CN1034161C - 一种金属-非金属层合复合材料 - Google Patents

Abstract

一种金属--非金属层合复合材料，由金属材料层与非金属材料层相互交叠而成，金属材料层为铝合金板，其特征在于：非金属材料层为竹、苎麻、剑麻植物纤维复合材料，铝合金板在整个层材中所占的份额为20～30%重量。本发明重量轻，价格低。

Description

一种金属-非金属层合复合材料

本发明涉及材料领域，具体地说就是提供了一种由铝合金及植物纤维制成的金属--非金属超混杂层合复合材料。

金属铝蕴藏量异常丰富，且比重较轻，产量及需用量是非常巨大的，但因其强度较低，在许多方面的应用受到限制，目前解决这一问题的热点研究方向之一是制造复合材料，然而真正获得应用的还只有航空航天及军工等领域。如现在已有的一种叫作ARALL的复合材料(Aramid Reinforced AluminiumLaminates)，最早由荷兰Deft大学研制成功，后由美国用一种叫作kelvar的纤维与树脂先复合成预浸料，再与铝钻板压制而成的金属--非金属超混杂层合材料，由于其强度高比重低已形成系列产品，用于飞机的舱门等部件。但是由于芳径(kelvar)纤维价格昂贵，ARALL复合材料在民品方面的应用受到限制。

本发明的目的在于提供一种金属-非金属层合复合材料，其重量轻，价格低。

本发明提供了一种金属--非金属层合复合材料，由金属材料层与非金属材料层相互重叠而成，金属材料层为铝合金板，其特征在于：非金属材料层为竹、苎麻、剑麻的植物纤维复合材料，其中铝合金板在整个层材中所占的份额超过10％(重量)。铝合金板在整个层材中所占的份额最好在20～30％之间。本发明的主要特点是把原有ARALL复合材料中的kelvar纤维用竹、苎麻、剑麻等植物纤维代替，先把竹、苎麻、剑麻等植物纤维与胶粘剂一起复合成预浸料--植物纤维复合材料。本本复合材料的制备过程如下：将植物纤维复合材料涂上胶粘剂，与处理后的薄铝板层叠在一起后，加温加压固化，加压大于200KPa，加热温度限制在小于100℃，固化时间大于0.5小时，所用的胶粘剂可以为环氧树脂加固化剂及酚醛、脲醛树脂等。此种材料其抗拉强度几乎比相应的铝合金提高一倍，比强度更高，而材料的密度可以降低到仅有原合金的45％，价格也可降低30～50％。另外，其绝热性能良好，并且有屏蔽电磁波的作用，是一种很有优势的建筑材料，下面详述实施例。

实施例1

原料：厚度为0.5mm，强度在10～20kg/mm²，比重为2.78/cm³的铝合金板20％，表面处理。从适龄竹上取竹青部分(竹子外层强度最高部分)制(劈)成厚度小于1mm的竹片，将表皮去掉并打毛，用环氧树脂作胶粘剂。

制备：将竹片单向排布，涂胶与铝粘在一起加压300KPa，加温80℃，时间半小时。

所得复合材料参数：

厚度        比重      抗拉强度

～5mm   ～1.4g/cm³   28kg/mm²

实施例2

原料：竹、苎麻复合材料80％，铝合金板占20％，用脲醛树脂作胶粘剂。

制备：涂胶按附图1所示方式层叠在一起，加压400KPa，加温80℃，固化时间1hr，所得复合材料参数：

厚度       比重    抗拉强度

5mm        1.5     25Kg/mm²

综上所述，本发明用资源异常丰富，价格低廉的植物纤维替代ARALL复合材料中kelvar纤维，因而在同样体积的情况下，它的价格比铝更便宜，且常温下机械性能比铝高，重量轻，同铝合金一样具有屏蔽电磁波的作用，同时绝热效果又较铝合金好。因此，本复合材料将是一种能代替部分铝及低温结构钢的很有发展前景的材料，如推广应用将带来巨大经济效益和社会效益。

Claims (3)

1.一种金属--非金属层合复合材料，由金属材料层与非金属材料层相互交叠而成，金属材料层为铝合金板，其特征在于：非金属材料层为竹、苎麻、剑麻植物纤维复合材料，铝合金板在整个层材中所占的份额为20～30％重量。

2.按权利要求1所述金属——非金属层合复合材料，其特征在于：层数为2层。

3.按权利要求1所述金属——非金属层合复合材料，其特征在于：层数为3层，铝合金板为面层。

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