專利名稱：工程用紙質(zhì)蜂窩芯材及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙質(zhì)蜂窩芯材及制作方法。
背景技術(shù)：
蜂窩結(jié)構(gòu)是自然界生物進(jìn)化過程中的杰作，具有最佳的材料重量空間比、最佳的力學(xué)結(jié)構(gòu)、比強(qiáng)度、比剛度，具有良好的隔音、絕熱性能，廣泛地用于航天航空、車船、建材的隔墻、門、家具、包裝等。
紙蜂窩制品是利用紙質(zhì)材料制作而成的芯材，再在芯材的兩側(cè)復(fù)合上所需要的敷面材料，如彩鋼板、石膏板、塑料板等。傳統(tǒng)的紙蜂窩芯材是將紙張按一定的孔徑規(guī)格進(jìn)行縱向涂膠后一層層的復(fù)合，然后根據(jù)蜂窩材料厚度用切紙機(jī)切成所需尺寸的蜂窩芯條，再經(jīng)拉伸、加溫定型成為六邊形的蜂窩紙芯。近來還發(fā)展了橫向涂膠的自動(dòng)化蜂窩設(shè)備。不管上述工藝的自動(dòng)化程度有多高，它仍然存在著一種難以解決的技術(shù)問題，即生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格受到限制(1)當(dāng)蜂窩紙芯的高度(厚度)在100mm以上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)拉不開或者不穩(wěn)定，密度難以控制。(2)一般生產(chǎn)的紙芯的紙質(zhì)克重在80～180g/m2以上時(shí)，紙芯高度在50mm以上時(shí)難以拉伸定型。因此當(dāng)紙質(zhì)材料的克重受到很大限制時(shí)，它的耐壓強(qiáng)度也將受到限制。紙質(zhì)蜂窩紙芯的耐壓強(qiáng)度與紙的材質(zhì)、蜂窩密度、紙的厚度都有關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中，還必須根據(jù)行業(yè)要求賦予防火、防腐、隔音、絕熱等等性能，已有技術(shù)的工藝實(shí)現(xiàn)這些功能經(jīng)濟(jì)造價(jià)比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的紙質(zhì)蜂窩芯材和它的制作方法，方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格選擇范圍大，易于賦予各項(xiàng)性能。
本發(fā)明的工程用紙質(zhì)蜂窩芯材，其特征在于由紙質(zhì)管依次同向排列外壁間粘合為一體的蜂窩復(fù)合體。
生產(chǎn)該蜂窩芯材的方法是將紙質(zhì)管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復(fù)合體，垂直紙質(zhì)管軸向切割得到所需厚度的芯材。
將多塊同等規(guī)格的上述芯材通過粘合拼接成較大規(guī)格，得到所需尺寸的蜂窩制品的芯材，在其兩面復(fù)合上所需要的敷面材料即得到蜂窩復(fù)合制品。
紙質(zhì)管間既可由粘合劑粘合為一體，也可通過發(fā)泡的方式用發(fā)泡粘合劑粘合為一體。粘合劑可以是各種無機(jī)或有機(jī)的粘合劑，如淀粉、酚醛樹脂、尿醛樹脂、環(huán)氧樹脂、熱塑性熱溶膠、硅酸鈉等等。發(fā)泡粘合劑如聚氨酯發(fā)泡、酚醛泡沫等，這些發(fā)泡材料填充在紙質(zhì)管間不但起到粘合固定的作用而且將紙質(zhì)管間的縫隙進(jìn)行填充，提高蜂窩制品的耐壓強(qiáng)度，提高絕熱和隔音效果，還可以提高制品的阻燃性能和耐火極限。采取哪種粘合方式可根據(jù)情況選定，采用一般粘合劑粘合時(shí)，紙質(zhì)管間的縫隙也可填充其它的一些填充物，在紙質(zhì)管間加壓復(fù)合時(shí)防止變形。
