彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板的製作方法

2023-04-30 18:43:01 1

彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板。該彩鋼複合板包括金屬基板，其中，彩鋼複合板還包括覆於金屬基板一側表面上的樹脂複合層，樹脂複合層的材料包括樹脂基材和增強纖維。該彩鋼複合板中，相比於金屬基板，樹脂複合層本身具有較高的韌性，其抗衝擊性能也較高，在金屬基板的上表面上覆上一層樹脂複合層，能夠改善金屬基板的抗衝擊性能，得到具有較高抗衝擊強度的彩鋼複合板。同時，由於樹脂複合層具有較高的韌性，還能夠改善金屬基板的彎曲強度。另外，增強纖維還能夠起到增強的作用，使彩鋼複合板具有更好的使用性能。
【專利說明】彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板

【技術領域】
[0001] 本發明涉及彩鋼板製備領域，具體而言，涉及一種彩鋼複合板、其製備方法及包括 其的彩鋼夾芯板。

【背景技術】
[0002] 隨著科技的進步、人們環境意識的增強和人民生活水平的提高，彩鋼板越來越受 到各行各業的推崇，彩鋼板也顯示出強大的生命力和廣闊的市場前景。目前，彩鋼板廣泛用 於建築、家電和交通運輸等行業，在建築業方面主要用於鋼結構廠房、機場、庫房和冷凍等 工業及商業建築的屋頂牆面和門等。
[0003] 現有的彩鋼板是一類通過將有機塗料連續塗覆於鋼板基層上，經烘烤固化而形成 的金屬板材。通常而言，彩鋼板中的鋼板基材厚度較薄，大約在0.2?2_。正是由於其厚 度較薄，使得彩鋼板的抗衝擊性能較差。另外，現有的彩鋼板抗腐蝕性能較差。多方面的因 素使得彩鋼板的壽命較短，也嚴重限制了彩鋼板的大範圍應用。


【發明內容】

[0004] 本發明旨在提供一種彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板，以解決現 有技術中彩鋼板抗衝擊性能較差的問題。
[0005] 為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種彩鋼複合板，包括金屬基 板，其中，彩鋼複合板還包括覆於金屬基板一側表面上的樹脂複合層，樹脂複合層的材料包 括樹脂基材和增強纖維。
[0006] 進一步地，樹脂複合層的材料按重量份計包括：50?80份的樹脂基材和20?50 份的增強纖維。
[0007] 進一步地，樹脂基體為酚醛樹脂，增強纖維為玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、玄武 巖纖維、碳纖維或酚醛纖維。
[0008] 進一步地，樹脂複合層的材料按重量份計還包括：4?8份的固化催化劑、1?15 份的增韌劑、〇. 5?5份的表面活性劑和0. 5?5份的阻燃劑。
[0009] 進一步地，固化催化劑為甲基苯磺酸、磷酸苯酯或磷酸，增韌劑為聚丙烯醇或聚乙 烯醇，表面活性劑為矽烷偶聯劑或十二烷基苯磺酸鈉，阻燃劑為四溴雙酚A、對溴代苯甲醛、 三（2-氯乙基）磷酸酯、磷酸銨、二苯甲酚磷酸酯、紅磷、三聚氰胺、脲、二氰二胺、硼酸或硼 酸鹽。
[0010] 根據本發明的另一方面，提供了一種彩鋼複合板的製備方法，其包括以下步驟： S1、提供金屬基板；S2、在金屬基板的一側表面上形成含有樹脂基材和增強纖維的樹脂複合 層，得到彩鋼複合板。
[0011] 進一步地，步驟S1中，將可選的固化催化劑、可選的增韌劑、可選的表面活性劑和 可選的阻燃劑加至酚醛樹脂膠液，得到待固化膠液；步驟S2中，將增強纖維在待固化膠液 中浸漬，得到浸漬纖維，將浸漬纖維鋪設於金屬基板上表面上，經固化，得到彩鋼複合板。
