CN102873936B - 双金属复合板材及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种双金属复合板材及其制造工艺，所述的双金属复合板材包括面层金属和底层金属，在面层金属和底层金属之间设置聚氨酯粘胶层。所述双金属复合板材制造工艺，包括以下步骤：a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；b.叠合面层金属和底层金属；c.对面层金属覆保护膜；d.对面层金属和底层金属常温辊压复合或加热辊压复合；e.剪板；f.中低温固化。

Description

双金属复合板材及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种金属板材，特别是一种复合两种金属的双金属复合板材。

本发明还涉及一种板材制造工艺，特别是一种制造上述双金属复合板材的制造工艺。

背景技术

随着社会进步，经济快速发展，各类矿产资源紧缺的矛盾越来越突出，特别是各种贵重金属资源。在此背景下，如何利用科学技术，提高资源利用率便显得尤为重要。在建筑装饰行业、轻工制造行业，对各类金属板材需求巨大，如铜、不锈钢、钛、钛锌、铝。但在实际应用过程，现有技术主要针对利用板材表面材质特性及其厚度大小，这便为双金属复合板材制造业带来无限机会。通过对双金属层复合，保留面层金属材质的特性，底层采用普通金属以增加厚度来满足使用需求，可以大大节约贵重金属资源，提高贵重金属资源利用率，对国计民生影响意义深远。

而现有金属复合技术上主要采用爆炸复合或热轧复合，这两种生产技术的采用，不仅投资规模巨大，而且存在对环境污染严重的问题。另外由于技术特点的限制，面层(覆层)的厚度不能太薄，一般均需大于或等于0.5MM，对节约贵重资源而言是远远达不到要求的。近几年，又有生产厂家利用铝塑板生产线及生产技术，采用高分子膜连续复合技术，相继开发出薄金属面层金属复合板并得以市场应用，但此种生产技术存在明显缺陷，主要因为钢材的导热系数远大于铝材，相差十几倍，而高分子粘结膜粘结强度的保证，首要条件是复合温度，只有在适合的温度条件下，才能充分激活接枝基团的活性。故在生产过程只能通过提高复合温度或拉长热压复合温区加以解决。这样一来又容易使一些具有特殊装饰面层的金属表面受到损伤，或在不同温度环境下生产出来的产品外观一致性差。另一缺点特别体现在对压纹金属板的应用上，压纹金属板具有丰富的立体感，具有特殊装饰效果，采用此技术生产复合压纹双金属板，由于压纹空腔的存在，使高分子膜粘结面大大减少，无法保证粘结强度。限制了双金属复合板的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双金属复合板材，解决现有技术中金属复合板材制造存在技术问题：

1.金属复合板材不能采用超薄面材。

2.不能采用对温度比较敏感的、具有特殊装饰效果的薄金属面板。

3.不能采用具有立体感的压纹金属薄板为覆层。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：本发明所述的双金属复合板材包括面层金属和底层金属，在面层金属和底层金属之间设置聚氨酯粘胶层。

所述面层金属厚度为0.01mm-0.5mm。

所述底层金属厚度为0.1mm-1.2mm。

所述面层金属为平面状或压纹状。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种生产所述双金属复合板材的制造工艺。

为解决以上问题，本发明采用以下技术方案，一种双金属复合板材制造工艺，包括以下步骤：

a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；

b.叠合面层金属和底层金属；

c.对面层金属覆保护膜；

d.对面层金属和底层金属常温辊压复合或在80℃-100℃加热辊压复合；

e.剪板；

f.在35℃-55℃范围中低温固化。

上述步骤d中，若采用加热方式，则实施温度分离控制：在复合板上下各划分为8个或8个以上加热温区，每两个并行为一组同步控制，分组逐级温和升温至80℃-100℃。

聚氨酯胶粘剂主要材料有异氰酸酯、溶剂、偶联剂、催化剂、固化剂及基料。

上述步骤中所述的聚氨酯粘胶剂基料主要采用改性聚苯醚(MPPO)，并辅以聚苯乙烯(PS)。

MPPO物性优异，具有均衡的力学性能：抗蠕变、抗应力松弛和耐疲劳性能突出；拉伸强度、弯曲强度和冲击强度优异；成型收缩率小；而且耐热性能好；燃性能优异，属自熄性材料，其燃烧扩散度为零，在火焰中不产生有毒气体；热胀系数与金属(例如：铝、钛锌、黄铜等)接近。

由于MPPO的特性，使得胶粘剂具备如下优点：优异的抗蠕变和耐疲劳性能，确保胶层在长期载荷作用下整体性能的稳定；成型收缩率越小，越有利于确保复合板材层间粘结坚固、长期稳定。耐热性能好，金属复合板材的使用温度范围就越宽，且在高、低温下仍能保持其性能不下降。另外，MPPO的热胀系数为2.5-3.6×10-5℃-1，与金属(例如：铝、钛锌、黄铜等)接近，大大减少了因材料热胀系数差异对剥离强度稳定性的影响，确保产品在各种气候环境条件下长期使用后，剥离强度不发生明显衰减。

MPPO还有另一特性：结晶速率特别快。当温度由高温往低温下降过程达到其软化温度临界点之下时，很快恢复其机械性能。这是其它塑料所不具备的，这在双金属复合板材制造过程具有重要意义，可大大方便生产过程工艺温度控制及胶粘剂初始粘结力控制。保证板材生产过程复合质量。

而另一辅助基料PS的添加，主要有利于胶粘剂粘度变化速率稳定控制。保证粘度处于工艺合理范围内，确保连续化生产顺利进行，保证产品一致性。本胶粘剂经中低温固化后，胶层呈现物理性能优异：具备优异的抗剪切强度、抗冲击特性和优异的柔韧特性，高硬度下保持高弹性，形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能。并保留MPPO线性膨胀系数接近各类金属特性，使粘结系统更加稳定、牢固。