根據(jù)防水、防潮的需要，可以在紙質(zhì)管的內(nèi)壁或/和外壁復(fù)合有鋁箔或塑料膜層。
為了使芯材在隔音、絕熱、強(qiáng)度等方面的性能更加提高，可在紙質(zhì)管內(nèi)加填充物。如為了提高蜂窩芯材的絕熱性能，可在紙質(zhì)管(蜂窩孔)內(nèi)填充酚醛樹脂、聚氨酯、橡塑泡沫等導(dǎo)熱系數(shù)較低的塑料泡沫材料；為了提高蜂窩芯材的隔音性能，紙質(zhì)管內(nèi)可以填充礦巖棉、無紡布等吸音性材料；為了提高防火性能，紙質(zhì)管內(nèi)可以填充硅酸鋁棉等。
為滿足工程用蜂窩芯材的阻燃防火要求，紙質(zhì)管必須進(jìn)行阻燃處理，一種可行的方法是將紙質(zhì)管在阻燃劑中浸泡，浸透后進(jìn)行自然干燥或加熱干燥。阻燃劑可以是各種達(dá)到阻燃效果的產(chǎn)品，如水基型阻燃劑、樹脂類阻燃劑，這些都有已知的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。水基性阻燃劑如無機(jī)的銨、磷類阻燃材料的水溶液，如硫酸銨、氯化銨、磷酸銨等，再如有機(jī)的聚磷酸銨等。同時(shí)為了更好地提高制品的阻燃效果，紙質(zhì)管間的粘合劑最好也采用阻燃型粘合劑。
本發(fā)明紙質(zhì)管的材質(zhì)本身根據(jù)需要可以使用普通的瓦楞紙、高強(qiáng)楞紙、木漿紙、箱板紙、牛皮紙等，或者是各種紙質(zhì)的復(fù)合，如內(nèi)層和外層為木漿牛皮紙，夾芯為瓦楞紙。為了提高紙質(zhì)管的強(qiáng)度，可以在紙質(zhì)管內(nèi)加有增強(qiáng)材料如無紡布、玻璃纖維、碳纖維、天然纖維、織物等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，制成的蜂窩芯材的規(guī)格包括厚度、密度選擇范圍大，強(qiáng)度、隔音、絕熱、防火、阻燃等性能易于實(shí)現(xiàn)并有很大范圍的機(jī)動(dòng)選擇性，即只要通過調(diào)整紙質(zhì)管的材質(zhì)、管徑、粘合用的粘合劑、是否阻燃處理、紙質(zhì)管內(nèi)是否填充材料等制得所需要性能的蜂窩芯材。如阻燃防火型、阻燃防潮型、絕熱型、隔音型、增強(qiáng)型、紙塑復(fù)合型、鋁紙復(fù)合型或它們之間的結(jié)合等。所制得的蜂窩芯材的厚度可以在5～2000mm之間選擇，蜂窩孔徑可以在8～200mm之間選擇，克重可以在150～50000g/m2之間選擇，平壓耐壓強(qiáng)度比利用傳統(tǒng)技術(shù)制作的蜂窩芯材提高10～100倍。阻燃防火性耐火極限可達(dá)1小時(shí)以上。隔音性能可以達(dá)到30～80db，絕熱性能達(dá)到0.04w/m.k。


圖1為本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖3為復(fù)合紙質(zhì)管的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1紙質(zhì)管 2發(fā)泡粘合劑 3填充物 4內(nèi)復(fù)合層 5外復(fù)合層具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
如圖1，同向排列的紙質(zhì)管1由粘合劑粘合在一起形成蜂窩復(fù)合體，紙質(zhì)管的長(zhǎng)度可以比較長(zhǎng)，蜂窩芯材的厚度通過縱向切割蜂窩復(fù)合體得到所需要的尺寸。同等規(guī)格的蜂窩芯材拼接形成較大規(guī)格的蜂窩芯材，利用該蜂窩芯材在其兩面復(fù)合上敷面材料就可得到蜂窩制品。
圖2是按照?qǐng)D1的方式利用發(fā)泡粘合劑2將紙質(zhì)管粘合在一起，紙質(zhì)管內(nèi)(蜂窩孔)加有填充物3，填充物的材料根據(jù)需要選擇。
