一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材的制作方法

1.本实用新型涉及蜂窝芯材制备技术领域，具体涉及一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材。


背景技术：

2.蜂窝芯材是一种低密度蜂窝状材料，用作夹芯结构的夹芯层，可以使用500多种不同的材料制造，主要的蜂窝芯材材料有铝合金、不锈钢、芳纶纸、牛皮纸、玻纤布、石墨纤维、塑料等，树脂含量约50％。蜂窝孔有多种不同形状，如六边形、矩形、增强形等。蜂窝芯材的性能取决于材料、孔格形状和尺寸等。蜂窝芯材在蜂窝夹芯结构中主要出现的破坏形式包括结构的横向剪切载荷、芯格内面板凹陷以及芯子局部压塌。为防止以上各种形式的损伤破坏，则必须尽可能选择比强度、比模量、抗压、抗弯、减振以及尺寸稳定性高的蜂窝增强体及树脂材料，综合考虑到应用环境的恶劣程度，蜂窝增强体材料的选择应进一步满足阻燃、低吸湿以及高湿态性能保持率。
3.现有普通芳纶蜂窝芯材能满足部分领域的性能需求，但芳纶本身具有的吸湿性高，吸湿后力学性能下降明显，抗冲击、减振、尺寸稳定性有待提高等问题，使其在特定恶劣环境中的使用存在安全系数低的现象，影响其整体耐久性以及使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服普通芳纶蜂窝芯材存在吸湿性高，吸湿后力学性能下降明显，抗冲击、减振以及尺寸稳定性能较差等问题，在特定恶劣环境中使用存在安全系数低的现象，影响其整体耐久性以及使用寿命的技术缺陷，提供一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材。本实用新型采用液晶聚芳酯作为蜂窝芯材材料，改善了普通芳纶蜂窝芯材的抗吸湿性能，同时提升了普通芳纶蜂窝芯材吸湿后的力学性能、抗冲击性能、减振性能、尺寸稳定性、安全系数、耐久性以及使用寿命。
5.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
6.一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材，包括依次匹配连接的若干个蜂窝孔格；所述蜂窝孔格由孔格壁围合而成；所述孔格壁包括增强体层；所述增强体层的材料为液晶聚芳酯。
7.进一步地，所述蜂窝孔格为六边形、矩形、正方形、菱形中的任意一种。
8.进一步地，所述蜂窝孔格为六边形。
9.进一步地，所述蜂窝孔格为正六边形。
10.进一步地，所述蜂窝孔格的边长为1.97～2.67mm、密度为80～90kg/m3。
11.进一步地，所述蜂窝孔格的边长为1.97mm、密度为90kg/m3。
12.进一步地，所述蜂窝孔格的边长为2.22mm、密度为80kg/m3。
13.进一步地，所述蜂窝孔格的边长为2.38mm、密度为90kg/m3。
14.进一步地，所述蜂窝孔格的边长为2.67mm、密度为80kg/m3。
15.进一步地，所述增强体层的材料为由液晶聚芳酯制成的液晶聚芳酯纸、液晶聚芳酯机织布、液晶聚芳酯非机织布中的任意一种。
16.进一步地，所述增强体层的材料为液晶聚芳酯机织布。
17.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的厚度为1mil～150mil。
18.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的厚度为2mil～50mil。
19.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的厚度为2mil～3mil。
20.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的定量为50g/m2～3000g/m2。
21.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的定量为60g/m2～500g/m2。
22.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的定量为60g/m2～75g/m2。