本聚氨酯粘胶剂还具有如下特性：在生产前，密封存储于储料罐，初始粘度相对较低，以利于流延涂布。在生产过程，当完成涂布后，充分接触大气及在加压、甚至加热后，粘度能加快发生变化，同时提高初始粘结力。工艺可控范围广，易于操作，可以在150秒时间内，在生产过程剪板前，达到所需要的初始粘结力，实现完好初始复合。保证连续化生产顺利进行。这在一般聚氨酯粘胶剂是难以实现的。

所述面层金属厚度为0.01mm-0.5mm，所述底层金属厚度为0.1mm-1.2mm。

所述面层金属为平面状或压纹状。

本发明的积极效果是：采用复合方式，实现节约贵重金属资源的目的，具体来说，很多行业对贵重金属的使用，在追求表面金属特性同时，对板材弯曲强度也有相应的要求，通过表面贵重金属薄板复合弯曲强度大的普通金属板可实现上述目的。如对碳素钢进行复合。或者在保留表面贵金属特性的同时，又追求板材整体质轻，则可通过复合底层密度相对较低的普通金属得到满足。如对铝材进行复合。总之，采用复合方式，本发明采用中低温热压复合工艺，面层金属可采用超薄面材，为贵重金属合理运用带来更多的可能。

本发明采用专用聚氨酯胶粘剂复合工艺，可实施常温或中低温热压连续复合生产，很好地保护金属表面原始装饰性能，又能保证复合粘结强度，本发明双金属复合板剥离强度≥130N.mm/mm.特别是对压纹金属面板，粘结剂可充分填充空腔，反而提升其物理粘结性能，和现有的高分子膜复合技术相比，采用本发明工艺的压纹金属板粘接稳定，牢固，性能优秀。本发明的双金属复合板材，由于复合金属种类多样，可广泛应用于建筑幕墙、室内装修、轻工制造、广告宣传、汽车装饰、家具制造等领域。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明双金属复合板材面层金属为平面状的截面图；

图2为本发明双金属复合板材面层金属为压纹状的截面图；

图3为本发明生产工艺流程图。

图中：

1面层金属2聚氨酯粘胶层3底层金属

具体实施方式

如图1所示，图1给出本发明所述的双金属复合板材的第一实施例，其面层金属1为平面状，厚度为0.3mm，底层金属3厚度为0.6mm，在面层金属1和底层金属3之间设置聚氨酯粘胶层2。

如图2所示，图2给出本发明所述的双金属复合板材的第二实施例，其面层金属1为压纹状，厚度为0.5mm，底层金属3厚度为1.2mm，在面层金属1和底层金属3之间均匀设置聚氨酯粘胶层2。

图3给出本发明双金属复合板材的制造工艺，

下面给出双金属复合板材制造工艺的第一实施例：

包括以下步骤：

a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；

b.叠合面层金属和底层金属；

c.对面层金属覆保护膜；

d.对面层金属和底层金属常温辊压复合；

e.剪板；

f.在35℃-55℃范围中低温固化。

下面给出双金属复合板材制造工艺的第二实施例：

a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；

b.叠合面层金属和底层金属；

c.对面层金属覆保护膜；

d.在复合板上下各划分8个加热温区，每两个并行为一组同步控制，分组逐级温和升温至80℃加热辊压复合；

e.剪板；

f.在35℃-55℃范围中低温固化。

下面给出双金属复合板材制造工艺的第三实施例：

a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；

b.叠合面层金属和底层金属；

c.对面层金属覆保护膜；

d.在复合板上下各划分8个加热温区，每两个并行为一组同步控制，分组逐级温和升温至100℃加热辊压复合；

e.剪板；

f.在35℃-55℃范围中低温固化。

上述步骤中所述的聚氨酯粘胶剂基料主要采用改性聚苯醚(MPPO)，并辅以聚苯乙烯(PS)。

在工艺流程中，胶粘剂经流延涂布双金属复合界面，在常温或低于100℃加热及辊压下，150秒内可产生足够的初始粘结力，满足生产流程需要，保证双金属初步复合成功。若采用加热方式，则实施温度分离控制：加热温区上下各划分为8个或8个以上，每两个并行为一组同步控制，分组逐级温和升温，以利于初始复合和板面平整度控制。在面层金属覆保护膜的情况下，避免了对任何面层金属表面的损伤，完全保留原有装饰功能。采用本发明生产的双金属复合板材具有先进的结构及特性，坚固的粘结系统；装饰效果与耐久性良好；产品平整度好、表层无色差；具有良好的加工性能，可折弯、弯弧、剪切、冲孔等加工。产品具有较高的性价比。

Claims (3)

1.一种双金属复合板材制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

a.在面层金属及底层金属之间均匀涂布聚氨酯粘胶剂；

b.叠合面层金属和底层金属；

c.对面层金属覆保护膜；

d.对面层金属和底层金属在80℃-100℃加热辊压复合；

e.剪板；

f.中低温固化；

所述的聚氨酯粘胶剂基料主要采用改性聚苯醚，并辅以聚苯乙烯；

在所述步骤d中，采用加热方式，实施温度分离控制：在复合板上下各划分为8个或8个以上加热温区，每两个并行为一组同步控制，分组逐级温和升温至80℃-100℃。

2.按照权利要求1所述的双金属复合板材制造工艺，其特征在于：所述面层金属厚度为0.01mm-0.5mm，所述底层金属厚度为0.1mm-1.2mm。

3.按照权利要求1所述的双金属复合板材制造工艺，其特征在于：所述面层金属为平面状或压纹状。