專(zhuān)利名稱(chēng)：活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)由金屬與塑料構(gòu)成的復(fù)合材料，特別適合用于活動(dòng)房 墻板。
背景技術(shù)：
活動(dòng)房墻板的復(fù)合材料以熟石膏板與植物纖維渣或以塑料為基 材與其它的薄型金屬板等復(fù)合制成居多，也有由雙層薄型金屬板構(gòu) 成，芯板是由聚異氰脲酸脂發(fā)泡塑料或聚氨脂發(fā)泡塑料，但這些材料 有缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足活動(dòng)房墻板對(duì)三維穩(wěn)定性、剛性與缺口強(qiáng)度的要求， 例如地震發(fā)生各種沖擊。另外，在極端熱負(fù)載下，例如以外的火災(zāi)等 情況發(fā)生，可能會(huì)因?yàn)榻饘侔迮c塑料基材熱膨脹系數(shù)不同而容易被破 壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮了多方面的因素，提出特別適合活動(dòng)房用金屬與塑料 復(fù)合墻板。該種復(fù)合材料， 一方面，在很大程度上防止了溫度效應(yīng)
通過(guò)導(dǎo)熱金屬的傳遞；另一方面，其斷裂強(qiáng)度與抗沖擊強(qiáng)度高于純粹
非金屬材料構(gòu)成的復(fù)合物。
本發(fā)明活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板其特點(diǎn)是含有金屬基體、塑 料本體與多條強(qiáng)化纖維,該金屬基體是扁平狀的，其上分布著多個(gè)孔
洞，被植入塑料本體中，強(qiáng)化纖維穿過(guò)金屬基體上的孔洞，并圍繞著 金屬基體，但實(shí)質(zhì)上沒(méi)有與之接觸，強(qiáng)化纖維隨同金屬基體被植入塑 料本體中。
本發(fā)明可節(jié)省昂貴的金屬原材料，與昂貴的金屬原材料以及與以塑料為基材與其它的薄型金屬板等復(fù)合制成的復(fù)合材料相比，本發(fā)明 復(fù)合材料強(qiáng)度高，剛性強(qiáng)，而且根據(jù)其組分的不同，重量約比全部采
用金屬原材料輕60%以上。本發(fā)明可使金屬基體理想地植入用纖維強(qiáng) 化的塑料中，兩者的結(jié)合強(qiáng)度高于純粹的粘接。金屬基體可以做得很 薄，比如1毫米，以節(jié)省材料。強(qiáng)化纖維的石墨、碳、芳香族聚合 物或玻璃纖維層可以是0.05-0.2毫米厚。
本發(fā)明為這種復(fù)合材料創(chuàng)造了一些最新的潛在用途，這種復(fù)合材 料的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是重量輕、加工性能好，表面精飾度高，用于大批 量生產(chǎn)，方法簡(jiǎn)單，成本低；也即該墻板重量輕、強(qiáng)度高、組合安裝 快捷、拆卸方便、還可具有很好的防火、隔熱、隔音效果?？勺鳛榻?造活動(dòng)房屋、非承重隔墻、大跨度簡(jiǎn)易房屋及各類(lèi)工作間屏蔽的墻面 材料使用。按照常規(guī)的在塑料加入防火劑等材料很容易使本發(fā)明的活 動(dòng)房墻板具有很好的防火性能。
