CN109747257A - 陶瓷涂装复合板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种陶瓷涂装复合板，包括：夹芯层；上蒙皮层，位于夹芯层之上，并且通过第一胶膜层胶接至夹芯层；下蒙皮层，位于夹芯层之下，并且通过第二胶膜层胶接至夹芯层；以及陶瓷涂层，涂布至上蒙皮层上。本公开还提供了一种陶瓷涂装复合板的制备方法，包括：根据产品性能要求及工况选择合适的上蒙皮层、第一胶膜层、夹芯层、第二胶膜层及下蒙皮层，并且根据产品的尺寸要求进行裁切；将各层依次铺设至模具中进行复合成型来生成复合成型的复合板；以及将复合成型的复合板进行纳米陶瓷材料的喷涂，以生成陶瓷涂装复合板。

Description

陶瓷涂装复合板及其制备方法

技术领域

本公开涉及一种陶瓷涂装复合板及其制备方法。

背景技术

复合材料因其优异的性能而被广泛应用于航空航天、轨道交通、船艇、汽车等领域。随着复合材料行业的发展及技术的进步，复合材料的应用也越来越广泛，同时对其特殊性能也提出了更高的要求。目前一般是复合材料初步成型后，对其进行打磨、喷漆涂装处理或粘贴装饰膜，修饰完成后再进行产品交付。装饰膜在使用过程中遭到损坏后不易更换；一般油漆、涂料容易对环境造成一定的影响，同时其仅仅只能起到装饰作用而不易进行涂装表面功能化。

利用纳米技术开发的纳米复合陶瓷涂料，使得材料的功能性增强，如防火阻燃性、隔热保温性、绝缘防腐性、自洁耐污性、耐高温性、抗划耐磨损性及耐候性等。材料的强度、韧性大幅提高。纳米陶瓷涂料具有特殊的物理化学性能，使得涂层在功能保护方面呈现了常规材料所不具备的特性，同时其无毒环保。

纤维复合材料具有高强度、耐腐蚀、质量轻等特性因而其纤维复合板有着较广的应用。另外，夹层复合材料在有效减重、降低腐蚀、改善噪声、阻尼减震等众多方面有着无与伦比的优势。采用纳米复合陶瓷涂料对纤维复合板、夹层复合板直接进行涂装，无需打磨处理，同时可改善一般油漆、涂料等环境的影响，还可有效改善复合板表面装饰效果，尤其是表面特性；此外其在使用过程中如有损坏脱落，还可直接对其进行修复。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种陶瓷涂装复合板。

根据本公开的一个方面，一种陶瓷涂装复合板，包括：夹芯层；上蒙皮层，所述上蒙皮层位于所述夹芯层之上，并且通过第一胶膜层胶接至所述夹芯层；下蒙皮层，所述下蒙皮层位于所述夹芯层之下，并且通过第二胶膜层胶接至所述夹芯层；以及陶瓷涂层，所述陶瓷涂层涂布至所述上蒙皮层上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述陶瓷涂层为高温隔热型陶瓷涂层、透明耐磨型陶瓷涂层、防水隔热型陶瓷涂层或耐磨疏水型陶瓷涂层，并且所述陶瓷涂层涂布至所述复合板的可视面上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述夹芯层为蜂窝、泡沫或轻木；所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为铝板、预浸料或短纤毡类复合材料；以及所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为环氧结构胶或者环氧胶膜。

根据本公开的至少一个实施方式，所述夹芯层为芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝、PMI泡沫、PET泡沫或巴沙木；所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为玻纤环氧、碳纤环氧或玻纤酚醛的预浸料，或碳纤或玻纤；以及所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为室温固化环氧结构胶或中温固化环氧胶膜。

根据本公开的另一方面，一种陶瓷涂装复合板的制备方法，包括：根据产品性能要求及工况选择合适的上蒙皮层、第一胶膜层、夹芯层、第二胶膜层及下蒙皮层，并且根据产品的尺寸要求进行裁切；将所述下蒙皮层、第二胶膜层、夹芯层、第一胶膜层及上蒙皮层依次铺设至模具中进行复合成型来生成复合成型的复合板；以及将复合成型的复合板进行纳米陶瓷材料的喷涂，以生成陶瓷涂装复合板。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括：固化步骤，在生成所述复合成型的复合板之后，对生成的复合板进行固化；以及将固化后的复合板从模具中取出，置于涂装工作台上，之后进行纳米陶瓷材料的喷涂。

