CN101733982A - 泡沫铝基复合材料层合板及其制备方法 - Google Patents

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罗彦茹
朱先勇
于思荣
刘家安
赵磊
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Abstract

一种泡沫铝基复合材料层合板，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，再分别加盖LY12合金板，LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5～1∶7。一种泡沫铝基复合材料层合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、LY12合金板表面的处理；步骤二、泡沫铝基复合材料表面处理；步骤三、低温加压固化工艺。本发明具有轻质、高比强度、高比刚度、耐老化、易于喷漆、良好的抗冲击性和抗热变形能力强。

Description

泡沫铝基复合材料层合板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型的能量吸收材料，特别涉及一咱泡沫铝基复合材料层合板及其制备方法，可用于汽车保险杠，在汽车零部件上将有广阔的应用前景。
背景技术
我国生产的汽车保险杠大多是金属空心杠或是塑料杠，虽然美观，但在高速冲击过程中，防护力度不够。
《中国材料科技与设备》中《陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料的制备与性能》中提到，陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料的能量吸收能力为6850～39200KJ/m3，产品的抗压缩能力比相应的泡沫铝产品提高5-6倍，是一种理想的缓冲吸能材料。《上海塑料》中《汽车保险杠材料的研究开发进展》中提到，因为轻量化、可循环再用等优势使塑料成为汽车保险杠材料的主流，但一部分制备原料仍需进口，而且还存在不利于环保、耐老化性差、强度刚度不足、喷漆处理工艺复杂且塑料与漆的结合性差等弊端。
目前汽车的前后保险杠都是塑料制成的，由外板、缓冲材料和横梁三部分组成，其中外板和缓冲材料用塑料制成，塑料保险杠的优点是减轻了汽车的整体重量，易于复杂产品成型、生产效率高。缺点是抗冲击性能差、耐老化性和尺寸稳定性较差，强度、刚度不足且不利于环保，而且由于塑料件的热变形温度低等，一般生产中选用的涂料的烘干温度低于金属件所用涂料的烘干温度，所以塑料保险杠喷漆无法和车身喷漆混线生产，表面光洁度略差。
发明内容
本发明的目的是提供一种泡沫铝基复合材料层合板及其制备方法。
一种泡沫铝基复合材料层合板，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，再分别加盖LY12合金板，LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5～1∶7。
一种泡沫铝基复合材料层合板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、LY12合金板表面的处理
合金板表面进行喷砂处理，获得粗糙表面和更大的表面积；然后进行超声去杂处理，去除表面杂质，最后进行去除油污处理，烘干；
步骤二、泡沫铝基复合材料表面处理
采用超生去杂处理，然后进行去油污处理，烘干；
处理LY12合金板和泡沫铝基复合材料需要同步进行，在处理完之后的12小时以内放入加热装置中进行低温加压固化成型。
步骤三、低温加压固化工艺
将LY12合金板和泡沫铝基复合材料粘结面加工成相同尺寸，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，以LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5～1∶7，上下加盖LY12合金板，放入加热装置中，以10℃/min的速度加热到170-180℃，加热同时用压头加压，压强需大于4000N/m2，在此压力下保温2h，以促进环氧树脂渗入和固化，保温完毕后压力不变，随炉冷却，形成泡沫铝基复合材料层合板。
本发明有益效果：与传统的吸能材料相比，本发明的优点：
1、具有轻质、高比强度、高比刚度
2、耐老化
3、易于喷漆
4、良好的抗冲击性
5、抗热变形能力强
6、通过调整泡沫铝基复合材料/铝合金的质量，可以满足不同的性能设计需求
附图说明
图1低温加压固化法制备工艺示意图，(LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比为1∶5)
其中、1.压头  2.垫板  3.环氧树脂  4.LY12合金板  5.泡沫铝基复合材料  6.加热装置
具体实施方式
实例一
1.LY12合金表面处理
先对LY12合金表面进行喷砂处理，获得粗糙表面和更大的表面积；接着进行超声去杂处理，去除表面杂质，然后在Na3PO4(45g/L)，Na2CO3(45g/L)和Na2SiO3(45g/L)的60-70℃混合水溶液中进行去油污处理6-7min，用50-80℃的热水冲洗LY12合金2min，最后用流动的冷水冲洗合金板2min，烘干。
2.泡沫铝基复合材料表面预处理
