⑥、将真空袋膜粘贴到密封胶条上形成封闭系统；⑦、裁取抽气管形成二号抽气管，用二号抽气管连接抽真空系统和留在模具外部的一号抽气管，形成可抽去封闭系统内部空气的管路；⑧、开启真空泵，对整个封闭体系抽真空，检验真空度是否达到-0.095MPa以上并稳定；⑨、将整个封闭系统放入烘箱烘烤固化；⑩、烘烤完成后，关闭真空泵，取出模具和产品，脱模得到玄武岩纤维增强酚醛板；

二、粘合：裁切玄武岩纤维增强酚醛板，将裁切好的玄武岩纤维增强酚醛板放入温度为80-100℃的烘箱内烘烤12-24h 除去游离醛和水；准备层压模具，涂脱模剂；在模具上按产品结构分别铺玄武岩纤维增强酚醛板、粘合层以及PMI泡沫板；合模；层压固化；裁切得到产品。

上述技术方案中，优选的，当步骤②中铺的是纤维干布时，步骤④中的辅料为导流网，且在步骤⑧之后，通过导流管往封闭系统内导入树脂。

上述技术方案中，优选的，当步骤②中铺的是酚醛预浸料时，步骤④中的辅料为透气毡。

上述技术方案中，优选的，当步骤②采用手糊工艺且铺的是纤维干布时，步骤④中的辅料为透气毡。

上述技术方案中，优选的，所述粘合层为环氧胶膜。

上述技术方案中，优选的，所述粘合层为环氧树脂填充表面毡。

上述技术方案中，优选的，所述粘合层为不饱和聚酯树脂填充表面毡。

本发明的有益效果是：本发明以PMI泡沫板作为芯材，PMI 泡沫板不同于传统的酚醛泡沫板、聚苯乙烯泡沫板等，具有高达 4MPa的抗压强度和不足150kg/m3的密度，轻质高强；以玄武岩纤维增强酚醛板作为上下面板，遇明火不燃烧且发烟量少，可以很好地保护PMI泡沫板，并解决PMI泡沫板脆性较大的缺陷，从而达到不燃低烟且轻质高强的特性。

然而，酚醛固化过程中会产生水分，而PMI泡沫板遇水会造成强度降低，此外酚醛存在游离醛，对身体有害，需要在成型过程中去除。因此，传统的一次成型方案都不适用于玄武岩纤维夹芯PMI复合板的制作。本发明采用二次成型的技术方案，第一步完成玄武岩纤维增强酚醛板的制作后，即可通过烘烤降低游离醛并去除大部分水分，减少水分对PMI泡沫板的影响，从而解决成型过程中的难点。另外，玄武岩纤维增强酚醛板相比于PMI泡沫板成本较低，在第二步粘合过程前即可将不合格的玄武岩纤维增强酚醛板去除，从而提高PMI泡沫板的利用率，降低风险。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：一种玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板，包括上层的玄武岩纤维增强酚醛板、PMI泡沫板以及下层的玄武岩纤维增强酚醛板，在所述上层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间以及所述下层的玄武岩纤维增强酚醛板与所述PMI泡沫板之间均通过粘合层粘合。

(实施例1、玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板的成型工艺) 包括以下步骤：

一、干法真空工艺制作玄武岩纤维增强酚醛板：

(1)准备模具，在模具操作面四周粘透明胶带，再在该操作面上涂脱模剂；

(2)在模具操作面上铺层，铺的是纤维干布；

(3)在铺层上方平铺脱模布；

(4)在脱模布上方铺导流网和导流管；

(5)撕掉透明胶带，将密封胶条粘贴到撕掉透明胶带的地方，裁取抽气管形成一号抽气管，一号抽气管与导流管连接并至少有 50cm留在模具外部，同时用密封胶条将一号抽气管与模具上的密封胶条连接。

(6)将真空袋膜粘贴到密封胶条上形成封闭系统；

(7)裁取抽气管形成二号抽气管，用二号抽气管连接抽真空系统和留在模具外部的一号抽气管，形成可抽去封闭系统内部空气的管路；

(8)开启真空泵，对整个封闭体系抽真空，检验真空度是否达到-0.095MPa以上并稳定；

(9)通过导流管往封闭系统内导入树脂；

(10)将整个封闭系统放入烘箱烘烤固化，且一边烘烤固化 (60℃-80℃/2-4h)，一边继续抽真空；

(11)烘烤完成后，关闭真空泵，取出模具和产品，脱模得到玄武岩纤维增强酚醛板。

二、层压工艺粘合：

(12)将玄武岩纤维增强酚醛板裁切成合适尺寸，放入 80-100℃烘箱烘烤12-24h除去游离醛和水；

(13)准备层压模具，涂脱模剂；

(14)在模具上按产品结构铺玄武岩纤维增强酚醛板、粘合层以及PMI泡沫板；

(15)合模；

(16)固化(120-130℃/2-4h)；

(17)裁切得到产品。

粘合层为环氧胶膜或环氧树脂填充表面毡或不饱和聚酯树脂填充表面毡，其中，环氧树脂填充表面毡为手糊液体环氧树脂填充表面毡，不饱和聚酯树脂填充表面毡为手糊液体不饱和聚酯树脂填充表面毡。

