CN109572089A - 一种az31-pe-az31层合板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种AZ31‑PE‑AZ31层合板及其制备方法，所述层合板以聚乙烯PE板为基体，基体两侧复合镁合金AZ31板作为覆层增强体，各层板材之间设有由PP胶形成的高分子粘接膜。AZ31‑PE‑AZ31层合板的制备方法包括1)预处理过程；2)胶合过程；3)施压静置过程；4)轧辊预处理过程；5)辊压过程；6)辊压后处理过程。本发明所述层合板的结构合理、平均密度小，具备良好的吸震性能和防腐性能，抗拉压性能较佳，且材料成本较低，具有一定的实际应用价值；所述层合板的制备方法操作简单、步骤简洁、生产成本低廉，制备效果良好，具有一定的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种AZ31-PE-AZ31层合板及其制备方法。
背景技术
随着中国进入大国制造时代，制造业对材料的需求和要求也与日俱增，单纯的金属及合金已经满足不了在某些特定环境下的使用要求，对复合材料的需求日益增加。因为复合材料打破了金属与合金性能单一的壁垒，可以通过更灵活的搭配使用，使得单一材料之间的优缺点互补，从而提高复合材料的各项性能，使其能够应用在各种单一材料无法适用的工作环境下。
层合板是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的材料之间实现牢固结合而得到的新型板材。其综合了各组元的优点，弥补了各组元的不足，具有单一金属或合金无法比拟的优异综合性能。而金属-非金属复合材料层合板顾名思义，即参与复合的材料中既包含金属材料又包含非金属材料。目前金属复合材料层合板的制备方法有很多，比如爆炸复合法、爆炸+热轧复合法、热轧复合法、挤压复合法、扩散焊接复合法、铸轧复合法、反向凝固法和喷射成形法等，但这些方法往往无法适用于包含非金属的复合材料层合板的制备。
对于非金属复合材料层合板的制备，目前主流的方法有层压复合法、胶合法、层压复合法+胶合法、热复合法等，但这些方法难以使复合材料层合板获得优良的层间结合度，且包含有层压复合的制备方法难以控制板材厚度，容易产生内应力。另外，层压复合法+胶合法容易使胶合层存在气泡或胶合层不均匀等问题。热复合法易使非金属产生变形，需要进行繁琐的后续处理。
目前，金属-非金属复合材料层合板的制备基本上都延用或者借鉴了上述制备方法，因而往往都存在有上述缺陷，难以恰当的应用于金属-非金属复合材料层合板的制备。
发明内容
本发明提供了一种AZ31-PE-AZ31层合板及其制备方法，所述层合板的结构合理、平均密度小，具备良好的吸震性能和防腐性能，抗拉压性能较佳，且材料成本较低，具有一定的实际应用价值；所述层合板的制备方法操作简单、步骤简洁、生产成本低廉，制备效果良好，具有一定的推广价值。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种AZ31-PE-AZ31层合板，所述层合板以聚乙烯PE板为基体，基体两侧复合镁合金AZ31板作为覆层增强体，各层板材之间设有由PP胶形成的高分子粘接膜。
所述聚乙烯PE板为热塑性聚乙烯PE板。
所述镁合金AZ31板采用变形镁合金AZ31B材质。
所述PP胶为慢干型PP胶。
所述高分子粘接膜是层合板在制备过程中因辊压作用使PP胶形成的一层高分子胶膜。
一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，包括如下步骤：
1)预处理过程，包括去除杂质及表面打磨；
组成层合板的各板材先用丙酮擦去表面灰尘及其它杂质，对镁合金AZ31板进行表面打磨，去除其表面氧化膜，使其表面粗糙度Ra≤0.8μm；对PE板进行表面打磨，保证粗糙度Ra≤3.2μm；
2)胶合过程；
在聚乙烯PE板的两侧表面上均匀涂覆一层PP胶，然后粘贴镁合金AZ31板，使三层板材初步胶合在一起；
3)施压静置过程；
将初步胶合后的层合板放置在平整的操作台上，在其上均匀施加60～100kN/m2的压力，静置24～48h；
4)轧辊预处理过程；
用丙酮对轧机的轧辊表面进行清理，然后调整轧辊辊缝，使层合板经辊压后能够达到预设的压下量；
5)辊压过程；
将完成施压静置过程的层合板通过轧机辊压成型，在此过程中，PP胶因辊压作用形成高分子粘接膜；
6)辊压后处理过程；
对经过辊压成型后层合板外侧挤压出的PP胶进行清理。
所述轧机为立式双辊轧机。
所述PP胶的涂覆厚度为0.5～1mm。
所述压下量为0.3～1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
所述层合板的结构合理、平均密度小，具备良好的吸震性能和防腐性能，抗拉压性能较佳，且材料成本较低，具有一定的实际应用价值；所述层合板的制备方法操作简单、步骤简洁、生产成本低廉，制备效果良好，具有一定的推广价值。
附图说明
图1是本发明所述一种AZ31-PE-AZ31层合板的立体结构示意图。
图2是本发明所述一种AZ31-PE-AZ31层合板的组成示意图。
图3是本发明所述一种AZ31-PE-AZ31层合板的辊压过程示意图。
图中：1.聚乙烯PE板 2.镁合金AZ31板 3.高分子粘接膜 4.轧辊
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1、图2所示，本发明所述一种AZ31-PE-AZ31层合板，所述层合板以聚乙烯PE板1为基体，基体两侧复合镁合金AZ31板2作为覆层增强体，各层板材之间设有由PP胶形成的高分子粘接膜3。
所述聚乙烯PE板1为热塑性聚乙烯PE板。
所述镁合金AZ31板2采用变形镁合金AZ31B材质。
所述PP胶为慢干型PP胶。
所述高分子粘接膜3是层合板在制备过程中因辊压作用使PP胶形成的一层高分子胶膜。
