[发明专利]由具有阻燃热塑性粘合剂的纸材制成的蜂窝结构

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及包含阻燃热塑性粘合剂的改进的阻燃蜂窝结构、制备该蜂 窝结构的方法和包括该蜂窝结构的制品，其中阻燃热塑性粘合剂具有120℃ 至350℃的熔点以及26或更高的极限氧指数。在一个优选的实施方案中， 蜂窝结构中的纸材具有UL-94V-0阻燃等级。

2.背景技术

纸基蜂窝结构通常由以下步骤形成：(1)沿着预定线(称为节线)将粘 合剂树脂施加到纸片上，(2)沿着这些节线粘附若干纸片以形成堆叠件，每 个片材的节线对相邻片材有一定偏移，(3)展开堆叠件以形成具有限定单元 壁的蜂窝结构，(4)通过将蜂窝结构浸入液体树脂来用结构型树脂浸渍蜂窝 结构的单元壁，以及(5)通过加热来固化该树脂。授予Lin的美国专利 5,137,768、授予Nomoto的美国专利5,789,059和6,544,622公开了由高模 量对位芳族聚酰胺材料制成的片材所制成的蜂窝结构。这些蜂窝结构由于其 高刚度、高强度重量比而具有很高的结构应用价值。通常这些蜂窝结构由包 含对位芳族聚酰胺纤维、纸浆和/或其他纤维材料以及粘合剂的纸材制成。

纸材在点燃后熄灭或传播火焰的趋势可使用美国保险商实验室公司的 测试方法UL 94“Standard for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances”(用于设备和器具中部件的塑料材料的 阻燃等级标准)进行量化。该测试规程用于区分纸材在受控实验室条件下的 燃烧特性。由该测试得到的六个等级(5VA、5VB、V-0、V-1、V-2、HB)涉 及通常用于制造消费者电子产品中常见的机罩、结构部件和绝缘体的材料。 就结构型蜂窝结构中所用的纸材目的而言，对于阻燃纸材的最高性能和期望 目标是符合V-0阻燃等级。

美国专利4,557,961公开了一种重量轻的防火结构面板，该面板包含 由铝形成的蜂窝结构芯、经处理改善了耐火特性的纸材等。通过优选地在酚 醛树脂和/或偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物的液浴中浸渍易燃芯材料来实 现该处理，使得本来易燃的纸材变得阻燃。

在一些最终使用中，需要由包含高模量纤维和热塑性粘合剂的纸材制 成的蜂窝结构，然而许多热塑性材料均十分易燃。在蜂窝结构制成之后对其 进行后处理的成本也很高。因此，需要的是通过使用包含阻燃热塑性粘合剂 的纸材来制备阻燃蜂窝结构的方法。

发明简述

本发明涉及具有包含纸材的单元的阻燃蜂窝结构，所述纸材包含按纸 材中热塑性材料和高模量纤维的总量计5至50重量份的具有120℃℃至350 ℃的熔点的热塑性材料和50至95重量份的具有600克/旦尼尔(550克/分 特)或更高模量的高模量纤维，其中热塑性材料具有至少26的极限氧指 数。

附图简述

图1a和1b为六边形形状的蜂窝结构的图示。

图2为六边形单元形状的蜂窝结构的另一图示。

图3为具有面片材的蜂窝结构的例示。

发明详述

本发明涉及由包含高模量纤维和阻燃热塑性粘合剂的纸材制成的阻燃 蜂窝结构。此类纸材具有V-0或更好的UL-94阻燃等级。图1a为蜂窝结构 的一个例示。图1b为图1a所示蜂窝结构的正交视图，图2为该蜂窝结构的 三维视图。所示为具有六边形单元2的蜂窝结构1。虽然所示为六边形单 元，然而其他几何排列也是可能的，其他最普遍的可能排列为正方形和挠曲 芯单元。此类单元类型在本领域中是熟知的，有关可能的几何单元类型的其 他信息，参考“Honeycomb Technology”(T.Bitzer著，Chapman & Hall 出版社，1997年)。

在许多实施方案中，蜂窝结构具有结构型或基质树脂，通常为可完全 浸渍、浸润或涂覆蜂窝结构单元壁的热固性树脂。树脂随后进一步交联或固 化，以获得蜂窝结构的最终特性(刚度和强度)。在一些实施方案中，这些 结构型树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺树脂、以及 它们的混合物。