根据本公开的至少一个实施方式，还包括：在烘箱中，以预定温度对喷涂后的复合板进行定型处理。

根据本公开的至少一个实施方式，所述陶瓷涂层为高温隔热型陶瓷涂层、透明耐磨型陶瓷涂层、防水隔热型陶瓷涂层或耐磨疏水型陶瓷涂层，并且所述陶瓷涂层涂布至所述复合板的可视面上。

根据本公开的至少一个实施方式，所述夹芯层为蜂窝、泡沫或轻木；所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为铝板、预浸料或短纤毡类复合材料；以及所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为环氧结构胶或者环氧胶膜。

根据本公开的至少一个实施方式，所述夹芯层为芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝、PMI泡沫、PET泡沫或巴沙木；所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为玻纤环氧、碳纤环氧或玻纤酚醛的预浸料，或碳纤或玻纤的SMC料；以及所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为室温固化环氧结构胶或中温固化环氧胶膜。。

在本公开中，针对复合板可视面进行功能化涂装，增强复合板功能特性,同时降低环境污染。采用纳米复合陶瓷涂料，使得复合板表面在功能保护方面呈现了常规材料所不具备的特性，同时其无毒环保。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开一个实施方式的陶瓷涂装复合板的结构示意图。

图2是根据本公开一个实施方式的陶瓷涂装复合板的制备方法的流程示意图。

图3是根据本公开一个实施方式的陶瓷涂装复合板的制备示意图。

图4是根据本公开一个实施方式的陶瓷涂装复合板的制备示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的陶瓷涂装复合板，包括夹芯层1、胶膜层2、上蒙皮层3、下蒙皮层4及陶瓷涂层5。

夹芯层1可以为蜂窝材料。例如：芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝或玻璃钢蜂窝的至少一种。

第一胶膜层2位于夹芯层1之上而第二胶膜层2则位于夹芯层1之下。第一和第二胶膜层2可以为环氧结构胶或者环氧胶膜，例如可以为室温固化环氧结构胶、中温固化环氧胶膜等中的至少一种。

第一胶膜层2位于上蒙皮层3与夹芯层1之间，这样，通过第一胶膜层2将上蒙皮层3与夹芯层1胶接在一起。上蒙皮层3可以为预浸料或短纤毡类复合材料，如:玻纤环氧、碳纤环氧、玻纤酚醛等预浸料，或碳纤、玻纤的SMC料等材料中的至少一种。

第二胶膜层2位于下蒙皮层4与夹芯层1之间，这样，通过第二胶膜层2将下蒙皮层4与夹芯层1胶接在一起。下蒙皮层4可以为铝板、预浸料或短纤毡类复合材料，如:玻纤环氧、碳纤环氧、玻纤酚醛等预浸料，或碳纤、玻纤SMC料等材料中的至少一种。

陶瓷涂层5涂覆至上蒙皮层3，在复合板的可视面上涂布陶瓷涂层5。其中陶瓷涂层5可以为纳米复合陶瓷涂层，其可以根据实际性能来进行选择，例如根据高温隔热、透明耐磨、防水隔热、耐磨疏水等来进行选择。

此外，本领域的技术人员应当理解，复合板可以是平板，也可是其他曲面异型板。复合板的形状、厚度等可根据实际需要进行选择。

根据本公开的一个方面，还提供了一种陶瓷涂装复合板的制备方法。

如图2所示，该方法包括：步骤S1，裁切；步骤S2，复合成型；步骤S3，固化；以及步骤S4，喷涂。

步骤S1中，根据产品性能要求及工况选择合适的蒙皮层3、4、胶膜层2及夹芯层1等材料的规格型号，并按照产品尺寸及数量要求分别进行裁切。

其中，夹芯层1可以为蜂窝材料。例如：芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝或玻璃钢蜂窝的至少一种。第一和第二胶膜层2可以为环氧结构胶或者环氧胶膜，例如可以为室温固化环氧结构胶、中温固化环氧胶膜等胶黏剂中的至少一种。上蒙皮层3和下蒙皮层4可以为预浸料或短纤毡类复合材料，如:玻纤环氧、碳纤环氧、玻纤酚醛等预浸料，或碳纤、玻纤等SMC料等材料中的至少一种。所述步骤S1中使用的材料除了蒙皮层、胶膜层、夹芯层之外，还可以使用其他辅助材料，如：真空袋、密封胶等辅助材料。另外裁切工序可采用切割设备自动裁切。

步骤S2中，将裁切好的材料依次铺贴于在模具中进行复合成型。图3中示出了复合成型时的结构框图。其中，将上蒙皮层3、第一胶膜层2、夹芯层1、第二胶膜层2及下蒙皮层4按顺序放置至模具10中。在本公开的一个实施方式中，所述步骤S2中铺贴可采用设备自动铺层。所述步骤S2中的模具可以是金属模具、玻璃钢模具或其他材料类模具。

