專利名稱：一種金屬與非金屬復合板材的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬面復合板型材料，尤指金屬薄板和非金屬纖維 半固化膠片的層壓復合板材。
背景技術：
現有的金屬類復合板材的品種多，都具有不同的缺點。如鋁塑板板 芯材質軟，板面強度低，易劃傷，不耐意外撞擊；ZL97235972.9的"金 屬薄板與玻璃膠布層壓復合裝飾材料"所描述的材料，成型質量較難控 制，平整度偏低，價格相對昂貴；ZL98213436.3的"金屬薄板與非玻纖 膠片復合裝飾材料"所描述的材料，平整度難以保證，剝離強度偏低， 配方雜亂，不利于批量生產。申請專利200810074243.4的"金屬與非金屬 復合板材"，文中部分內容敘述不夠清晰，不夠全面。
發明內容
本發明的目的提供一種便于工業化生產、成本適宜、板面平整度 高、復合界面剝離強度高的金屬與非金屬復合板材。
本發明的技術方案將金屬面板(一張或者二張)的內表面采用物 理或化學方法進行處理，凈化干燥后，涂敷薄薄的一層耐高性能的樹脂 膠(或膠膜)；按熱膨脹系數計算原則I、 II和對稱原則，計算選用的A 膠片、B膠片數量，按一定順序疊合；放置在熱壓層壓機上，采用合適 的熱壓復合工藝， 一次性整體固化成型。
本發明中的金屬面板，是不銹鋼或者銅、鋁、鍍層鋼、涂層鋼、涂 層鋁等的薄板，厚度為0.1-2MM。
金屬面板內表面采用物理或化學方法進行處理，如機械打毛、化學 腐蝕、電化學處理等，目的是使內表面的比表面積擴大，以增加粘結面 積，提高粘結強度；然后凈化、干燥。半固化片中的膠水與金屬面板粘結強度不是很好，本發明中的金屬 面板內表面涂敷高性能樹脂膠(或膠膜)，該膠滲透入經過事先處理的比 表面積擴大了的金屬面板內表面，可確保極高的穩定的粘結強度。該高 性能樹脂膠(或膠膜)的特點常溫及接觸壓力下一般不固化，在較高 的壓力和溫度下固化，具有較高的粘結強度、較好的冷熱穩定性。其品 種包括高性能的聚酯類膠、聚氨酯類膠、環氧類膠、酚醛類膠、環氧 改性膠、酚醛改性膠等等。
本發明中的非金屬纖維的半固化膠片，包括玻纖膠片、化纖布膠片、 紙質膠片、棉麻布膠片、木質膠片、其它無機非金屬材料的膠片。
非金屬纖維半固化片所用的基材分兩類型
1) 、具有熱脹冷縮性質的非金屬纖維，包括紙纖維、棉麻纖維、 木纖維、石棉纖維、巖棉纖維等等，稱為A纖維；具有熱脹冷縮性質的 非金屬纖維的半固化膠片稱為A膠片；A膠片為一種、兩種或者兩種以 上A纖維制成的半固化膠片。
2) 、具有熱縮冷漲性質的非金屬纖維，包括玻璃纖維、化學纖維 (本發明中選取耐高溫的品種)、碳纖維、某些陶瓷纖維等等，稱為B纖
維；具有熱縮冷漲性質的非金屬纖維的半固化膠片稱為B膠片；B膠片 為一種、兩種或者兩種以上B纖維制成的半固化膠片。
本發明中，制作半固化膠片所用的膠水為環氧樹脂、酚醛樹脂、環 氧酚醛、酚醛丁醛、尿醛樹脂、改性環氧樹脂、改性酚醛樹脂等高分子 樹脂膠；膠水中或可添加阻燃劑，或可選用相應的阻燃型高分子樹脂膠。
本發明中，金屬面板可為一張面板，也可為兩張相同的面板，也可 為兩張不同的面板。分三種情況，采用三種不同的計算原則(計算原則
的含義詳見具體實施方式
中)，確定膠片數量、疊合順序
1)、 一張面板時，按照熱膨脹系數計算原則I ，確定A膠片的張數、 B膠片的張數，將金屬面板、A膠片、B膠片依次疊合；2) 、兩張相同面板分別做上下面層時，將金屬面板1、 A膠片和8 膠片的對稱交錯排布層，金屬面板2依次疊合；