圖3是單根紙質(zhì)管為復(fù)合層，在紙質(zhì)管的內(nèi)壁復(fù)合有內(nèi)復(fù)合層4，外壁加有外復(fù)合層5。內(nèi)復(fù)合層4和外復(fù)合層5的材料可以相同也可以不同，如選擇鋁箔、塑料膜、塑料紙、復(fù)塑紙等。
實(shí)施例一將一個(gè)1200mm×3000mm×2000mm的活動(dòng)鋼制模具備用，將普通的混合漿制得的瓦楞板紙與淀粉膠(或硅酸鈉)制得的壁厚為1mm，外徑為40mm，長(zhǎng)度為3000mm的紙質(zhì)管外壁涂敷普通的堿法生產(chǎn)的淀粉粘合劑，依次排放在模具內(nèi)，并施加適當(dāng)?shù)膲毫κ蛊湔辰用軐?shí)，涂膠量在100～300g/m2之間為宜，為防止因紙質(zhì)管間的縫隙而發(fā)生變形，可用相應(yīng)的填充物進(jìn)行填充。復(fù)合完后通過自然干燥或加熱干燥的方式對(duì)蜂窩孔內(nèi)實(shí)行熱風(fēng)加速干燥，待整個(gè)蜂窩復(fù)合體復(fù)合牢固后從模具內(nèi)取出，用鋸床進(jìn)行切割得到所需厚度的蜂窩芯材。若干塊蜂窩芯材根據(jù)需要進(jìn)行粘接得到較大規(guī)格的蜂窩芯材。其平壓強(qiáng)度＞50T/m2。
實(shí)施例二為滿足工程用的阻燃防火要求，使其達(dá)到B1級(jí)難燃材料的要求，紙質(zhì)管材料進(jìn)行阻燃處理。處理方法為將每根紙質(zhì)管在阻燃劑中浸泡，浸透后進(jìn)行干燥。
阻燃劑的配方列舉如下(1)以重量百分?jǐn)?shù)，硫酸銨5～20％、磷酸銨3～10％、硼酸1～5％、硼砂1～10％、三乙醇銨0.02～1％，固含量為25％的水溶液。
(2)以重量百分?jǐn)?shù)，硼酸3～15％、硼砂3～20％，固含量為18％的水溶液。
(3)聚磷酸銨，固含量25％的水溶液。
(4)固含量為10～15％的水溶性酚醛樹脂。
生產(chǎn)蜂窩芯材的方法同實(shí)施例一，為了保障蜂窩芯材的整體阻燃性，可選用阻燃粘合劑(如無機(jī)硅酸鈉)進(jìn)行紙質(zhì)管的粘合以及蜂窩芯材之間的拼接。
經(jīng)過阻燃處理的蜂窩芯材，氧指數(shù)OI≥40，煙密度等級(jí)SDR≤8。根據(jù)GB/T8624，可以達(dá)到B1級(jí)難燃材料的標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例三浸漬阻燃劑的紙質(zhì)管直接在模具內(nèi)排放(模具內(nèi)加有防粘塑膜)，紙質(zhì)管間填充粘合劑，用加溫的方式進(jìn)行脫水固化，這樣復(fù)合干燥一道工序完成。其它方法同實(shí)施例一。
實(shí)施例二和實(shí)施例三，經(jīng)過阻燃處理的蜂窩芯材不僅起到良好的阻燃作用，而且能夠提高紙品的防水性能，同時(shí)增強(qiáng)了蜂窩芯材的強(qiáng)度。
實(shí)施例四紙質(zhì)管間采用發(fā)泡粘合劑粘合。
發(fā)泡粘合劑可以是聚氨酯單組分或雙組分的發(fā)泡膠，也可以是改性的酚醛樹脂發(fā)泡粘合劑。利用發(fā)泡粘合劑時(shí)，模具內(nèi)必須進(jìn)行防粘脫模處理，同時(shí)要求紙質(zhì)管間應(yīng)保留一定的發(fā)泡膨脹空間，在模具內(nèi)排列復(fù)合后，適當(dāng)加壓、加熱。
單組分聚氨酯的涂膠量可以按30～150g/m2進(jìn)行涂膠；雙組分的涂膠量可以按20～150g/m2進(jìn)行涂膠，涂膠方式按照通常的要求。
使用可發(fā)性改性酚醛樹脂膠時(shí)，改性酚醛樹脂的固含量在10～20％為宜，涂敷于紙質(zhì)管表面，涂膠量在30～150g/m2為宜，經(jīng)排列復(fù)合后在30～80℃下加溫固化發(fā)泡。
