專利名稱：工程用紙質蜂窩芯材及制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紙質蜂窩芯材及制作方法。
背景技術：
蜂窩結構是自然界生物進化過程中的杰作，具有最佳的材料重量空間比、最佳的力學結構、比強度、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材料制作而成的芯材，再在芯材的兩側復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)格進行縱向涂膠后一層層的復合，然后根據蜂窩材料厚度用切紙機切成所需尺寸的蜂窩芯條，再經拉伸、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化蜂窩設備。不管上述工藝的自動化程度有多高，它仍然存在著一種難以解決的技術問題，即生產的產品規(guī)格受到限制(1)當蜂窩紙芯的高度(厚度)在100mm以上時，會出現拉不開或者不穩(wěn)定，密度難以控制。(2)一般生產的紙芯的紙質克重在80～180g/m2以上時，紙芯高度在50mm以上時難以拉伸定型。因此當紙質材料的克重受到很大限制時，它的耐壓強度也將受到限制。紙質蜂窩紙芯的耐壓強度與紙的材質、蜂窩密度、紙的厚度都有關系，在實際應用中，還必須根據行業(yè)要求賦予防火、防腐、隔音、絕熱等等性能，已有技術的工藝實現這些功能經濟造價比較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種改進的紙質蜂窩芯材和它的制作方法，方法簡單，實用性強，生產的產品規(guī)格選擇范圍大，易于賦予各項性能。
本發(fā)明的工程用紙質蜂窩芯材，其特征在于由紙質管依次同向排列外壁間粘合為一體的蜂窩復合體。
生產該蜂窩芯材的方法是將紙質管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復合體，垂直紙質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，在其兩面復合上所需要的敷面材料即得到蜂窩復合制品。
紙質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或有機的粘合劑，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)泡材料填充在紙質管間不但起到粘合固定的作用而且將紙質管間的縫隙進行填充，提高蜂窩制品的耐壓強度，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情況選定，采用一般粘合劑粘合時，紙質管間的縫隙也可填充其它的一些填充物，在紙質管間加壓復合時防止變形。
根據防水、防潮的需要，可以在紙質管的內壁或/和外壁復合有鋁箔或塑料膜層。
為了使芯材在隔音、絕熱、強度等方面的性能更加提高，可在紙質管內加填充物。如為了提高蜂窩芯材的絕熱性能，可在紙質管(蜂窩孔)內填充酚醛樹脂、聚氨酯、橡塑泡沫等導熱系數較低的塑料泡沫材料；為了提高蜂窩芯材的隔音性能，紙質管內可以填充礦巖棉、無紡布等吸音性材料；為了提高防火性能，紙質管內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，紙質管必須進行阻燃處理，一種可行的方法是將紙質管在阻燃劑中浸泡，浸透后進行自然干燥或加熱干燥。阻燃劑可以是各種達到阻燃效果的產品，如水基型阻燃劑、樹脂類阻燃劑，這些都有已知的產品來實現。水基性阻燃劑如無機的銨、磷類阻燃材料的水溶液，如硫酸銨、氯化銨、磷酸銨等，再如有機的聚磷酸銨等。同時為了更好地提高制品的阻燃效果，紙質管間的粘合劑最好也采用阻燃型粘合劑。
本發(fā)明紙質管的材質本身根據需要可以使用普通的瓦楞紙、高強楞紙、木漿紙、箱板紙、牛皮紙等，或者是各種紙質的復合，如內層和外層為木漿牛皮紙，夾芯為瓦楞紙。為了提高紙質管的強度，可以在紙質管內加有增強材料如無紡布、玻璃纖維、碳纖維、天然纖維、織物等。
本發(fā)明的優(yōu)點生產方法簡單，實用性強，制成的蜂窩芯材的規(guī)格包括厚度、密度選擇范圍大，強度、隔音、絕熱、防火、阻燃等性能易于實現并有很大范圍的機動選擇性，即只要通過調整紙質管的材質、管徑、粘合用的粘合劑、是否阻燃處理、紙質管內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、增強型、紙塑復合型、鋁紙復合型或它們之間的結合等。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，平壓耐壓強度比利用傳統(tǒng)技術制作的蜂窩芯材提高10～100倍。阻燃防火性耐火極限可達1小時以上。隔音性能可以達到30～80db，絕熱性能達到0.04w/m.k。


圖1為本發(fā)明的截面結構示意圖之一；圖2為本發(fā)明的截面結構示意圖之二；圖3為復合紙質管的橫截面結構示意圖；圖中1紙質管 2發(fā)泡粘合劑 3填充物 4內復合層 5外復合層具體實施方式

以下結合實施例說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
如圖1，同向排列的紙質管1由粘合劑粘合在一起形成蜂窩復合體，紙質管的長度可以比較長，蜂窩芯材的厚度通過縱向切割蜂窩復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合上敷面材料就可得到蜂窩制品。