3) 、兩張不同面板分別做上下面層時，按照熱膨脹系數計算原則II， 確定A膠片的張數、B膠片的張數，將金屬面板l、 A膠片、B膠片、金 屬面板2依次疊合；
本發明中，將上述方法選取的原料疊合后， 一同放置于熱壓層壓機 上復合，層壓復合的溫度、壓力、時間等工藝參數根據膠片的品種、數 量等確定。
本發明中，無論金屬面板情況，部分A膠片和部分B膠片也可以交 錯疊合。
本發明的復合板材的總厚度為0.4-20MM。 本發明的金屬板外表面，可再覆一層方便揭去的保護膜。 本發明的優點
1)、與單一材質的金屬裝飾材料比較，減少金屬用量、材料性價比 高。2)、與其他類型組合或復合裝飾材料(如泡沫夾心板，鋁塑板等) 比較，比強度高、耐溫性好，應用領域廣泛。3)、與ZL97235972.9,及 ZL98213436.3中的材料比較，平整度高、剝離強度高、適合工業化生產。
圖1，為涂層鋼薄板與兩種非金屬纖維膠片復合前、疊合時的剖面 示意圖。圖中1、保護膜；2、涂層鋼薄板；3、處理過的金屬板內表面； 4、高性能膠膜；5、若干張紙膠片(A膠片)；6、若干張玻纖膠片(B膠 片)。
圖2，為不銹鋼薄板與兩種非金屬纖維膠片復合后的剖面示意圖。 圖中1、保護膜；2、不銹鋼鋼薄板；3、不銹鋼內表面、高性能膠膜、 紙膠片(A膠片)復合界面；4、紙膠片(A膠片)膠合層；5、 A膠片、 B膠片復合界面；6、玻纖膠片(B膠片)膠合層。
具體實施例方式
我們發現
金屬具有熱脹冷縮現象，金屬的熱膨脹系數低于一般的非金屬材料。 一般紙質纖維、棉麻布纖維、木質纖維、大部分無機非金屬材料的
纖維具有熱脹冷縮性質；而玻玻璃纖維、大部分化學纖維、小部分無機
非金屬材料的纖維具有熱縮冷漲性質。非金屬纖維的各自不同的特性也 會相應地傳遞給各自的半固化膠片及其固化后的成品。
各種材料的熱膨脹系數不相同，這就決定了將它們隨意疊合加熱 復合，冷卻后，以及日常使用中隨溫度變化，復合板材會出現嚴重的不 平整、翹曲現象。
那么，經過復雜的熱力學計算設計可知將兩類相反性質的非金屬 纖維的膠片按照合理的比例采用合適的疊合順序復合后，其熱力學性質 (如熱膨脹系數)在一定的溫度區間(比如-20"5(TC狀態下)可以接近 金屬板材。
本發明就是結合上述原理，來解決如何保證多種材料的復合板材平 整度的難題。
具體計算原則如下-
1)、 一張金屬面板時，采用熱膨脹系數計算原則I :
假設A膠片固化后的熱膨脹系數a，厚度Ha; B膠片固化后的熱
膨脹系數b，厚度Hb;金屬面板的熱膨脹系數C，厚度HC;復合板材
總厚度H。
要求復合板材在-20"5(TC的常溫狀態下，基本保持平整，翹曲度
<3%。也即要求在上述溫度范圍內，兩種膠片復合固化后的熱膨脹系
數接近金屬面板的熱膨脹系數。
步驟根據數值a、 b、 c、 Hc、 H，確定Ha、 Hb的數值，再由單 張膠片的厚度，從而獲知各自可以選用的張數。將金屬面板、A膠片、B
7膠片依次疊合。
2) 、兩張不同的金屬面板時，采用熱膨脹系數計算原則II:
假設A膠片固化后的熱膨脹系數a，厚度Ha; B膠片固化后的熱
膨脹系數b，厚度Hb;金屬面板l的熱膨脹系數Cl，厚度HC1;金屬面
板2的熱膨脹系數c2，厚度Hc2;復合板材總厚度H。
要求復合板材在-20—5(TC的常溫狀態下，基本保持平整，翹曲度 <3%。也即要求在上述溫度范圍內，兩種膠片復合固化后的熱膨脹系
數能夠與兩張金屬面板的熱膨脹系數協調，保證復合板材上下部分熱脹 冷縮基本一致。
步驟根據數值a、 b、 cl、 c2、 Hcl、 Hc2、 H，確定Ha、 Hb的數值
關系，再由單張膠片的厚度，獲知各自可以選用的張數。將金屬面板l、 A膠片、B膠片，金屬面板2依次疊合。