利用發(fā)泡粘合劑復(fù)合的蜂窩材料，紙質(zhì)管間的三角形縫隙被泡沫填充，增加了粘接面積，不僅提高了材料強(qiáng)度，而且提高了蜂窩芯材的絕熱和隔音性能。
使用可發(fā)性改性酚醛樹脂泡沫還可以提高蜂窩芯材的阻燃性和耐火極限。
實(shí)施例五為了提高蜂窩芯材的絕熱性能，在紙質(zhì)管內(nèi)填充酚醛樹脂、聚氨酯或橡塑泡沫等導(dǎo)熱系數(shù)比較低的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)在0.04w/m.k左右。
實(shí)施例六為了提高蜂窩芯材的隔音性能，紙質(zhì)管內(nèi)填充礦巖棉或無紡布等吸音材料。100mm厚的蜂窩芯材石膏隔墻板的隔聲可達(dá)到60db以上。
實(shí)施例七為了提高防火性能，紙質(zhì)管內(nèi)填充硅酸鋁棉，蜂窩芯材的兩敷面板采用氧化鎂板(厚度為10mm)，蜂窩芯材厚度100mm，實(shí)驗(yàn)?zāi)突饦O限大于1小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種工程用紙質(zhì)蜂窩芯材，其特征在于由紙質(zhì)管依次同向排列外壁間粘合為一體的蜂窩復(fù)合體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯材，其特征在于紙質(zhì)管間由粘合劑粘合為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯材，其特征在于紙質(zhì)管間由發(fā)泡粘合劑粘合為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯材，其特征在于所述紙質(zhì)管內(nèi)具有填充物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的芯材，其特征在于所述紙質(zhì)管的內(nèi)壁或/和外壁復(fù)合有鋁箔或塑料膜層。
6.一種制作權(quán)利要求1～4之一所述芯材的方法，其特征在于將紙質(zhì)管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復(fù)合體，垂直紙質(zhì)管軸向切割得到所需厚度的芯材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于多塊蜂窩芯材通過粘合拼接成所需尺寸。
全文摘要
工程用紙質(zhì)蜂窩芯材，由紙質(zhì)管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復(fù)合體，垂直紙質(zhì)管軸向切割得到所需厚度的芯材。將多塊同等規(guī)格的上述芯材通過粘合拼接成較大規(guī)格，得到所需尺寸的蜂窩制品的芯材，在其兩面復(fù)合上所需要的敷面材料即得到蜂窩復(fù)合制品。紙質(zhì)管間既可由粘合劑粘合為一體，也可通過發(fā)泡的方式用發(fā)泡粘合劑粘合為一體。根據(jù)防水、防潮的需要，紙質(zhì)管的內(nèi)壁或/和外壁可復(fù)合有鋁箔或塑料膜層。為了使芯材在隔音、絕熱、強(qiáng)度等方面的性能更加提高，可在紙質(zhì)管內(nèi)加填充物。本發(fā)明生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，制成的蜂窩芯材的規(guī)格選擇范圍大，強(qiáng)度、隔音、絕熱、防火、阻燃等性能易于實(shí)現(xiàn)并有很大范圍的機(jī)動(dòng)選擇性。
文檔編號(hào)B31D3/00GK1618599SQ200310105670
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者許剛, 張景園, 劉昭清, 王子昌, 王云山, 劉富剛, 于源 申請(qǐng)人:張瑞國(guó)