本發(fā)明在用金屬基體與纖維強(qiáng)化的塑料建造復(fù)合材料的過(guò)程中， 金屬基體多處與塑料結(jié)合，而金屬與強(qiáng)化纖維之間沒(méi)有直接接觸。這 使本發(fā)明獲得了一個(gè)很大優(yōu)勢(shì)在高機(jī)械負(fù)載下，比如在沖擊負(fù)載下， 一般活動(dòng)房墻板的似已經(jīng)發(fā)生破損(這種情況很容易發(fā)生)，而用本法 制成的構(gòu)件依然堅(jiān)固、伸長(zhǎng)率高、并能吸收破損時(shí)發(fā)生的能量，特別 是構(gòu)件的金屬材料部分尤為如此。為達(dá)此目的，金屬板材上具有孔腔、 孔穴、細(xì)孔或孔道等孔洞形成了通道，長(zhǎng)絲、纖維、須纖之類(lèi)的強(qiáng)化 纖維穿過(guò)這些孔洞，以單條、兩條或多條組合的方式相互勾連，形成 織物，即纖維被編織成織物或起毛織物或網(wǎng)狀物網(wǎng)材等。在此加工過(guò) 程中，強(qiáng)化絲穿過(guò)金屬基體上的孔洞，或通過(guò)導(dǎo)向、牽拉、擠壓通過(guò) 這些孔洞，最好通過(guò)縫紉機(jī)上采用的機(jī)械方法進(jìn)行穿孔。其中，每條 強(qiáng)化纖維先要浸漬處于塑化融熔狀態(tài)的塑料，或者基體的孔洞先浸潤(rùn)這種塑料。這樣做改變了金屬基體的熱膨脹系數(shù)與彈性模量，使之能 適配強(qiáng)化纖維與塑料本體的熱膨脹數(shù)與彈性模量(強(qiáng)化纖維與塑料基 材是穿過(guò)并圍繞著金屬基體的)，有利于增加復(fù)合材料的強(qiáng)度。
塑料可以是合成樹(shù)脂，其中采用熱塑材料是很有利的，因?yàn)樗c 金屬基體結(jié)合牢固，易于滲入金屬基體的穿通孔中，在熱塑材料還沒(méi) 有再度硬化之前，將強(qiáng)化纖維插入金屬基體上的孔洞，或通過(guò)牽拉或
擠壓，使之通過(guò)這些孔洞。其他硬度高的材料，如ABS樹(shù)脂或熱固
合成樹(shù)脂也可使用。金屬基體以選用下述材料來(lái)生產(chǎn)比較有利包括
鋼、超級(jí)耐熱合金、鋁、銅在內(nèi)的金屬族類(lèi)至少含有上述中一種金屬 的合金。
本發(fā)明一般在制造過(guò)程中，第一步生產(chǎn)金屬一塑料纖維預(yù)復(fù)合材 料將金屬芯板浸潤(rùn)塑料，將強(qiáng)化纖維浸漬塑料(強(qiáng)化纖維為非金屬 類(lèi)長(zhǎng)絲、纖維、須纖等)或再將上述纖維制成織物、網(wǎng)材或類(lèi)似結(jié)構(gòu)， 再將它們復(fù)合構(gòu)成預(yù)復(fù)合材料。隨后再生產(chǎn)夾心式層壓板，或半成品， 或?qū)⒔瓿傻某善?，或成品，或成品部件。采用塑料工業(yè)上常用的噴 涂、澆造、擠壓工藝，特別是冷壓或熱壓進(jìn)行塑料的造型。
根據(jù)需要，可采用各種居間工序，特別是前處理或后處理來(lái)適應(yīng) 起始材料或終產(chǎn)品狀況的需要。如注入化合物含碳，可對(duì)其除碳，或 對(duì)底層部件或基底進(jìn)行碳化或氮化。與此類(lèi)似，可將含碳的底層部件 或基底至少部分轉(zhuǎn)化為碳化物，鍍覆時(shí)，可將能夠在富氫氣氛中起反 應(yīng)的元素置于富氫氣氛中進(jìn)行濺射鍍、粉鍍與離子轟擊處理。
在塑料的預(yù)處理過(guò)程中，粒狀物質(zhì)，如粉狀、片狀、須狀金屬粒 子與塑料混合，使得從金屬基體到纖維強(qiáng)化塑料的熱膨脹系數(shù)的變化 過(guò)程更加平緩，更加有利。還有在塑料的預(yù)處理過(guò)程中加入防火劑或 稱(chēng)阻燃劑等材料，使塑料本體具有防火特性，這可以是為本發(fā)明構(gòu)筑另外幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為產(chǎn)品最終可涂覆搪瓷、釉料或鍍覆金屬來(lái) 改善表面特性。還可以采用電子工業(yè)上使用的印刷電路板基體的鍍覆 方法對(duì)復(fù)合材料鍍以金屬，鍍覆方法多種多樣，眾所周知。通過(guò)高能 束向復(fù)合材料表面分散或摻雜粒狀外來(lái)材料也是可以采用的常規(guī)做 法。生產(chǎn)復(fù)合材料的塑料可以在模子里交聯(lián)與固化也是本發(fā)明的有利 之處。