3) 、兩張相同的金屬面板時，采用對稱原則
要求以中間層為基準，兩類型膠片的排布順序可以任意交錯，但
要保證上下對稱，因為對稱結構一般能保證復合板材有較好的平整度。
步驟A膠片和B膠片的數量可以任意選取，將金屬面板l、 A膠片 和B膠片的對稱交錯排布層、金屬面板2依次疊合；
采用上述計算原則獲知，下列品種、數量的材料是一種比較合適的
選擇
如圖l所示，將一張厚度為0.3MM的內表面經過化學腐蝕清洗干燥 的涂層鋼薄板，高性能環氧膠膜，0.2MM厚的紙質阻燃酚醛膠片(A膠 片)8張，0.18MM厚的玻纖阻燃環氧膠片(B膠片)5張，依次疊合；置于 層壓機的模板內，按照熱壓層壓工藝，控制一定溫度、壓力、時間，復 合固化，取出后裁去毛邊，金屬表面在覆膜機上覆保護膜即成。
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權利要求
1、一種金屬與非金屬復合板材，由金屬面板和非金屬纖維的半固化膠片在層壓機上復合而成，其特征在于金屬面板內表面經過處理，使得比表面積擴大；內表面涂敷薄薄的一層高性能的樹脂膠；金屬面板為一張面板，或者兩張相同的面板，或者兩張不同的面板一張面板時，按照熱膨脹系數計算原則I，確定A膠片的張數、B膠片的張數，將金屬面板、A膠片、B膠片依次疊合；兩張相同面板分別做上下面層時，將金屬面板1、A膠片和B膠片的對稱交錯排布層、金屬面板2依次疊合；兩張不同面板分別做上下面層時，按照熱膨脹系數計算原則II，確定A膠片的張數、B膠片的張數，將金屬面板1、A膠片、B膠片、金屬面板2依次疊合；疊合后，放置在熱壓層壓機上，采用熱壓復合工藝，一次性整體固化成型；復合板材總的厚度為0.4-20MM。
2、 根據權利要求1所述的一種金屬與非金屬復合板材，其特征在于 金屬面板為不銹鋼或者銅、鋁、鍍層鋼、涂層鋼、涂層鋁的薄板，厚度為0,l-2MM。
3、 根據權利要求1所述的一種金屬與非金屬復合板材，其特征在于 金屬面板內表面涂敷的高性能樹脂膠是改性環氧膠或改性酚醛膠。
4、 根據權利要求1所述的一種金屬與非金屬復合板材，其特征在于A膠片所用的A纖維為紙纖維，或者棉麻纖維、木纖維、石棉纖維、 巖棉纖維；B膠片所用的B纖維為玻璃纖維，或者耐高溫的化學纖維、碳纖維、 陶瓷纖維；.兩類型膠片所用的膠水為環氧樹脂，或者酚醛樹脂、環氧酚醛樹脂、 酚醛丁醛樹脂、尿醛樹脂、改性環氧樹脂、改性酚醛樹脂；膠水中或添加阻燃劑，或直接選用相應的阻燃型高分子樹脂膠。
5、 根據權利要求1所述的一種金屬與非金屬復合板材，其特征在于: A膠片為兩種或者兩種以上不同的A纖維的半固化膠片。
6、 根據權利要求1所述的一種金屬與非金屬復合板材，其特征在于: .B膠片為兩種或者兩種以上不同的B纖維的半固化膠片。
7、 根據權利要求1和5、 6中所述的一種金屬與非金屬復合板材， 其特征在于部分A膠片與部分B膠片交錯疊合。
全文摘要
一種金屬與非金屬復合板材，由金屬面板和A膠片、B膠片在熱壓層壓機上復合而成。其金屬面板內表面比表面積擴大，內表面涂敷薄薄一層高性能的樹脂膠，與若干張A膠片、B膠片按照合適的順序疊合后，一同放置在熱壓層壓機上，采用合適的復合工藝，一次性整體固化成型。該復合板材性價比高，耐溫性好，平整度高，應用領域廣泛。
文檔編號B32B7/12GK101497253SQ20091000289
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月23日 優先權日2008年2月2日
發明者躍 徐 申請人:躍 徐