步骤S3中，固化复合成型的复合板，可以根据实际需要选择合适的成型工艺，如：热压、真空袋压、热压罐等共固化或二次固化复合成型技术工艺。

并且，上述方法还可以包括步骤：在复合成型及固化后将复合板取出，这时的复合板可以是平板、也可是其他异型板，并且形状、厚度等可根据实际需要进行选择。并且将取出的复合板置于涂装工作台上。涂装工作台可根据具体产品大小和涂装需求进行调节或临时搭建。

在步骤S4中，对复合板进行纳米复合陶瓷涂装。所述步骤S4中的纳米复合陶瓷可根据实际性能需要进行选择，如：高温隔热、透明耐磨、防水隔热、耐磨疏水等。所述步骤S4中的喷涂可根据实际需要选择合适的涂装工具及涂装工艺。

如图4所示，通过喷涂装置6来对复合板的可视面喷涂纳米复合陶瓷涂料。

根据本公开的一个实施方式，还可以对喷涂后的复合板进行后处理。后处理可以为80℃，30min条件下对蜂窝复合板进行定型处理。

下面，将结合实施例对本公开了进一步说明。

实施例1：以陶瓷涂装玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板为实施例

选择纤维面密度为300±10g/m²，树脂含量为40±3％的玻纤酚醛预浸料作为蒙皮材料，选择孔格尺寸为4.8mm、密度为48kg/m³、厚度为10mm的过拉伸芳纶纸蜂窝作为芯材，选择室温固化双组份环氧结构胶作为胶膜层。按照300mm*300mm的尺寸分别裁切4片玻纤环氧预浸料、1片芳纶纸蜂窝。

首先将2层玻纤酚醛预浸料分别铺贴在两对涂有脱模剂的钢化玻璃中，然后放置于热压机上，在130℃、0.7MPa、60min条件下进行热压固化成型，取出后对玻纤酚醛固化片进行胶界面打磨、清洁、涂胶。完成后将涂有胶黏剂的固化片、芳纶纸蜂窝、涂有胶黏剂的固化片依次铺贴在一对弧形铝模中并放置于热压机上在60℃、0.1MPa、60min条件下进行复合固化成型。

固化完成后，将玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板取出。

将玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板置于涂装工作台上并固定。

选用透明耐磨型的纳米复合陶瓷对玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板进行涂装。

将涂装好的玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板放置于烘箱中在80℃、30min条件下进行定型处理。

处理完成后，最终得到一种陶瓷涂装玻纤酚醛芳纶纸蜂窝复合板。

实施例2：以陶瓷涂装玻纤环氧铝蜂窝复合板为实施例

选择纤维面密度为295±10g/m²，树脂含量为45±3％的玻纤环氧预浸料作为面层材料，选择铝箔厚度为50um、标称孔格长度为2.7mm、密度为70kg/m3、厚度为10mm的铝蜂窝作为芯材，选择使用厚度为0.3mm的环氧胶膜。

按照300mm*300mm的尺寸分别裁切4片玻纤环氧预浸料、1片铝蜂窝、2片环氧胶膜。

依次将2层玻纤环氧预浸料、1层胶膜、1片铝蜂窝、1层胶膜、2层玻纤环氧预浸料依次铺贴在一对涂有脱模剂的钢化玻璃片中，放置于热压机上，在130℃、0.6MPa、20min条件下进行热压复合成型。

固化完成后，将玻纤环氧铝蜂窝复合板取出。

将玻纤环氧铝蜂窝复合板置于涂装工作台上并固定。

选用耐磨疏水型的纳米复合陶瓷对玻纤环氧铝蜂窝复合板进行涂装。

将涂装好的玻纤环氧铝蜂窝复合板放置于烘箱中在80℃，30min条件下进行后处理。

处理完成后，最终得到一种陶瓷涂装玻纤环氧铝蜂窝复合板。

实施例3：以陶瓷涂装碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板为实施例

选择纤维面密度为200±15g/m²，树脂含量为45±3％的碳纤环氧预浸料作为面层材料；选择孔格尺寸为4.8mm、密度为48kg/m3、厚度为10mm的芳纶纸蜂窝作为芯材。选择使用厚度为0.3mm的环氧胶膜；选择使用耐180℃的真空袋；选择耐180℃的密封条；选择常规用的脱模布、有空隔离膜、透气毡、真空嘴等。