[0012] 進一步地，步驟S1中，將可選的固化催化劑、可選的增韌劑、可選的表面活性劑和 可選的阻燃劑加至酚醛樹脂膠液，得到待固化膠液；步驟S2中，將增強纖維編制形成纖維 布，並將纖維布鋪設於金屬基板上表面上，然後向金屬基板上的纖維布注入待固化膠液，經 固化，得到彩鋼複合板。
[0013] 根據本發明的另一方面，還提供了一種彩鋼夾芯板，包括第一彩鋼板、第二彩鋼板 和位於第一彩鋼板與第二彩鋼板之間的夾芯層，其中，第一彩鋼板和第二彩鋼板為上述的 彩鋼複合板，且第一彩鋼板和第二彩鋼板中的樹脂複合層均與夾芯層接觸。
[0014] 進一步地，夾芯層包括二氧化矽氣凝膠基體，二氧化矽氣凝膠基體包括二氧化矽 氣凝膠和混合在二氧化矽氣凝膠中的基體增強材料。
[0015] 進一步地，夾芯層中，二氧化矽氣凝膠基體與基體增強材料之間的重量比為50? 70:5?15 ;優選基體增強材料為1?50mm的玻璃纖維或石英纖維。
[0016] 進一步地，夾芯層還包括紅外遮光劑，優選紅外遮光劑為二氧化鈦或碳化矽，更 優選二氧化矽氣凝膠基體、基體增強材料與紅外遮光劑之間的重量比為50?70:5? 15:10 ?30。
[0017] 進一步地，夾芯層還包括設置在二氧化矽氣凝膠基體中的Z向增強材料。
[0018] 進一步地，Z向增強材料為設置在二氧化矽氣凝膠基體中，並沿夾芯層的Z向延伸 的Z向增強纖維或Z向增強纖維柱，Z向增強纖維柱包括增強纖維芯層和包覆在增強纖維 芯層表面的樹脂層；優選二氧化矽氣凝膠基體中包括平行排列的多個沿Z向延伸的Z向增 強纖維或Z向增強纖維柱；Z向增強材料為設置在二氧化矽氣凝膠基體中的蜂窩芯子，優選 蜂窩芯子的蜂窩壁沿夾芯層的Z向延伸。
[0019] 進一步地，Z向增強纖維為玻璃纖維、石英纖維、玄武巖纖維或高矽氧纖維；Z向增 強纖維柱中，增強纖維芯層為玻璃纖維或石英纖維，樹脂層為酚醛樹脂層；蜂窩芯子為玻璃 鋼蜂窩芯子。
[0020] 進一步地，Z向增強纖維和Z向增強纖維柱的直徑為0. 5?2_，夾芯層中相鄰的Z 向增強纖維或Z向增強纖維柱之間的距離為3?100mm ;蜂窩芯子的蜂窩壁厚度為0. 05? 1. 00mm，蜂窩孔徑為3?50cm。
[0021] 進一步地，彩鋼夾芯板中，Z向增強材料沿Z向延伸的兩端分別高於二氧化矽氣凝 膠基體的相應表面，並延伸至第一彩鋼板和第二彩鋼板的樹脂複合層中。
[0022] 應用本發明的彩鋼複合板、其製備方法及包括其的彩鋼夾芯板，上述彩鋼複合板 中，相比於金屬基板，樹脂複合層本身具有較高的韌性，其抗衝擊性能也較高，在金屬基板 的上表面上覆上一層樹脂複合層，能夠改善金屬基板的抗衝擊性能，得到具有較高抗衝擊 強度的彩鋼複合板。同時，由於樹脂複合層具有較高的韌性，還能夠改善金屬基板的彎曲強 度。另外，增強纖維還能夠起到增強的作用，使彩鋼複合板具有更好的使用性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示 意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0024] 圖1示出了根據本發明一種實施方式中的彩鋼複合板的示意圖；
[0025] 圖2示出了根據本發明一種實施方式中的彩鋼夾芯板的示意圖；
[0026] 圖3示出了根據本發明一種實施方式中彩鋼夾芯板的夾芯層的示意圖；以及
[0027] 圖4示出了根據本發明另一種實施方式中彩鋼夾芯板的夾芯層的示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相 互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