附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案作了圖示，本發(fā)明據(jù)此對(duì)實(shí)施方案作了更 具體的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視圖。 實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖，圖中可見(jiàn)到復(fù)合產(chǎn)品的金屬基體l，該復(fù)合產(chǎn)品被稱(chēng) 為復(fù)合材料特別適合用于活動(dòng)房墻板，金屬基體l相當(dāng)?shù)谋?，可以?金屬板、金屬層、金屬片或厚度很小的類(lèi)似結(jié)構(gòu)，特別是用厚度計(jì)測(cè) 量時(shí)其厚度可以是處于毫米級(jí)或以下者。金屬基體1上具有孔洞2， 它們是用電鍍、穿通包覆鍍、蝕刻、沖壓鉆孔、侵蝕或類(lèi)似工藝制造 的?？锥?分布在金屬基體1的整個(gè)表面上，其大小可根據(jù)需要確定， 間距可以是均等或不規(guī)則的。需考慮到，孔洞2的尺寸比強(qiáng)化纖維 穿過(guò)的要求要大，但又不能過(guò)大，應(yīng)正好大到基體1浸漬或浸潤(rùn)融熔 塑料后，金屬基體1與強(qiáng)化纖維3之間仍留有間隙，從而能防止強(qiáng)化 纖維3與金屬基體1接觸，特別是強(qiáng)化纖維3穿過(guò)孔洞2的地方，不 能有接觸。在此處，這種考慮是很重要的。
選擇孔洞2的數(shù)量與分布間距時(shí)，要考慮到金屬部分的整個(gè)機(jī)械 強(qiáng)度不能有很大的降低。比如，為此可將金屬板或其它材料軋制成帶材，同時(shí)采用蒸汽鍍、電鍍或化學(xué)鍍等鍍膜技術(shù)來(lái)生產(chǎn)金屬基體l。 在鍍覆過(guò)程中，可卸下的塑料基底可暫時(shí)與金屬基體連接，反過(guò)來(lái)也
一樣。金屬基體1上的孔洞2可以是圓形的孔腔、孔洞或細(xì)孔之類(lèi)。 強(qiáng)化纖維3的材質(zhì)為芳香族聚合物、碳或玻璃或結(jié)合上述兩種或多種 材料的混合物。
為防止強(qiáng)化纖維3與金屬基體1直接接觸，先對(duì)強(qiáng)化纖維3進(jìn)行 浸鍍或浸涂，鍍以環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂，然后將其以單根，或兩 根或多根為一組的形式連接在一起。間或也采用不是對(duì)強(qiáng)化纖維而是 對(duì)金屬基體1浸漬上述塑料的方法(金屬基體1可以是片狀、層壓板 狀、泡沫狀或類(lèi)似形狀)。即對(duì)金屬基體1，特別是其孔洞，采用浸 鍍或類(lèi)似方法鍍以塑料，以確保強(qiáng)化纖維3，因塑料的隔絕，通過(guò)孔 洞2時(shí)沒(méi)有與金屬基體接觸。
本實(shí)施例強(qiáng)化纖維形成纖維結(jié)構(gòu)的方案是利用一種編織或纏繞 技術(shù)，即繞過(guò)孔洞2形成經(jīng)緯線，將強(qiáng)化纖維與金屬基體結(jié)合，產(chǎn)生 一種織物或類(lèi)似的網(wǎng)狀物。而這種織物(或類(lèi)似物)是交織在金屬基 體1中的并至少部分圍繞著金屬基體1，從而形成金屬-塑料纖維復(fù)合 產(chǎn)品。通過(guò)噴鍍、擠壓、澆注或涂覆，將復(fù)合材料從其金屬-塑料纖 維預(yù)復(fù)合狀態(tài)直到加工成最終形狀，形成半成品或?qū)訅浩?。在加工過(guò) 程中，可將金屬基體從一邊或兩邊伸出。在圖中，金屬基體是從一邊 伸出的。將塑性材料，比如熱塑材料用于生產(chǎn)時(shí)，推薦將噴鍍或澆注 工藝用于加工聚乙烯之類(lèi)的合成樹(shù)脂，而將擠壓工藝用于加工聚酰亞 胺樹(shù)脂?？蓪⒂不芷?、交聯(lián)周期、或固化周期做為中間處理或后處 理工藝使用。如附加分散粒狀材料工藝，則尤為需要這幾種工藝。
