一种三维立体热塑性蜂窝板材制品及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热塑性板材制品领域，特别涉及一种三维立体热塑性蜂窝板材制品及其制备方法。
【背景技术】
[0002]蜂窝板是由两块较薄的面层材料牢固地粘结在一层较厚的薄壁蜂窝状芯材的上下两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。由其蜂窝芯材的原料不同有纸蜂窝、铝蜂窝、塑料蜂窝，面层材料有塑料薄片、玻璃钢、铝皮、金属薄板等。这些面层材料与芯层材料可以是一种面层材料和一种芯层材料组合，也可以两种不同的面层材料与一种芯层材料组合并经粘接后形成不同用途的蜂窝板材，如玻璃钢面层纸蜂窝芯层的蜂窝板，又如铝皮为面层铝蜂窝为芯层的铝蜂窝板等。组合粘接后经过辊压或者平板压紧定型/固化后才能形成最终的蜂窝板材制品。因为面层很薄，中间芯层又是薄壁中空的蜂窝，所以板材整体质量很轻。又因其结构的原因，蜂窝板的刚性又很好。
[0003]现有技术中，上述这些蜂窝板因为制造方法和设备的限制只能是平板，整张板材的厚度是一致的，如公开号为CN104129107A、CN202895788U、CN104175612A的专利中所公开的热塑性蜂窝板材都是平面板材，没有涉及到不同厚度的做法，因此在需要不同厚度又不能不同厚薄尺寸组合的场合就无法使用了，其适用范围受到一定限制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种三维立体热塑性蜂窝板材制品及其制备方法，该制品实现了三维立体形状热塑性蜂窝板材产品的制造，扩大了轻质高强的蜂窝板材的适用范围。
[0005]本发明的一种三维立体热塑性蜂窝板材制品，包括上下面层以及中间蜂窝芯层，所述三维立体热塑性蜂窝板材制品的上下表面中至少一面在竖直方向上具有不同高度，呈现凹凸形状。
[0006]所述面层采用热塑性材料，厚度为0.3-2_。
[0007]所述热塑性材料为连续纤维增强热塑性复合材料片材或纯热塑性塑料片材。
[0008]所述蜂窝芯层为热塑性蜂窝芯层，厚度为6-150mm，蜂窝芯层厚度不均，呈现凹凸形状。该蜂窝芯层根据产品造型设计在不同的位置使用不同的厚度。
[0009]所述凹凸形状的蜂窝芯层由切割装置三维切割而得。
[0010]所述凹凸形状的凹下或者凸起部分的高度是最薄部分的厚度的一倍以上。
[0011]所述上下面层以及中间蜂窝芯层通过热压冷压成型制得。
[0012]本发明的一种三维立体热塑性蜂窝板材制品的制备方法，包括如下步骤:
[0013](I)预先制备面层和三维立体蜂窝芯材；
[0014](2)将一层面层和三维立体蜂窝芯材放入加热装置中加热15?60s;其中，三维立体蜂窝芯材仅加热上层或者下层的一个表面；
[0015](3)取出已加热的面层与三维立体蜂窝芯材并把二者的加热面贴合在一起，放入通有冷却水的与三维立体蜂窝芯材形状一致的冷却压板冷却，得到半成品三维立体蜂窝板材；
[0016](4)将上述半成品三维立体蜂窝板材放入加热装置中加热另外未贴面层材料的一面，与此同时也放入另外一层面层材料加热15?60s ；
[0017](5)取出已加热的面层和已加热的半成品三维立体蜂窝并把二者的加热面贴合在一起，再放入通有冷却水的与三维立体蜂窝芯材形状一致的冷却压板冷却，得到三维立体热塑性蜂窝板材制品。
[0018]所述步骤(2)和(4)中的加热温度比热塑性面层和热塑性蜂窝芯层材料熔点温度高 10-15。。。
[0019]所述步骤(3)和(5)中的冷却压板冷却的具体工艺参数为压板温度室温，加压压力
0.6?1.0MPa，保压时间25?60s。
[0020]有益效果
[0021]本发明三维立体热塑性蜂窝板材制品的面层与芯层材料都为热塑性材料，经过加热后面层熔融，芯层表面熔融，经贴合压紧冷却后二者的接触面完全硬化为一个整体，与其他用胶黏剂粘接的蜂窝面层与芯层相比，剥离强度远高于常规蜂窝板。更重要的是，由于三维形状是可以设计的，所以在一般需要用到轻质高强的蜂窝结构的场合，优势明显。另外，由于仅仅加热面层和蜂窝芯材的表面，加热时间短，冷却的时间也短，因此总的加工周期短，日均产量高，经济效益明显。
【附图说明】
[0022]图1是本发明三维立体热塑性蜂窝板的结构示意图；
[0023]图2是本发明三维立体热塑性蜂窝板成型时面层加热熔融的示意图；
[0024]图3是本发明三维立体热塑性蜂窝板蜂窝板成型时三维立体热塑性蜂窝芯材上表面加热微熔的示意图；
[0025]图4是本发明三维立体热塑性蜂窝板成型时上面层材料和热塑性蜂窝芯材上表面粘合的不意图；
[0026]图5是本发明三维立体热塑性蜂窝板蜂窝板成型时三维立体热塑性蜂窝芯材下表面加热微熔的示意图；
[0027]图6是本发明三维立体热塑性蜂窝板成型时下面层材料和热塑性蜂窝芯材下表面粘合的不意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本实施例描述的一种三维立体热塑性蜂窝板材，包括上层热塑性材料面层、中间三维立体热塑性蜂窝芯材\下层热塑性材料面层。所述上下面层和中间蜂窝芯层是通过加热后冷压成型而得到的。热塑性面层材料选用连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，中间三维立体热塑性蜂窝芯材选用聚丙烯蜂窝。面层厚度为0.3mm，蜂窝芯层总厚度为29mm，凸起部分高度为8mm，凹下部分高度为5mm。三维立体热塑性蜂窝板材制品的上下表面中两面在竖直方向上具有不同高度，呈现凹凸形状，其中平面部分厚度为15mm，凸起部分高度为8mm，凹下部分高度为5_。
[0031]制备方法包括以下步骤:
[0032](I)根据板材的尺寸和形状，准备好上下面层材料和三维立体蜂窝芯材。先将另外的生产线上已经生产好的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材和聚丙烯蜂窝芯材坯料取来，沿平行于连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料片材面层中玻璃纤维方向和垂直于玻璃纤维方向用切刀按形状尺寸裁好，依纤维的方向按照0°为第一层，90°为第二层叠放在一起共同组成面材原料;三维立体热塑性芯材用热丝按照所需形状尺寸从聚丙烯蜂窝芯材坯料上切开备用。
[0033](2)把上面层的热塑性面层材料和隔离层放入如图2所示的加热装置中，加热15秒，加热温度185 °C;
[0034](3)把三维立体热塑性蜂窝芯材放入如图3所示的加热装置中，加热15秒