23.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的拉伸强度＞100mpa。
24.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的拉伸强度＞200mpa。
25.进一步地，所述液晶聚芳酯机织布的拉伸强度为205～256mpa。
26.进一步地，在水平方向，所述蜂窝芯材包括依次交替匹配连接的第一支撑壁及所述蜂窝孔格；在竖直方向，上下相邻的所述蜂窝孔格之间的邻接的水平的所述孔格壁形成第二支撑壁；在竖直方向，所述蜂窝孔格非邻接的水平的所述孔格壁形成第三支撑壁；所述蜂窝孔格的其他的所述孔格壁形成第四支撑壁；所述第一支撑壁及所述第二支撑壁均包括依次层叠的浸渍胶层、所述增强体层、芯条胶层、所述增强体层、所述浸渍胶层；所述第三支撑壁及所述第四支撑壁均包括依次层叠的所述浸渍胶层、所述增强体层、所述浸渍胶层。
27.进一步地，所述浸渍胶层的材料为浸渍胶。
28.进一步地，所述浸渍胶为酚醛类、环氧类、双马来酰亚胺类、氰酸脂、芳杂环聚合物中的任意一种。
29.进一步地，所述浸渍胶为酚醛类或双马来酰亚胺类。
30.进一步地，所述浸渍胶为酚醛类。
31.进一步地，所述芯条胶层的材料为芯条胶。
32.进一步地，所述芯条胶为酚醛类、耐高温环氧类、双马来酰亚胺类、氰酸脂类、芳杂环聚合物中的任意一种。
33.进一步地，所述芯条胶为酚醛类或双马来酰亚胺类。
34.进一步地，所述芯条胶为酚醛类。
35.如上所述的一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材由液晶聚芳酯机织布经涂胶、叠合、固化、拉伸定型、浸胶、固化以及切片制成。
36.上述技术方案中，所述水平方向为蜂窝芯材拉伸成型方向；所述竖直方向为与所述水平方向垂直的方向。
37.本实用新型的基本原理：
38.热致液晶聚芳酯是一种通过酯键连接的高分子，其可通过熔融纺丝法获得液晶聚芳酯纤维，进一步地通过热处理获得具有高强高模，优异耐高温、耐低温、阻燃、耐化学腐蚀性能、低吸湿性、耐候性以及尺寸稳定性的高性能纤维。液晶聚芳酯纤维可通过编织、织造与非织造等方式获得不同形式的制品，应用于航空航天、军事、海洋、电子电气、安全防护、绳缆、光电缆、运动器械等领域。
39.蜂窝芯材结构起源于仿生学，经过自然界中六边形蜂窝结构的启发而大量出现在
各领域的结构设计中。蜂窝芯材材料主要有芳纶纸、铝合金以及玻纤布等材料，结构多为等边六边形。以蜂窝芯材作为夹层的复合材料，其相关力学性能与等厚度实心板相差不大，甚至更高，但其重量却只有实心板的1/3甚至更轻质，蜂窝芯材结构稳定，不易变形，不易断裂，具有更优越的减振、隔音、隔热、耐火等优点。
40.本实用新型将液晶聚芳酯材料引入蜂窝芯材中作为增强体材料，赋予其极佳的比强度、比模量、抗压、抗弯、超轻型、耐高低温、阻燃、耐化学腐蚀、抗湿、耐候以及尺寸稳定等一系列特性，尤其是液晶聚芳酯材料超高吸湿强度保持率的材料特性使得本实用新型制成的蜂窝芯材更适合应用于露天、湿热等恶劣环境，为航空航天、军事、电子电气、海洋等领域提供新的选择。
41.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
42.本实用新型以液晶聚芳酯为增强体，制成的蜂窝能够使蜂窝芯材具有阻燃性能，并改善了普通芳纶蜂窝芯材吸湿后力学性能下降明显的问题，同时提升了普通芳纶蜂窝芯材的抗冲击性能、减振性能、尺寸稳定性、安全系数、耐久性以及使用寿命。
附图说明
43.图1为本实用新型实施例1阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材的结构示意图；
44.图2为图1中的a部的局部放大结构示意图；
45.图3为图1中的b部的局部放大结构示意图。
46.图中各个附图标记对应的部件名称是：
47.1-蜂窝孔格；2-孔格壁；3-增强体层；4-第一支撑壁；5-第二支撑壁；6-第三支撑壁；7-第四支撑壁；8-浸渍胶层；9-芯条胶层。
具体实施方式
48.为了更好地理解本实用新型的内容，下面结合具体实施例作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本实用新型进一步说明，而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型所述的内容后，该领域的技术人员对本实用新型作出一些非本质的改动或调整，仍属于本实用新型的保护范围。