夾芯層壓型材或復(fù)合材料具有多層交替的結(jié)構(gòu)。其金屬基體1從 一邊伸出，以便固定，也即金屬基體從塑料本體中向外延伸。進(jìn)一步金屬基體的延伸到塑料本體之外的那部分沒(méi)有纏繞強(qiáng)化纖維，這樣對(duì) 固定是更為有利。這種材料可以制成類(lèi)似網(wǎng)狀部件半成品，后續(xù)所需 的表面精飾加工量很少；也可制成成品(具有最終尺寸)；特別是， 如采用注模法或擠壓法，則可制成環(huán)形半成品(如條帶)，然后再切 割為段狀成品。
以上介紹了本發(fā)明的具體實(shí)施方案。熟知本發(fā)明者十分明了，只 要不違背以下專(zhuān)利權(quán)要求中所限定的本專(zhuān)利精神，不超范圍，就可以 對(duì)本發(fā)明細(xì)節(jié)做很多修改和變動(dòng)而實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有改變。
權(quán)利要求
1、一種活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其特征在于含有金屬基體、塑料本體與多條強(qiáng)化纖維，該金屬基體是扁平狀的，其上分布著多個(gè)孔洞，被植入塑料本體中，強(qiáng)化纖維穿過(guò)金屬基體上的孔洞，并圍繞著金屬基體，但實(shí)質(zhì)上沒(méi)有與之接觸，強(qiáng)化纖維隨同金屬基體被植入塑料本體中。
2、 按照權(quán)利要求1所述的活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其特征在 于纖維被編織成織物或起毛織物或網(wǎng)狀物。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其特 征在于金屬基體從塑料本體中向外延伸。
4、 按照權(quán)利要求1或2所述的活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其特 征在于金屬基體的延伸到塑料本體之外的那部分沒(méi)有纏繞強(qiáng)化纖維。
5、 按照權(quán)利要求3所述的活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其特征在 于金屬基體的延伸到塑料本體之外的那部分沒(méi)有纏繞強(qiáng)化纖維。
全文摘要
用金屬芯材與纖維強(qiáng)化的塑料生產(chǎn)一種活動(dòng)房用金屬與塑料復(fù)合墻板，其中強(qiáng)化纖維穿透并圍繞著金屬芯材而沒(méi)有與之接觸。這種復(fù)合材料可作為建造活動(dòng)房屋、非承重隔墻、大跨度簡(jiǎn)易房屋及各類(lèi)工作間屏蔽的墻面材料使用。這種復(fù)合材料的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是重量輕、加工性能好，表面精飾度高，用于大批量生產(chǎn)，方法簡(jiǎn)單，成本低；也即該墻板重量輕、強(qiáng)度高、組合安裝快捷、拆卸方便、還可具有很好的防火、隔熱、隔音效果。
文檔編號(hào)E04C2/26GK101314975SQ20081006244
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者倪明連, 徐佩林, 潘一忠, 陳中華 申請(qǐng)人:溫州中城建設(shè)集團(tuán)有限公司