[0029] 正如【背景技術】部分所介紹的，現有的彩鋼板存在抗衝擊性能較差的問題。為了解 決這一問題，本發明發明人提供了一種彩鋼複合板，如圖1所示，包括金屬基板101，其中， 該彩鋼複合板100還包括覆於金屬基板101 -側表面上的樹脂複合層102,樹脂複合層102 的材料包括樹脂基材和增強纖維。相比於金屬基板，樹脂複合層本身具有較高的韌性，其抗 衝擊性能也較高，在金屬基板的上表面上覆上一層樹脂複合層，能夠改善金屬基板的抗衝 擊性能，得到具有較高抗衝擊強度的彩鋼複合板。同時，由於樹脂複合層具有較高的韌性， 還能夠改善金屬基板的彎曲強度。另外，增強纖維還能夠起到增強的作用，使彩鋼複合板具 有更好的使用性能。
[0030] 本發明所提供的上述彩鋼複合板中，樹脂複合層102中只要含有樹脂即可改善金 屬基板的抗衝擊性能。在一種優選的實施方式中，樹脂複合層102的材料按重量份計包括 50?80份的樹脂基材和20?50份的增強纖維。在樹脂基體中加入增強纖維，能夠改善樹 脂複合層102本身的強度。同時，上述用量的增強纖維能夠貫穿整個樹脂基材，在彩鋼複合 板受到外力時，增強纖維之間形成的纖維網絡還能夠通過網絡形變起到吸收能量的效果， 基於此，能夠進一步改善彩鋼複合板的抗衝擊強度。
[0031] 本發明所提供的上述樹脂複合層中，採用的樹脂基體可以是任意的樹脂基體，採 用的增強纖維也可以是本領域技術人員所慣用的增強纖維。在一種優選的實施方式中，上 述樹脂基體為酚醛樹脂，增強纖維為玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維或 酚醛纖維。酚醛樹脂是一種結構型樹脂，其本身具有較高的抗衝擊性能。同時，以酚醛樹脂 作為樹脂基體，能夠使樹脂複合層與金屬基板之間具有較高的粘結性能，從而使所形成的 彩鋼複合板具有更好的結構穩定性和性能穩定性。
[0032] 本發明所提供的上述樹脂複合層中，只要含有樹脂基體和增強纖維就能夠在一定 程度上改善彩鋼複合板的抗衝擊性能。在一種優選的實施方式中，上述樹脂複合層按重量 份計還包括4?8份的固化催化劑、1?15份的增韌劑、0. 5?5份的表面活性劑和0. 5? 5份的阻燃劑。固化催化劑的加入有利於加快樹脂基體的固化速率。增韌劑的加入能夠提 高金屬基板與樹脂複合層的粘結強度、降低彩鋼複合板的成型壓力以及提高金屬基板與樹 脂複合層的層間韌性。表面活性劑能夠改善增強纖維與樹脂基體之間的相容性，使二者之 間具有更好的界面結合力，從而進一步改善樹脂複合層的抗衝擊性能和其他力學性能。
[0033] 本發明所提供的上述樹脂複合層中，採用的固化催化劑、增韌劑等可以是本領域 技術人員所慣用的添加劑。在一種優選的實施方式中，上述固化催化劑為甲基苯磺酸、磷酸 苯酯或磷酸，增韌劑為聚丙烯醇或聚乙烯醇，表面活性劑為矽烷偶聯劑或十二烷基苯磺酸 鈉，阻燃劑為四溴雙酚A、對溴代苯甲醛、三（2-氯乙基）磷酸酯、磷酸銨、二苯甲酚磷酸酯、 紅磷、三聚氰胺、脲、二氰二胺、硼酸或硼酸鹽。
[0034] 另外，本發明還提供了一種彩鋼複合板的製備方法，其包括以下步驟：S1、提供金 屬基板；S2、在所述金屬基板的一側表面上形成含有樹脂基材和增強纖維的樹脂複合層，得 到所述彩鋼複合板。通過上述方法製備得到的彩鋼複合板，在金屬基板的上表面上能夠形 成一層樹脂複合層。這層樹脂複合層能夠改善金屬基板的抗衝擊性能，使彩鋼複合板整體 也具有較高的抗衝擊性能。同時，樹脂複合層具有較高的韌性，還能夠提高彩鋼複合板的彎 曲強度。另外，增強纖維還能夠起到增強的作用，使彩鋼複合板具有更好的使用性能。
