阅读说明：本技术 一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法 (Preparation method of bio-based foam filling paper honeycomb plate composite material ) 是由 王冬梅 张宇 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及复合材料制备的技术领域,特别是涉及一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法,以解决现有技术中使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料,改变了纸蜂窝板材的生物降解性,由于聚氨酯泡沫流动性太差,导致无法完全填满蜂窝六边形孔,填充过程不易控制的问题；包括以下步骤：S1、准备明胶泡沫材料；S2、明胶泡沫液体发泡；S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材；S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥。(The invention relates to the technical field of composite material preparation, in particular to a preparation method of a bio-based foam filling paper honeycomb plate composite material, which solves the problems that in the prior art, polyurethane foam is used to change a paper honeycomb plate from an original green environment-friendly material into a material which cannot be degraded and is difficult to separate and recycle, the biodegradability of the paper honeycomb plate is changed, and because the flowability of the polyurethane foam is too poor, honeycomb hexagonal holes cannot be completely filled, and the filling process is difficult to control; the method comprises the following steps: s1, preparing a gelatin foam material; s2, foaming gelatin foam liquid; s3, filling a paper honeycomb core material with gelatin foam; s4, drying the gelatin foam filled paper honeycomb composite material.)

一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料制备的技术领域，特别是涉及一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法。

背景技术

众所周知，泡沫材料和蜂窝均为多孔轻质材料，在各工程领域都有广泛的应用。在相同密度的情况下，泡沫材料比蜂窝芯质缓冲吸能效果好，但承载能力较差。蜂窝芯质的比强度高、比模量高，比泡沫材料的承载能力强，但缓冲吸能效果较差。而泡沫材料和蜂窝材料的结合可以大大提升材料的动态力学性能。将泡沫填充入蜂窝制成泡沫填充蜂窝材料(Foam filled honeycomb，FFH)，可发挥各自优势，获得更高的承载能力和更好的缓冲吸能效果。

纸蜂窝是一种非金属多孔夹层缓冲材料,具有质量轻、工艺简单、成本低、环保性好、承载能力强和抗冲击性好等特点,被广泛应用于产品防护与包装工程领域，通过泡沫填充纸蜂窝可以大大提升纸蜂窝的力学性能。已经有研究将聚氨酯泡沫填充蜂窝纸板，证实了泡沫填充纸蜂窝板材会大大提高板材的力学性能，但是使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料，改变了纸蜂窝板材的生物降解性。由于聚氨酯泡沫流动性太差，导致无法完全填满蜂窝六边形孔，填充过程不易控制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，以解决现有技术中使用聚氨酯泡沫使得纸蜂窝板材从原来的绿色环保材料变成无法降解、不易分离回收的的材料，改变了纸蜂窝板材的生物降解性，由于聚氨酯泡沫流动性太差，导致无法完全填满蜂窝六边形孔，填充过程不易控制的问题。

本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、准备明胶泡沫材料：采用B型明胶以及预糊化淀粉，使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，将明胶、预糊化淀粉、十二烷基硫酸钠和水按照比例进行溶解，其中固含量为15wt％，并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，使得溶液pH＝5.5，同时对溶液进行加热，使B型明胶和预糊化淀粉充分溶解，直至溶液温度达到50℃，继续对溶液进行恒温加热10min，制得溶液；

S2、明胶泡沫液体发泡：使用搅拌器对步骤S1制得溶液进行液体发泡，对溶液进行充分快速搅拌，将空气均匀注入溶液中，发泡5min，直至液体泡沫完全发泡，泡沫的体积不再增长；

S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材：准备与蜂窝纸板相同长宽高的模具，将液体泡沫倒入模具后，立即将蜂窝纸板的芯材平铺压入泡沫中，由于明胶/淀粉泡沫是沫，所以泡沫可以立即均匀填充纸蜂窝芯材芯孔中，制得明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料；

S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥：将步骤S3中制备的明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料放置于恒温恒湿箱内，采用室温条件，直至复合材料完全干燥，将复合材料脱模，即得到生物基泡沫填充纸蜂窝复合材料。

本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S1中B型明胶/淀粉质量比为7：3，SDS添加量为0.75wt％。

本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S4中室温条件为温度：23℃，湿度：50％。

本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S2中搅拌器的功率为800W，搅拌速度为18000r/min。

本发明的一种生物基泡沫填充纸蜂窝板材复合材料的制备方法，所述步骤S1中溶液加热时，对溶液以1000r/min的速度进行机械搅拌。

与现有技术相比本发明的有益效果为：1.本发明制备的生物基泡沫是明胶/淀粉泡沫，该泡沫在发泡完成时是液态的泡沫，有利于完全填充蜂窝纸板六边形孔，填充工艺简单；

2.本发明制备的明胶/淀粉泡沫，原料是动植物的废料，来源广泛、成本低廉，制成的泡沫是可以质轻、力学性能良好，并且可以进行家庭堆肥，是可完全生物降解的泡沫，不改变制成的生物基泡沫填充蜂窝纸板复合材料的生物降解性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例：

S1、准备明胶泡沫材料：采用B型明胶以及预糊化淀粉，使用十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，将明胶、预糊化淀粉、十二烷基硫酸钠和水按照比例进行溶解，其中固含量为15wt％，B型明胶/淀粉质量比为7：3，SDS添加量为0.75wt％，并使用稀盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值，使得溶液pH＝5.5，对溶液以1000r/min的速度进行机械搅拌，同时对溶液进行加热，使B型明胶和预糊化淀粉充分溶解，直至溶液温度达到50℃，继续对溶液进行恒温加热10min，制得溶液；

S2、明胶泡沫液体发泡：使用搅拌器对步骤S1制得溶液进行液体发泡，对溶液进行充分快速搅拌，搅拌器的功率为800W，搅拌速度为18000r/min，将空气均匀注入溶液中，发泡5min，直至液体泡沫完全发泡，泡沫的体积不再增长；

S3、明胶泡沫填充纸蜂窝芯材：准备与蜂窝纸板相同长宽高的模具，将液体泡沫倒入模具后，立即将蜂窝纸板的芯材平铺压入泡沫中，由于明胶/淀粉泡沫是沫，所以泡沫可以立即均匀填充纸蜂窝芯材芯孔中，制得明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料；

S4、明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料干燥：将步骤S3中制备的明胶泡沫填充纸蜂窝复合材料放置于恒温恒湿箱内，采用室温条件：温度：23℃，湿度：50％，直至复合材料完全干燥，将复合材料脱模，即得到生物基泡沫填充纸蜂窝复合材料。

由上述方法制备的复合材料，表面平整，经切割检查，生物基泡沫完全填充蜂窝孔格内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。