按照500mm*500mm的尺寸分别裁切4片碳纤环氧预浸料、1片蜂窝、2片环氧胶膜、1片真空袋、1片脱模布、1片有空隔离膜、1片透气毡、1卷密封条。

依次将2层碳纤环氧预浸料、1层胶膜、1片蜂窝、1层胶膜、2层碳纤环氧预浸料、1层脱模布、1层有空隔离膜、1层透气毡、1层真空袋依次铺贴在铺有可剥布的殷钢模具上，四周用密封条将真空袋密封，将一对真空抽嘴放置在模具边角位置，完成后进行室温抽真空，经检查无漏气后置于热压罐中，在0.3Mpa、140℃、30min条件下进行复合成型。

固化完成后，将碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板取出。

将碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板置于涂装工作台上并固定。

选用耐磨耐高温型的纳米复合陶瓷对碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板进行涂装。

对涂装好的碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板放置于烘箱中在80℃、30min条件下进行后处理。

处理完成后，最终得到一种陶瓷涂装碳纤环氧芳纶纸蜂窝复合板。

本公开提出了一种陶瓷涂装复合板及其制备方法，包括：根据产品性能要求及工况选择合适材料，并按要求进行裁切；之后将裁切好的材料放入模具中进行复合成型；成型后将复合板置于涂装工作台上；然后对其进行纳米复合陶瓷喷涂；涂装完成后进行适当后处理；最终即可得到一种陶瓷涂装复合板。通过本公开的技术方案，有效解决了一般油漆、涂料等对环境的影响，并减少了涂装前需对复合材料进行打磨处理的问题，缩减工序提高效率降低成本。同时有效改善了复合板表面装饰效果，尤其是表面功能特性；此外其在使用过程中如有损坏脱落，还可直接对其进行修复，操作方便快捷。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种陶瓷涂装复合板，其特征在于，包括：

夹芯层；

上蒙皮层，所述上蒙皮层位于所述夹芯层之上，并且通过第一胶膜层胶接至所述夹芯层；

下蒙皮层，所述下蒙皮层位于所述夹芯层之下，并且通过第二胶膜层胶接至所述夹芯层；以及

陶瓷涂层，所述陶瓷涂层涂布至所述上蒙皮层上。

2.如权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述陶瓷涂层为高温隔热型陶瓷涂层、透明耐磨型陶瓷涂层、防水隔热型陶瓷涂层或耐磨疏水型陶瓷涂层，并且所述陶瓷涂层涂布至所述复合板的可视面上。

3.如权利要求1或2所述的复合板，其特征在于，

所述夹芯层为蜂窝、泡沫或轻木；

所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为铝板、预浸料或短纤毡类复合材料；以及

所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为环氧结构胶或者环氧胶膜。

4.如权利要求3所述的复合板，其特征在于，

所述夹芯层为芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝、PM I泡沫、PET泡沫或巴沙木；

所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为玻纤环氧、碳纤环氧或玻纤酚醛的预浸料，或碳纤或玻纤；以及

所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为室温固化环氧结构胶或中温固化环氧胶膜。

5.一种陶瓷涂装复合板的制备方法，其特征在于，包括：

根据产品性能要求及工况选择合适的上蒙皮层、第一胶膜层、夹芯层、第二胶膜层及下蒙皮层，并且根据产品的尺寸要求进行裁切；

将所述下蒙皮层、第二胶膜层、夹芯层、第一胶膜层及上蒙皮层依次铺设至模具中进行复合成型来生成复合成型的复合板；以及

将复合成型的复合板进行纳米陶瓷材料的喷涂，以生成陶瓷涂装复合板。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括：

固化步骤，在生成所述复合成型的复合板之后，对生成的复合板进行固化；以及

将固化后的复合板从模具中取出，置于涂装工作台上，之后进行纳米陶瓷材料的喷涂。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，还包括：

在烘箱中，以预定温度对喷涂后的复合板进行定型处理。

8.如权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷涂层为高温隔热型陶瓷涂层、透明耐磨型陶瓷涂层、防水隔热型陶瓷涂层或耐磨疏水型陶瓷涂层，并且所述陶瓷涂层涂布至所述复合板的可视面上。

9.如权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，

所述夹芯层为蜂窝、泡沫或轻木；

所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为铝板、预浸料或短纤毡类复合材料；以及

所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为环氧结构胶或者环氧胶膜。

10.如权利要求5至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，

所述夹芯层为芳纶纸蜂窝、铝蜂窝、聚酰亚胺蜂窝、PM I泡沫、PET泡沫或巴沙木；

所述上蒙皮层及所述下蒙皮层为玻纤环氧、碳纤环氧或玻纤酚醛的预浸料，或碳纤或玻纤；以及

所述第一胶膜层及所述第二胶膜层为室温固化环氧结构胶或中温固化环氧胶膜。