[0035] 根據本發明上述的教導，本領域技術人員有能力選擇彩鋼複合板的具體製備方 法。在一種優選的實施方式中，上述步驟S1中，將可選的固化催化劑、可選的增韌劑、可選 的表面活性劑和可選的阻燃劑加至酚醛樹脂膠液，得到待固化膠液；步驟S2中，將增強纖 維在待固化膠液中浸漬，得到浸漬纖維，將待浸漬纖維鋪設於金屬基板上表面上，經固化， 得到彩鋼複合板。
[0036] 上述的"酚醛樹脂膠液"是將酚醛樹脂單體與溶劑按照一定比例混合而成，質量 比為3:7?5:5,優選的樹脂膠膠液配比為4:6,其固含量優選為4?8wt%，粘度為250? 500mpa · s，膠液溶劑包括但不限於丙酮、乙醇等，用酚醛樹脂膠液配置上述待固化膠液時， 可以通過向酚醛樹脂膠液中加入可選的上述添加劑。另外，還可以根據所需待固化膠液的 粘度，使用酚醛樹脂膠液的溶劑進行調配。
[0037] 在實際操作過程中，增強纖維在待固化樹脂複合液中浸漬後得到的浸漬纖維，可 以將多層浸漬纖維堆砌在金屬基板上，在加壓的作用下固化形成上述彩鋼複合板。此外，本 領域技術人員還可以任意調整浸漬纖維在金屬基板表面上的排列方式，比如，將浸漬纖維 平行排列與金屬基板上時，得到的彩鋼複合板的樹脂複合層中，增強纖維沿金屬基板的平 面方向呈取向排列；將浸漬纖維呈網絡結構堆砌在金屬基板的表面上時，得到的彩鋼複合 板的樹脂複合層中，增強纖維呈網絡結構排列。此外，本領域技術人員也有能力設定具體的 固化工藝。優選地，將浸漬纖維鋪設於金屬基板的上表面上後，在0. 05?0. 5Mpa的壓力、 100?160°C的溫度下固化6?24h，形成上述彩鋼複合板。
[0038] 本發明所提供的上述製備方法中，將增強纖維在待固化樹脂複合液中浸漬後，堆 砌於金屬基板上經固化，便能夠得到彩鋼複合板。在另一種優選的實施方式中，上述步驟 S1中，將可選的固化催化劑、可選的增韌劑、可選的表面活性劑和可選的阻燃劑加至酚醛樹 脂膠液，得到待固化膠液；步驟S2中，將增強纖維編制形成纖維布，並將纖維布鋪設於金屬 基板上表面上，然後向金屬基板上的纖維布注入待固化膠液，經固化，得到彩鋼複合板。將 增強纖維編織成纖維布，能夠使增強纖維之間相互搭接纏繞形成纖維網絡。這樣的纖維網 絡能夠進一步提高樹脂複合層的韌性，從而進一步提高彩鋼複合板的抗衝擊強度。當然，上 述纖維布也可以是市購的纖維布。根據本發明的教導，本領域技術人員選擇具體的固化工 藝。優選地，將固化樹脂複合液注入至金屬基板上的纖維布上後，在0. 05?0. 5Mpa的壓力、 100?160°C的溫度下固化6?24h，形成上述彩鋼複合板。
[0039] 上述待固化樹脂複合液，其粘度優選為250?500mpa · s。若粘度過低，纖維在其 中浸漬時能夠攜帶的樹脂量較少。若粘度過高，待固化樹脂複合液的流動性較差，易降低固 化形成的樹脂複合層的平滑性。此外，上述彩鋼複合板中樹脂複合層的厚度可以是任意的。 優選地，彩鋼複合板中樹脂複合層與金屬基板的厚度比為〇. 2?1:1。
[0040] 另外，本發明還提供了一種彩鋼夾芯板，如圖2所示，包括第一彩鋼板、第二彩鋼 板和位於第一彩鋼板與第二彩鋼板之間的夾芯層300,其中，該第一彩鋼板和第二彩鋼板為 上述的彩鋼複合板100,且第一彩鋼板和第二彩鋼板中的樹脂複合層102均與夾芯層接觸。 將上述具有樹脂複合層的彩鋼複合板作為彩鋼夾芯板中的上下兩層彩鋼板使用，能夠有效 改善彩鋼夾芯板的抗衝擊性能。