采用超生去杂处理，然后进去油污处理，烘干。超生去杂处理和去油污处理与LY12合金板表面处理方式相同。处理铝合金和泡沫铝基复合材料需要同步进行，在处理完之后的12小时以内放入加热装置中进行低温加压固化成型。
3.低温加压固化工艺
将LY12合金板和泡沫铝基复合材料粘结面加工成相同尺寸，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，按LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5，上下加盖LY12合金板，放入加热装置的下面垫板上，盖上上面的垫板，以10℃/min的速度加热到170-180℃，加热同时用压头加压(如图1所示)，压强为4000N/m2，在此压力下保温2h，以促进环氧树脂渗入和固化，保温完毕后压力不变，随炉冷却，形成泡沫铝基复合材料层合板。
实例二
1.LY12合金表面处理
先对LY12合金表面进行喷砂处理，获得粗糙表面和更大的表面积；接着进行超声去杂处理，去除表面杂质，然后在Na3PO4(45g/L)，Na2CO3(45g/L)和Na2SiO3(45g/L)的60-70℃混合水溶液中进行去油污处理6-7min，用50-80℃的热水冲洗LY12合金2min，最后用流动的冷水冲洗合金板2min，烘干。
2.泡沫铝基复合材料表面预处理
采用超生去杂处理，然后进去油污处理，烘干。超生去杂处理和去油污处理与LY12合金板表面处理方式相同。处理铝合金和泡沫铝基复合材料需要同步进行，在处理完之后的12小时以内放入加热装置中进行低温加压固化成型。
3.低温加压固化工艺
将LY12合金板和泡沫铝基复合材料粘结面加工成相同尺寸，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，按LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶6，上下加盖LY12合金板，放入加热装置的下面垫板上，盖上上面的垫板，以10℃/min的速度加热到170-180℃，加热同时用压头加压，压强为4200N/m2，在此压力下保温2h，以促进环氧树脂渗入和固化，保温完毕后压力不变，随炉冷却，形成泡沫铝基复合材料层合板。
实例三
1.LY12合金表面处理
先对LY12合金表面进行喷砂处理，获得粗糙表面和更大的表面积；接着进行超声去杂处理，去除表面杂质，然后在Na3PO4(45g/L)，Na2CO3(45g/L)和Na2SiO3(45g/L)的60-70℃混合水溶液中进行去油污处理6-7min，用50-80℃的热水冲洗LY12合金2min，最后用流动的冷水冲洗合金板2min，烘干。
2.泡沫铝基复合材料表面预处理
采用超生去杂处理，然后进去油污处理，烘干。超生去杂处理和去油污处理与LY12合金板表面处理方式相同。处理铝合金和泡沫铝基复合材料需要同步进行，在处理完之后的12小时以内放入加热装置中进行低温加压固化成型。
3.低温加压固化工艺
将LY12合金板和泡沫铝基复合材料粘结面加工成相同尺寸，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，按LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶7，上下加盖LY12合金板，放入加热装置的下面垫板上，盖上上面的垫板，以10℃/min的速度加热到170-180℃，加热同时用压头加压，压强为4500N/m2，在此压力下保温2h，以促进环氧树脂渗入和固化，保温完毕后压力不变，随炉冷却，形成泡沫铝基复合材料层合板。
普通车用保险杠材料聚丙烯与泡沫铝基复合材料层合板性能参数见表1。
表1聚丙烯与泡沫铝基复合材料层合板性能参数
Figure G2009102180370D00051

Claims (2)

1.一种泡沫铝基复合材料层合板，其特征在于：以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，再分别加盖LY12合金板，LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5～1∶7。
2.一种如权利要求1所说的泡沫铝基复合材料层合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、LY12合金板表面的处理
合金板表面进行喷砂处理，获得粗糙表面和更大的表面积；然后进行超声去杂处理，去除表面杂质，最后进行去除油污处理，烘干；
步骤二、泡沫铝基复合材料表面处理
采用超生去杂处理，然后进行去油污处理，烘干；
处理LY12合金板和泡沫铝基复合材料需要同步进行，在处理完之后的12小时以内放入加热装置中进行低温加压固化成型。
步骤三、低温加压固化工艺
将LY12合金板和泡沫铝基复合材料粘结面加工成相同尺寸，以泡沫铝基复合材料为中间层，上下表面分别涂覆环氧树脂，以LY12合金板与泡沫铝基复合材料厚度比1∶5～1∶7，上下加盖LY12合金板，放入加热装置中，以10℃/min的速度加热到170-180℃，加热同时用压头加压，压强需大于4000N/m2，在此压力下保温2h，以促进环氧树脂渗入和固化，保温完毕后压力不变，随炉冷却，形成泡沫铝基复合材料层合板。
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