(实施例2、玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板的成型工艺) 包括以下步骤：

一、预浸料真空工艺制作玄武岩纤维增强酚醛板：

(1)准备模具，在模具操作面四周粘透明胶带，再在该操作面上涂脱模剂；

(2)在模具操作面上铺层，铺的是酚醛预浸料；

(3)在铺层上方平铺脱模布；

(4)在脱模布上方铺透气毡和导流管；

(5)撕掉透明胶带，将密封胶条粘贴到撕掉透明胶带的地方，裁取抽气管形成一号抽气管，一号抽气管与导流管连接并至少有 50cm留在模具外部，同时用密封胶条将一号抽气管与模具上的密封胶条连接。

(6)将真空袋膜粘贴到密封胶条上形成封闭系统；

(7)裁取抽气管形成二号抽气管，用二号抽气管连接抽真空系统和留在模具外部的一号抽气管，形成可抽去封闭系统内部空气的管路；

(8)开启真空泵，对整个封闭体系抽真空，检验真空度是否达到-0.095MPa以上并稳定；

(9)；将整个封闭系统放入烘箱烘烤固化，且一边烘烤固化 (60℃-80℃/2-4h)，一边继续抽真空

(10)烘烤完成后，关闭真空泵，取出模具和产品，脱模得到玄武岩纤维增强酚醛板。

二、层压工艺粘合：

(11)将玄武岩纤维增强酚醛板裁切成合适尺寸，放入 80-100℃烘箱烘烤12-24h除去游离醛和水；

(12)准备层压模具，涂脱模剂；

(13)在模具上按产品结构铺玄武岩纤维增强酚醛板、粘合层以及PMI泡沫板；

(14)合模；

(15)固化(120-130℃/2-4h)；

(16)裁切得到产品。

粘合层为环氧胶膜或环氧树脂填充表面毡或不饱和聚酯树脂填充表面毡，其中，环氧树脂填充表面毡为手糊液体环氧树脂填充表面毡，不饱和聚酯树脂填充表面毡为手糊液体不饱和聚酯树脂填充表面毡。

(实施例3、玄武岩纤维增强酚醛夹芯复合板的成型工艺) 包括以下步骤：

一、手糊真空工艺制作玄武岩纤维增强酚醛板：

(1)准备模具，在模具操作面四周粘透明胶带，再在该操作面上涂脱模剂；

(2)在模具上铺层，铺层具体指手糊纤维干布；

(3)在铺层上方平铺脱模布；

(4)在脱模布上方铺透气毡和导流管；

(5)撕掉透明胶带，将密封胶条粘贴到撕掉透明胶带的地方，裁取抽气管形成一号抽气管，一号抽气管与导流管连接并至少有 50cm留在模具外部，同时用密封胶条将一号抽气管与模具上的密封胶条连接；

(6)将真空袋膜粘贴到密封胶条上形成封闭系统；

(7)裁取抽气管形成二号抽气管，用二号抽气管连接抽真空系统和留在模具外部的一号抽气管，形成可抽去封闭系统内部空气的管路；

(8)开启真空泵，对整个封闭体系抽真空，检验真空度是否达到-0.095MPa以上并稳定；

(9)；将整个封闭系统放入烘箱烘烤固化，且一边烘烤固化(60℃-80℃/2-4h)，一边继续抽真空

(10)烘烤完成后，关闭真空泵，取出模具和产品，脱模得到玄武岩纤维增强酚醛板。

二、层压工艺粘合：

(11)将玄武岩纤维增强酚醛板裁切成合适尺寸，放入 80-100℃烘箱烘烤12-24h除去游离醛和水；

(12)准备层压模具，涂脱模剂；

(13)在模具上按产品结构铺玄武岩纤维增强酚醛板、粘合层以及PMI泡沫板；

(14)合模；

(15)固化(120-130℃/2-4h)；

(16)裁切得到产品。

粘合层为环氧胶膜或环氧树脂填充表面毡或不饱和聚酯树脂填充表面毡，其中，环氧树脂填充表面毡为手糊液体环氧树脂填充表面毡，不饱和聚酯树脂填充表面毡为手糊液体不饱和聚酯树脂填充表面毡。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。