[0041] 本發明所提供的上述彩鋼夾芯板中，採用的夾芯層可以是本領域技術人員所慣用 的夾芯層。在一種優選的實施方式中，該夾芯層300包括二氧化娃氣凝膠基體，二氧化娃氣 凝膠基體包括二氧化矽氣凝膠和混合在二氧化矽氣凝膠中的基體增強材料。本發明所提供 的上述彩鋼夾芯板，是以二氧化矽氣凝膠作為夾芯層300的基材。二氧化矽氣凝膠具有密 度小、質輕的優點，特別是其耐高溫性和隔熱性均優於酚醛泡沫等材料。同時，上述彩鋼夾 芯板的夾芯層300中同時含有增強材料。在基體增強材料的增強作用下，二氧化矽氣凝膠 夾芯板具有較好的韌性，克服了現有的夾芯層脆性大的缺點。同時，含有二氧化矽氣凝膠的 夾芯層與上下彩鋼複合板的樹脂複合層之間具有較好的粘結性能。以上各種因素使得本發 明上述彩鋼夾芯板兼具較好的綜合性能。
[0042] 根據本發明上述的教導，本領域技術人員有能力選擇夾芯層300中各組分之間的 用量關係。在一種優選的實施方式中，夾芯層中，二氧化矽氣凝膠基體與基體增強材料之間 的重量比為50?70:5?15 ;優選上述基體增強材料為1?50mm的玻璃纖維或石英纖維。 [0043] 本發明上述夾芯層中，以二氧化矽氣凝膠為基體，加以基體增強材料，就能夠使夾 芯層具有較好的隔熱性能和韌性。在一種優選的實施方式中，上述夾芯層還包括紅外遮光 齊IJ。加入紅外遮光劑有利於提高夾芯層甚至彩鋼夾芯板的熱反射作用，能夠進一步改善 彩鋼夾芯板的隔熱性能。優選地，上述紅外遮光劑包括但不限於二氧化鈦或碳化矽。更 優選地，二氧化矽氣凝膠基體、基體增強材料與紅外遮光劑之間的重量比為50?70:5? 15:10?30。將夾芯板中的各組分的用量比控制在上述範圍，能夠在促使彩鋼夾芯板具有 較低的生產成本的同時，兼具良好的綜合使用性能。
[0044] 本發明所提供的上述彩鋼夾芯板中，只要含有基體增強材料，就能夠在一定程度 上提高二氧化娃氣凝膠夾芯層的綜合性能。在一種優選的實施方式中，上述夾芯層300中， 還包括設置在二氧化矽氣凝膠基體中的Z向增強材料。優選地，如圖3所示，Z向增強材料 為設置在二氧化矽氣凝膠基體中，並沿夾芯層300的Z向延伸的Z向增強纖維301或Z向 增強纖維柱302, Z向增強纖維柱302包括增強纖維芯層和包覆在增強纖維芯層表面的樹脂 層；優選二氧化矽氣凝膠基體中包括平行排列的多個沿Z向延伸的Z向增強纖維301或Z 向增強纖維柱302;或者，如圖4所示，Z向增強材料為設置在二氧化矽氣凝膠基體中的蜂窩 芯子303,優選蜂窩芯子303的蜂窩壁沿夾芯層的Z向平行。
[0045] 此處的"Z向"是指垂直於彩鋼夾芯板的方向。利用Z向增強材料能夠對夾芯層 中的二氧化矽氣凝膠起到進一步增強的作用。同時，將夾芯層沿Z向增強，還有利於進一步 提高彩鋼夾芯板的整體韌性。實際的應用過程中，當上述Z向增強材料為Z向增強纖維或 Z向增強纖維柱時，如圖3所示，夾芯層300中，Z向增強纖維301或Z向增強纖維柱302在 二氧化矽氣凝膠基體中沿Z向平行排列。當Z向增強材料為蜂窩芯子時，如圖4所示，夾芯 層300中，蜂窩芯子303的蜂窩壁與夾芯層的Z向平行，二氧化矽氣凝膠填充於蜂窩芯子的 蜂窩孔中。
[0046] 本發明所提供的上述彩鋼夾芯板中，任意的增強纖維、增強纖維柱或蜂窩芯子均 可以充當夾芯層中的Z向增強材料使用。在一種優選的實施方式中，上述Z向增強纖維為 玻璃纖維、石英纖維、玄武巖纖維或高矽氧纖維；Z向增強纖維柱中，增強纖維芯層為玻璃 纖維或石英纖維，樹脂層為酚醛樹脂層；蜂窩芯子為玻璃鋼蜂窩芯子。根據夾芯板的厚度和 面積，本領域技術人員有能力對Z向增強纖維和Z向增強纖維柱在夾芯板中的排列參數，及 蜂窩芯子的具體參數進行設定。一種更為優選的實施方式中，出於平衡夾芯層韌性和彩鋼 夾芯板生產成本的考慮，上述Z向增強纖維和Z向增強纖維柱的直徑為0. 5?2_，夾芯層 中相鄰的Z向增強纖維或Z向增強纖維柱之間的距離為3?100mm;蜂窩芯子的蜂窩壁厚 度為0. 05?1. 0mm，蜂窩孔徑為3?50cm。此外，蜂窩芯子的形狀可以為四邊形、五邊形及 其他多邊形，優選為六邊形。六邊形的蜂窩芯子具有較好的結構穩定性，進而能夠促進彩鋼 夾芯板的結構穩定性。
