一种纤维金属层合板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纤维金属层合板领域，公开了一种纤维金属层合板及其制备方法。本发明专利技术的纤维金属层合板包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维层，所述树脂粘结层和纤维层之间包埋有短切纤维，且所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。根据本发明专利技术的纤维金属层合板，其金属层与纤维布之间的结合力较强。

Fiber metal laminated plate and preparation method thereof

The invention relates to the field of fiber metal laminated plates, and discloses a fiber metal laminated plate and a preparation method thereof. Fiber metal laminates of the present invention includes sequentially stacked metal layer, a resin bonding layer and fiber layer, with short cut fiber embedded between the resin bonding layer and fiber layer, and the short fiber length of 50 m above and below 2mm. According to the inventive fiber metal laminate, the bonding force between the metal layer and the fiber cloth is stronger.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维金属层合板及其制备方法
本专利技术涉及一种纤维金属层合板及其制备方法。
技术介绍
铝合金材料具有较低密度和较高的强度和抗冲击性能，并且具有良好的可加工性成本也较为低廉。因此自从二十世纪三十年代初就被广泛应用于航空航天领域。然而铝合金材料具有一些局限性例如较低的疲劳寿命和抗腐蚀性能限制了其进一步的应用价值。而二十世纪四五十年代专利技术的玻璃纤维和碳纤维复合材料具有很高的比强度和比刚度，并且具有良好的疲劳特性和耐腐蚀性，然而这种层叠复合材料面外横向强度和抗冲击性能较差，并且层间结合面容易产生脱层。为了同时克服铝合金材料和纤维复合材料存在的一些缺点，在二十世纪七十年代末，由荷兰代尔夫特理工大学研制出了金属材料与纤维复合的纤维金属层合板材料，即纤维金属层合板。纤维金属层合板是一类新型的混杂增强结构复合材料，国际上统称为FML(Fiber-MetalLaminate)层合板，其典型代表是铝合金-芳纶纤维叠层复合材料层合板，国际上称为ARALL(ARAamid-AluminumLaminate)，以及铝合金-玻璃纤维叠层复合材料层合板，国际上称为GLARE(GLAss-Reinforcealuminum)。参考文献(Vogelesang,L.,DevelopmentofaNewHybridMaterial(ARALL)forAircraftStructure,Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Dev.,1983,pp.492-496)和美国专利技术专利(US5039571，US5547735和US5219629)都详细研究了FML叠层复合材料层合板的制备方法，力学性能及优点和潜在的应用领域。目前，GLARE已大面积地应用在A380飞机的上机身壳体结构上，是A380飞机材料技术的一个显著的创新点。纤维金属层合板结合了金属与纤维复合材料的优点，并克服了其大部分的缺点，是一种在航空航天、军事、汽车等高科技领域有巨大应用前景的结构材料。虽然纤维金属层合板具有一系列优异的性能，但是其金属层与纤维布之间的结合力较弱。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中的纤维金属层合板内金属层与纤维布之间的结合力弱的问题，提供一种金属层与纤维布之间的结合力较强的纤维金属层合板及其制备方法。本专利技术提供了一种纤维金属层合板，其中，该纤维金属层合板包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维层，所述树脂粘结层和纤维层之间包埋有短切纤维，且所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。本专利技术还提供了上述纤维金属层合板的制备方法，该方法包括：在金属层的表面涂布由含有热固化性粘结剂树脂及短切纤维的树脂组合物形成的粘结剂，将预浸纤维布与金属层层叠，使金属层上具有粘结剂的表面朝向预浸纤维布，然后进行热压使预浸纤维布和金属层结合为一体，其中，所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。根据本专利技术的纤维金属层合板，其金属层与纤维布之间的结合力强。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的纤维金属层包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维层，所述树脂粘结层和纤维层之间包埋有短切纤维，且所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。根据本专利技术，为进一步提高金属层与纤维层之间的结合力，优选所述短切纤维的长度为75μm-1mm。另外，在本专利技术中，所述短切纤维的直径可以在较大范围内变动，优选情况下，所述短切纤维的截面直径为0.5-20μm，更优选为1-10μm。在本专利技术中，优选所述短切纤维采用玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种。在本专利技术中，对于所述纤维层没有特殊限制，其材质可以为常规的各种，例如，所述纤维层可以为玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种编织而成的纤维布。本专利技术中，对于上述纤维层的单位面积质量没有特殊限制，具体可以在较大范围内变动，优选情况下，所述纤维层的单位面积质量为50-650g/cm2，更优选为150-300g/cm2。上述树脂粘结层可以为由含有热固化性粘结剂树脂及短切纤维的树脂组合物固化而得到层。作为所述热固化性粘结剂树脂优选为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、苯丙噁嗪树脂、酚醛树脂、尿素树脂和三聚氰胺树脂中一种或多种。优选为环氧树脂。优选地，所述树脂组合物还含有活性稀释剂。更优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有10-55重量份的所述活性稀释剂；进一步优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有13-53重量份的所述活性稀释剂。所述活性稀释剂用于溶解和分散成膜物质，具有在涂料成膜过程中参与成膜反应，形成不发挥组分留在涂膜中的作用。作为上述所述活性稀释剂优选为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和烷基多缩水甘油醚中的一种或多种。从降低粘度效果更优，对纤维预浸效果更好的方面来考虑，更优选所述活性稀释剂为丁基缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和烷基多缩水甘油醚中的一种或多种。具体地，作为所述活性稀释剂可以使用江苏三木集团有限公司的型号为SM678的活性稀释剂(成分为新戊二醇二缩水甘油醚)。根据本专利技术，优选地，所述树脂组合物还含有固化剂。更优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有1-55重量份的所述固化剂；进一步优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有2-50重量份的所述固化剂。作为所述固化剂可以为本领域常用的各种用于固化的固化剂。优选为二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、二氨基二苯基砜己二酸二酰肼、双氰胺、三乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二乙氨基丙胺、孟烷二胺、异佛尔酮二胺、N-氨乙基哌嗪、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和双(4-胺基环己基)甲烷中的一种或多种。更优选为双氰胺。根据本专利技术，优选地，所述树脂组合物还可以含有固化促进剂。更优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有0-10重量份的所述固化促进剂；进一步优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有0.9-8.8重量份的所述固化促进剂。作为所述固化促进剂可以本领域常用的各种固化促进剂。例如可以为有机胍类化合物、咪唑类化合物和脲类化合物中的一种或多种；优选为咪唑类化合物；更优选为1-甲基咪唑。根据本专利技术，优选地，所述树脂组合物还可以含有消泡剂、流平剂和润湿剂中的一种或多种。优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，所述泡剂、流平剂和润湿剂的含量分别为0-12重量份，更优选为1.5-11重量份。作为所述消泡剂、流平剂和润湿剂可以本领域常用的各种消泡剂、流平剂和润湿剂。优选地，所述消泡剂为聚丙烯酸-聚醚共聚物消泡剂、有机硅类消泡剂、有机改性聚硅氧烷消泡剂和氟硅氧烷消泡剂中的一种或多种；所述流平剂为丙烯酸酯、聚醚硅氧烷共聚物和有机改性聚硅氧烷中的一种或多种；所述润湿剂为非离子有机表面活性剂。具体地，作为所述消泡剂可以使用DEGOAirex932消泡剂(氟硅氧烷消泡剂)另外，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维金属层合板，其特征在于，该纤维金属层合板包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维层，所述树脂粘结层和纤维层之间包埋有短切纤维，且所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。