49.实施例1～4所述液晶聚芳酯机织布及对比例1和2所述对位芳纶纸均可从市场上直接购得。
50.实施例1
51.一种阻燃低吸湿液晶聚芳酯蜂窝芯材，如图1～图3所示，包括依次匹配连接的若干个蜂窝孔格1；所述蜂窝孔格1由孔格壁2围合而成；所述孔格壁2包括增强体层3；所述增强体层3的材料为由液晶聚芳酯制成的液晶聚芳酯机织布。
52.所述蜂窝孔格1为正六边形。
53.所述蜂窝孔格1的边长为2.22mm、密度为80kg/m3(2.22-80规格)。所述液晶聚芳酯机织布的厚度为2mil。
54.所述液晶聚芳酯机织布的定量为60g/m2。
55.所述液晶聚芳酯机织布的拉伸强度为205mpa。
56.在如图1所示的水平方向，即蜂窝芯材拉伸成型方向，所述蜂窝芯材包括依次交替
匹配连接的第一支撑壁4及所述蜂窝孔格1；在如图1所示的竖直方向，即与所述水平方向垂直的方向，上下相邻的所述蜂窝孔格1之间的邻接的水平的所述孔格壁2形成第二支撑壁5；在如图1所示的竖直方向，即与所述水平方向垂直的方向，所述蜂窝孔格1非邻接的水平的所述孔格壁2形成第三支撑壁6；所述蜂窝孔格1的其他的所述孔格壁2形成第四支撑壁7；图2用于表示第一支撑壁4和第二支撑壁5的结构，如图2所示，所述第一支撑壁4及所述第二支撑壁5均包括依次层叠的浸渍胶层8、所述增强体层3、芯条胶层9、所述增强体层3、所述浸渍胶层8；图3用于表示第三支撑壁6和第四支撑壁7的结构，如图3所示，所述第三支撑壁6及所述第四支撑壁7均包括依次层叠的所述浸渍胶层8、所述增强体层3、所述浸渍胶层8。
57.所述浸渍胶层8的材料为浸渍胶；所述浸渍胶为酚醛类。
58.所述芯条胶层9的材料为芯条胶；所述芯条胶为酚醛类。
59.实施例2
60.本实施例与实施例1基本相同，区别在于：
61.所述蜂窝孔格1的边长为1.97mm、密度为90kg/m3(1.97-90规格)。
62.实施例3
63.本实施例与实施例1基本相同，区别在于：
64.所述蜂窝孔格1的边长为2.67mm、密度为80kg/m3(2.67-80规格)；
65.所述液晶聚芳酯机织布的厚度为3mil；
66.所述液晶聚芳酯机织布的定量为75g/m2；
67.所述液晶聚芳酯机织布的拉伸强度为256mpa。
68.实施例4
69.本实施例与实施例3基本相同，区别在于：
70.所述蜂窝孔格1的边长为2.38mm、密度为90kg/m3(2.38-90规格)。对比例1
71.一种对位芳纶纸蜂窝芯材，与实施例1基本相同，区别在于：所述增强体层的材料为对位芳纶纸；
72.所述对位芳纶纸的厚度为2mil；
73.所述对位芳纶纸的定量为60g/m2；
74.所述对位芳纶纸的拉伸强度为121mpa。
75.对比例2
76.一种对位芳纶纸蜂窝芯材，与实施例4基本相同，区别在于：所述增强体层的材料为对位芳纶纸；
77.所述对位芳纶纸的厚度为3mil；
78.所述对位芳纶纸的定量为75g/m2；
79.所述对位芳纶纸的拉伸强度为138mpa。
80.实施例1～4所述液晶聚芳酯蜂窝芯材由液晶聚芳酯机织布经涂胶、叠合、固化、拉伸定型、浸胶、固化以及切片制成。
81.对比例1和2所述对位芳纶纸蜂窝芯材由对位芳纶纸经涂胶、叠合、固化、拉伸定型、浸胶、固化以及切片制成。
82.效果实施例
83.表1为本实用新型实施例1～4所述液晶聚芳酯蜂窝芯材与对比例1和2所述对位芳
纶纸蜂窝芯材的性能对比。
84.表1本实用新型实施例1～4所述液晶聚芳酯蜂窝芯材与对比例1和2所述对位芳纶纸蜂窝芯材的性能对比
[0085][0086]
其中，按照gb/t 14207-1993要求测试吸水量，按照gb/t 1453-2005测试平压强度、平压模量；按照gb/t 5454-1997测试阻燃效果。
[0087]
由表1可见，在相同恒温恒湿条件下，储存10d后，本实用新型实施例1～4所述液晶聚芳酯蜂窝芯材的吸水量明显低于对比例1和2所述对位芳纶纸蜂窝芯材，且平压强度及平压模量保持率均高于对位芳纶纸蜂窝芯材；另外本实用新型实施例1～4所述液晶聚芳酯蜂窝芯材具有较好的阻燃效果。
[0088]
上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。