一种耐冲击、阻燃的地板及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐冲击、阻燃的地板及其制备方法，该地板包括依次叠合设置的：酚醛树脂复合材料上面板、上粘接层、蜂窝芯、下粘接层、酚醛树脂复合材料下面板；上面板和/或下面板由酚醛树脂预浸料制备得到，其制备原料包括酚醛树脂和增强材料，酚醛树脂的制备原料包括以下组分：热塑型酚醛树脂0

【技术实现步骤摘要】
一种耐冲击、阻燃的地板及其制备方法


[0001]本专利技术属于酚醛树脂复合材料
，具体涉及一种耐冲击、阻燃的地板及其制备方法。

技术介绍

[0002]飞机的客货舱地板在使用过程中易受到物品的冲击，因此对板材的强度、刚度、耐冲击等力学性能要求较高。例如空客A320、A330以及商飞C919等机型对散装区货舱地板的长梁弯曲极限载荷要求达到3000~3500N，冲击强度要求达到14~15J（夹层结构面重小于5.8kg/m2）。此外，作为飞机舱内部件，还要满足中国民用航空规章CCAR
‑
25部的阻燃要求，具体包括60秒垂直燃烧、12秒垂直燃烧以及烟密度。在民机地板制造领域，欧美国家具有雄厚的研发生产能力。美国M.C.GILL公司的地板产品是标准的OEM和更换产品，欧洲EFW公司具有成熟的民机地板、内饰设计制造能力，其产品在空客飞机的市场占有率90%以上。由于国内对民机客货舱地板的研制起步较晚，暂无通过适航认证的产品和原材料。
[0003]专利CN 103979098B介绍了一种阻燃复合材料地板及其制备方法，其采用增韧、阻燃改性的纤维增强环氧树脂预浸料作为面板原材料，表现出较好的力学性能和阻燃性能，可用于民机客货舱地板。与环氧树脂相比，酚醛树脂具有本征阻燃、低发烟率的优点，因此，从安全角度出发，纤维增强酚醛树脂复合材料更具有发展前景。但是，传统的酚醛树脂结构中存在较多的苯环等刚性基团，导致固化物脆性大；且酚醛树脂材料在固化成型过程中由于酚醛树脂进一步缩合交联会释放水分子，这些水分子通常很难全部排出，造成材料内部存在较多微孔，也影响着酚醛材料的力学性能，使酚醛树脂材料在诸多应用领域中始终受到限制。因此，对酚醛树脂进行增韧改性以提高其力学性能，依然是现今国内外学者研究的热点，也是决定酚醛树脂未来发展方向的重要研究工作。围绕酚醛材料增韧和提高强度，广大研究者进行了大量的研究，但目前获得的产品的性能仍无法满足应用的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种耐冲击、阻燃的地板及其制备方法，通过蜂窝夹层结构构型设计、成型工艺设计、对热熔型酚醛预浸料的增韧、阻燃改性，使获得的地板材料具有高耐冲击性、阻燃性、低烟密度的特点，满足作为飞机的客货舱地板材料使用的性能要求。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种耐冲击、阻燃的地板，包括依次叠合设置的：酚醛树脂复合材料上面板、上粘接层、蜂窝芯、下粘接层、酚醛树脂复合材料下面板；所述酚醛树脂复合材料上面板和/或所述酚醛树脂复合材料下面板由酚醛树脂预浸料制备得到，所述酚醛树脂预浸料的制备原料包括酚醛树脂和增强材料，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算，包括以下组分：
热塑型酚醛树脂0
‑
100份、热固型酚醛树脂0
‑
100份、阻燃剂1
‑
15份、增韧剂5
‑
100份、偶联剂0.05
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1份、固化剂0
‑
20份；其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。
[0006]本专利技术的耐冲击、阻燃的地板，采用酚醛树脂复合材料面板与蜂窝芯的夹层结构设计，相比于单一的复合材料面板结构，该夹层结构具有显著更高的比弯曲强度和比弯曲刚度，且可达到减重的目的，可根据地板产品的承载、厚度和面重要求具体选择酚醛树脂复合材料面板的厚度、蜂窝芯的密度和厚度、环氧胶膜的面重。进一步地，本专利技术还进一步对制备酚醛树脂复合材料面板的酚醛树脂进行了阻燃、增韧改性，改性酚醛树脂本身阻燃性能好，发烟率低、韧性好，由此制备的地板材料可达到高耐冲击、阻燃性好、烟密度低的优异性能。
[0007]优选地，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算，包括以下组分：热塑型酚醛树脂20
‑
80份、热固型酚醛树脂20
‑
80份、阻燃剂2
‑
8份、增韧剂10
‑
30份、偶联剂0.1
‑
0.15份、固化剂0
‑
10份。
[0008]本专利技术进一步优化了改性酚醛树脂制备原料组成，采用了热塑型酚醛树脂、热固型酚醛树脂的混合树脂，使产品的耐热性能和韧性获得了更优的效果。
[0009]优选地，所述热固型酚醛树脂的制备原料包括：酚、醛、第一催化剂，酚与醛的摩尔比为（0.55
‑
0.9）：1；所述第一催化剂的质量为酚质量的0.5%
‑
8%。
[0010]优选地，所述酚为苯酚、苯甲酚、对叔丁基酚、辛基酚、腰果酚中的一种或几种的组合。
[0011]优选地，所述醛为甲醛。
[0012]优选地，所述第一催化剂为氨水、氧化镁、苯胺、氢氧化钡、氢氧化钠中的一种或几种的组合。
[0013]优选地，所述热塑型酚醛树脂的制备原料包括：酚、醛、第二催化剂，酚与醛的摩尔比为（1.1
‑
1.5）：1；第二催化剂的质量为酚质量的0.5%
‑
3%。
[0014]优选地，所述酚为苯酚、苯甲酚、对叔丁基酚、辛基酚、腰果酚中的一种或几种的组合。