【技术特征摘要】
1.一种纤维金属层合板，其特征在于，该纤维金属层合板包括依次层叠的金属层、树脂粘结层和纤维层，所述树脂粘结层和纤维层之间包埋有短切纤维，且所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。2.根据权利要求1所述的纤维金属层合板，其中，所述短切纤维的长度为75μm-1mm；优选地，所述短切纤维的截面直径为0.5-20μm；更优选地，所述短切纤维的截面直径为1-10μm。3.根据权利要求1所述的纤维金属层合板，其中，所述短切纤维选自玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维金属层合板，其中，所述纤维层为玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种或多种编织而成的纤维布；优选地，所述纤维层的单位面积质量为50-650g/m2。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维金属层合板，其中，树脂粘结层为由含有热固化性粘结剂树脂及短切纤维的树脂组合物固化而得到层；优选地，所述树脂粘结层的厚度为0.02-0.5mm。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维金属层合板，其中，所述金属层选自铝合金板、钛合金板和钢板中的一种；优选地，所述金属层的厚度为0.1-3mm。7.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维金属层合板，其中，所述短切纤维表面包覆有硅烷偶联剂。8.一种纤维金属层合板的制备方法，其特征在于，该方法包括：在金属层的表面涂布由含有热固化性粘结剂树脂及短切纤维的树脂组合物形成的粘结剂，将预浸纤维布与金属层层叠，使金属层上具有粘结剂的表面朝向预浸纤维布，然后进行热压使预浸纤维布和金属层结合为一体，其中，所述短切纤维的长度为50μm以上且为2mm以下。9.根据权利要求8所述的方法，其中，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有5-50重量份的所述短切纤维；优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有8-38重量份的所述短切纤维。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述树脂组合物还含有活性稀释剂，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有10-55重量份的所述活性稀释剂；优选地，相对于100重量份的固化性粘结剂树脂，含有13-53重量份的所述活性稀释剂；更优选地，所述活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛定文，崔静娜，罗文海，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44