一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，包括如下步骤：
1)预处理过程，包括去除杂质及表面打磨；
组成层合板的各板材先用丙酮擦去表面灰尘及其它杂质，对镁合金AZ31板进行表面打磨，去除其表面氧化膜，使其表面粗糙度Ra≤0.8μm；对PE板进行表面打磨，保证粗糙度Ra≤3.2μm；
2)胶合过程；
在聚乙烯PE板1的两侧表面上均匀涂覆一层PP胶，然后粘贴镁合金AZ31板2，使三层板材初步胶合在一起；
3)施压静置过程；
将初步胶合后的层合板放置在平整的操作台上，在其上均匀施加60～100kN/m2的压力，静置24～48h；
4)轧辊预处理过程；
用丙酮对轧机的轧辊4表面进行清理，然后调整轧辊4辊缝，使层合板经辊压后能够达到预设的压下量；
5)辊压过程；
如图3所示，将完成施压静置过程的层合板通过轧机辊压成型，在此过程中，PP胶因辊压作用形成高分子粘接膜3；
6)辊压后处理过程；
对经过辊压成型后层合板外侧挤压出的PP胶进行清理。
所述轧机为立式双辊轧机。
所述PP胶的涂覆厚度为0.5～1mm。
所述压下量为0.3～1mm。
本发明所述一种AZ31-PE-AZ31层合板，采用“三明治”结构，两外侧的覆层增强体材质相同，均为镁合金AZ31板2，内部基体材料与外侧不同，为聚乙烯PE板1。聚乙烯PE板1的化学性能稳定、阻尼较高且密度较小，因而具有吸震性能好、惯性小等优良性能，本发明将其作为基体材料。镁合金AZ31板2的强度高、密度小、耐腐蚀、塑性良好且具备一定的吸震性能，因而用作覆层增强体材料。
PP胶是一种由环保溶剂及树脂合成的单组份粘合剂，其在辊压后会在基体材料与覆层增强体材料之间形成一层极薄的高分子粘接膜3。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例制备一种AZ31-PE-AZ31层合板时，基体材料采用2mm厚的聚乙烯PE板，两侧覆层增强体材料为0.11mm厚的镁合金AZ31B板。
用320目砂纸对两种板材的结合面进行打磨，打磨后聚乙烯PE板的表面粗糙度Ra≈3.1706μm，镁合金AZ31B板的表面粗糙度Ra≈0.7345μm。并分别用丙酮和酒精清洗两种板材的表面，除去表面杂质及灰尘。
在打磨后的结合面上涂刷0.5mm厚的PP胶，进行粘合，并将初步粘合的层合板放置于平整的工作台上，在91kN/mm2的静压力下静置48h后，放入立式双辊轧机中进行辊压，辊压速度为14.4r/min，压下量为0.3mm；辊压过程结束后，处理辊压过程所排出的多余PP胶，既得到AZ31-PE-AZ31层合板。
所得到的AZ31-PE-AZ31层合板因存在弹性回复作用，厚度约为2mm,平均密度为1.26g/cm3，层间结合强度为200J/m2；在AZ31-PE-AZ31层合板中，因镁合金AZ31板位于层合板的外侧，因此所制得的层合板继承了镁合金AZ31板的防腐蚀特性；实验表明，该层合板平均硬度为60HV，平均拉伸强度为300MPa。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种AZ31-PE-AZ31层合板，其特征在于，所述层合板以聚乙烯PE板为基体，基体两侧复合镁合金AZ31板作为覆层增强体，各层板材之间设有由PP胶形成的高分子粘接膜。
2.根据权利要求1所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板，其特征在于，所述聚乙烯PE板为热塑性聚乙烯PE板。
3.根据权利要求1所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板，其特征在于，所述镁合金AZ31板采用变形镁合金AZ31B材质。
4.根据权利要求1所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板，其特征在于，所述PP胶为慢干型PP胶。
5.根据权利要求1所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板，其特征在于，所述高分子粘接膜是层合板在制备过程中因辊压作用使PP胶形成的一层高分子胶膜。
6.一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)预处理过程，包括去除杂质及表面打磨；
组成层合板的各板材先用丙酮擦去表面灰尘及其它杂质，对镁合金AZ31板进行表面打磨，去除其表面氧化膜，使其表面粗糙度Ra≤0.8μm；对PE板进行表面打磨，保证粗糙度Ra≤3.2μm；
2)胶合过程；
在聚乙烯PE板的两侧表面上均匀涂覆一层PP胶，然后粘贴镁合金AZ31板，使三层板材初步胶合在一起；
3)施压静置过程；
将初步胶合后的层合板放置在平整的操作台上，在其上均匀施加60～100kN/m2的压力，静置24～48h；
4)轧辊预处理过程；
用丙酮对轧机的轧辊表面进行清理，然后调整轧辊辊缝，使层合板经辊压后能够达到预设的压下量；
5)辊压过程；
将完成施压静置过程的层合板通过轧机辊压成型，在此过程中，PP胶因辊压作用形成高分子粘接膜；
6)辊压后处理过程；
对经过辊压成型后层合板外侧挤压出的PP胶进行清理。
7.如权利要求6所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，其特征在于，所述轧机为立式双辊轧机。
8.如权利要求6所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，其特征在于，所述PP胶的涂覆厚度为0.5～1mm。
9.如权利要求6所述的一种AZ31-PE-AZ31层合板的制备方法，其特征在于，所述压下量为0.3～1mm。
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