圖2是按照圖1的方式利用發(fā)泡粘合劑2將紙質管粘合在一起，紙質管內(蜂窩孔)加有填充物3，填充物的材料根據需要選擇。
圖3是單根紙質管為復合層，在紙質管的內壁復合有內復合層4，外壁加有外復合層5。內復合層4和外復合層5的材料可以相同也可以不同，如選擇鋁箔、塑料膜、塑料紙、復塑紙等。
實施例一將一個1200mm×3000mm×2000mm的活動鋼制模具備用，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，長度為3000mm的紙質管外壁涂敷普通的堿法生產的淀粉粘合劑，依次排放在模具內，并施加適當的壓力使其粘接密實，涂膠量在100～300g/m2之間為宜，為防止因紙質管間的縫隙而發(fā)生變形，可用相應的填充物進行填充。復合完后通過自然干燥或加熱干燥的方式對蜂窩孔內實行熱風加速干燥，待整個蜂窩復合體復合牢固后從模具內取出，用鋸床進行切割得到所需厚度的蜂窩芯材。若干塊蜂窩芯材根據需要進行粘接得到較大規(guī)格的蜂窩芯材。其平壓強度＞50T/m2。
實施例二為滿足工程用的阻燃防火要求，使其達到B1級難燃材料的要求，紙質管材料進行阻燃處理。處理方法為將每根紙質管在阻燃劑中浸泡，浸透后進行干燥。
阻燃劑的配方列舉如下(1)以重量百分數，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)以重量百分數，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。
生產蜂窩芯材的方法同實施例一，為了保障蜂窩芯材的整體阻燃性，可選用阻燃粘合劑(如無機硅酸鈉)進行紙質管的粘合以及蜂窩芯材之間的拼接。
經過阻燃處理的蜂窩芯材，氧指數OI≥40，煙密度等級SDR≤8。根據GB/T8624，可以達到B1級難燃材料的標準。
實施例三浸漬阻燃劑的紙質管直接在模具內排放(模具內加有防粘塑膜)，紙質管間填充粘合劑，用加溫的方式進行脫水固化，這樣復合干燥一道工序完成。其它方法同實施例一。
實施例二和實施例三，經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，同時增強了蜂窩芯材的強度。
實施例四紙質管間采用發(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，模具內必須進行防粘脫模處理，同時要求紙質管間應保留一定的發(fā)泡膨脹空間，在模具內排列復合后，適當加壓、加熱。
單組分聚氨酯的涂膠量可以按30～150g/m2進行涂膠；雙組分的涂膠量可以按20～150g/m2進行涂膠，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，改性酚醛樹脂的固含量在10～20％為宜，涂敷于紙質管表面，涂膠量在30～150g/m2為宜，經排列復合后在30～80℃下加溫固化發(fā)泡。
利用發(fā)泡粘合劑復合的蜂窩材料，紙質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。
實施例五為了提高蜂窩芯材的絕熱性能，在紙質管內填充酚醛樹脂、聚氨酯或橡塑泡沫等導熱系數比較低的材料，其導熱系數在0.04w/m.k左右。
實施例六為了提高蜂窩芯材的隔音性能，紙質管內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到60db以上。
實施例七為了提高防火性能，紙質管內填充硅酸鋁棉，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，實驗耐火極限大于1小時。
權利要求
1.一種工程用紙質蜂窩芯材，其特征在于由紙質管依次同向排列外壁間粘合為一體的蜂窩復合體。
2.根據權利要求1所述的芯材，其特征在于紙質管間由粘合劑粘合為一體。
3.根據權利要求1所述的芯材，其特征在于紙質管間由發(fā)泡粘合劑粘合為一體。
4.根據權利要求1所述的芯材，其特征在于所述紙質管內具有填充物。
5.根據權利要求1～4之一所述的芯材，其特征在于所述紙質管的內壁或/和外壁復合有鋁箔或塑料膜層。
6.一種制作權利要求1～4之一所述芯材的方法，其特征在于將紙質管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復合體，垂直紙質管軸向切割得到所需厚度的芯材。
7.根據權利要求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
工程用紙質蜂窩芯材，由紙質管依次同向排列外壁間粘合形成蜂窩復合體，垂直紙質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，在其兩面復合上所需要的敷面材料即得到蜂窩復合制品。紙質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。根據防水、防潮的需要，紙質管的內壁或/和外壁可復合有鋁箔或塑料膜層。為了使芯材在隔音、絕熱、強度等方面的性能更加提高，可在紙質管內加填充物。本發(fā)明生產方法簡單，實用性強，制成的蜂窩芯材的規(guī)格選擇范圍大，強度、隔音、絕熱、防火、阻燃等性能易于實現并有很大范圍的機動選擇性。
文檔編號B31D3/00GK1618599SQ200310105670
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月18日 優(yōu)先權日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 申請人:張瑞國