[0015]优选地，所述醛为甲醛。
[0016]优选地，所述第二催化剂为草酸、盐酸、磷酸中的一种或几种的组合。
[0017]优选地，所述酚醛树脂预浸料的面重为300
‑
500g/m2；所述酚醛树脂预浸料中，酚醛树脂的含量为30wt%
‑
50wt%，挥发分含量为1wt%
‑
10wt%；进一步优选地，挥发分含量为3wt%
‑
6wt%。
[0018]优选地，所述增强材料为玻璃纤维、石英纤维、碳纤维的单向纤维或纤维织物中的一种或几种的组合。
[0019]优选地，所述纤维织物的编织方式为平纹、斜纹或缎纹。
[0020]优选地，所述纤维织物为单轴向、双轴向或多轴向的缝边织物。
[0021]优选地，所述纤维织物的面密度为100
‑
420g/m2。
[0022]优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵、赤磷、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三甲苯酯中的一种或几种的组合；所述增韧剂为端羧基聚丁二烯、聚乙烯醇缩醛、丁腈橡胶中的至少一种与甲醇、乙
醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯中的至少一种按质量比为1:（1
‑
3）配制的混合胶液；所述偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570中的一种或几种的组合；所述固化剂为硫酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、环氧树脂、多聚甲醛、三聚氰胺、六次甲基四胺、2,2'
‑
(1,3
‑
亚苯基)
‑
二恶唑啉中的一种或几种的组合。
[0023]优选地，所述蜂窝芯为Nomex蜂窝芯或Kevlar蜂窝芯；所述蜂窝芯的密度为80
‑
160kg/m3；所述蜂窝芯的孔格内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐冲击、阻燃的地板，其特征在于，包括依次叠合设置的：酚醛树脂复合材料上面板、上粘接层、蜂窝芯、下粘接层、酚醛树脂复合材料下面板；所述酚醛树脂复合材料上面板和/或所述酚醛树脂复合材料下面板由酚醛树脂预浸料制备得到，所述酚醛树脂预浸料的制备原料包括酚醛树脂和增强材料，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算，包括以下组分：热塑型酚醛树脂0
‑
100份、热固型酚醛树脂0
‑
100份、阻燃剂1
‑
15份、增韧剂5
‑
100份、偶联剂0.05
‑
1份、固化剂0
‑
20份；其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。2.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的地板，其特征在于，所述酚醛树脂的制备原料按照质量份数计算，包括以下组分：热塑型酚醛树脂20
‑
80份、热固型酚醛树脂20
‑
80份、阻燃剂2
‑
8份、增韧剂10
‑
30份、偶联剂0.1
‑
0.15份、固化剂0
‑
10份。3.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的地板，其特征在于：所述酚醛树脂预浸料的面重为300
‑
500g/m2；所述酚醛树脂预浸料中，酚醛树脂的含量为30wt%
‑
50wt%，挥发分含量为1wt%
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10wt%。4.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的地板，其特征在于：所述蜂窝芯为Nomex蜂窝芯或Kevlar蜂窝芯；所述蜂窝芯的密度为80
‑
160kg/m3；所述蜂窝芯的孔格内切圆直径尺寸为3.2mm、4.0mm或4.8mm；所述蜂窝芯的厚度为6
‑
12mm。5.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的地板，其特征在于：所述上粘接层和/或所述下粘接层为环氧胶膜，所述环氧胶膜的面重为100
‑
300g/m2。6.根据权利要求1所述的耐冲击、阻燃的地板，其特征在于：所述阻燃剂为聚磷酸铵、赤磷、氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三甲苯酯中的一种或几种的组合；所述增韧剂为端羧基聚丁二烯、聚乙烯醇缩醛、丁腈橡胶中的至少一种与甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯中的至少一种按质量比为1:（1
‑
3）配制的混合胶液；所述偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570中的一种或几种的组合；所述固化剂为硫酸、盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、环氧树脂、多聚甲醛、三聚氰胺、六次甲基四胺、2,2'
‑
(1,3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛芳旭，孙超明，朱秀迪，侯鑫，杨晓琳，贺靖，王嵘，贾晨辉，许亚丰，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：