[0047] 本發明所提供的上述彩鋼夾芯板中，只要在夾芯層中加入Z向增強材料，就能夠 大幅改善夾芯板的韌性，進而改善彩鋼夾芯板的韌性。在一種優選的實施方式中，z向增強 材料沿Z向延伸的兩端分別高於二氧化矽氣凝膠基體的相應表面，並延伸至上下兩層彩鋼 複合板中的樹脂複合層。這樣的情況下，Z向增強材料的兩端在上下兩層樹脂複合層的粘 結作用下，能夠進一步提高兩層樹脂複合層與夾芯層之間的粘結性，進而提高上下兩層彩 鋼複合板與夾芯板之間的粘結性，使彩鋼夾芯板具有更好的綜合使用性能。
[0048] 本領域技術人員有能力選擇上述彩鋼夾芯板的具體製備方法。在一種優選的實施 方式中，上述彩鋼夾芯板的製備方法包括以下步驟：A1、形成包括二氧化矽氣凝膠基體的夾 芯層，二氧化矽氣凝膠基體含有二氧化矽氣凝膠混合在二氧化矽氣凝膠中基體增強材料； A2、將夾芯層置於第一彩鋼複合板和第二彩鋼複合板之間，壓製成型後，得到彩鋼夾芯板。 [0049] 上述方法中，先形成含有二氧化矽氣凝膠和基體增強材料的夾芯層，再將該夾芯 層與上下兩層彩鋼複合板按順序擱置後壓制形成彩鋼夾芯板。該彩鋼夾芯板中，以二氧化 矽氣凝膠作為基體。二氧化矽氣凝膠具有密度小、質輕的優點，特別是其耐高溫性和隔熱性 均由於酚醛泡沫等材料。同時，上述彩鋼夾芯板的夾芯層中同時含有增強材料。在基體增 強材料的增強作用下，二氧化矽氣凝膠夾芯板具有較好的韌性，克服了現有的夾芯層脆性 大的缺點。同時，含有二氧化矽氣凝膠的夾芯層與上下彩鋼複合板之間具有較好的粘結性 能。以上各種因素使得本發明上述彩鋼夾芯板兼具較好的綜合性能。
[0050] 本發明上述方法中，按照本領域技術人員所慣用的混合、壓制的方法即可得到含 有二氧化矽氣凝膠和基體增強材料的夾芯層。在一種優選的實施方式中，上述步驟A1中， 形成夾芯層的步驟包括：將二氧化矽氣凝膠和基體增強材料混合後，壓制形成二氧化矽氣 凝膠基體，將二氧化矽氣凝膠基體作為夾芯層使用。
[0051] 在一種優選的實施方式中，上述步驟A1中，形成夾芯層的步驟包括：al、將二氧 化矽氣凝膠和基體增強材料混合後，壓制形成二氧化矽氣凝膠基體（優選壓力為0. 1? 5MPa) ;a2、用縫合法或穿刺法將Z向增強纖維或Z向增強纖維柱沿夾芯層的Z向穿入二氧 化矽氣凝膠基體中形成Z向增強材料，進而形成夾芯層；優選步驟a2中，將多個Z向增強纖 維或Z向增強纖維柱以平行排列的方式穿入二氧化矽氣凝膠基體中形成Z向增強材料。
[0052] 上述方法中，先將二氧化矽氣凝膠與基體增強材料混合併壓制後，形成二氧化矽 氣凝膠基體。然後將Z向增強纖維或Z向增強纖維柱以縫合或穿刺的方法放入二氧化矽氣 凝膠基體中，使其成為Z向增強的夾芯層。相比於單純具有二氧化矽氣凝膠和基體增強材 料的情況而言，同時含有Z向增強材料，所形成的夾芯層具有更高的韌性，相應地，彩鋼夾 芯板具有更高的韌性。在實際的操作過程中，具體的縫合方法和穿刺方法可以是本領域技 術人員所慣用的方法。優選地，當Z向增強材料為Z向增強纖維時，採用縫合的方法對二氧 化矽氣凝膠基體進行上下走纖，將Z向增強纖維縫入二氧化矽氣凝膠基體，進而形成夾芯 層。當Z向增強材料為Z向增強纖維柱時，由於纖維柱具有一定的剛性，且二氧化矽氣凝膠 基體本身較軟，可以直接採用穿刺的方法將Z向增強纖維柱穿入二氧化矽氣凝膠基體，進 而形成夾芯層。
[0053] 本發明上述方法中，Z向增強材料可以是如前述的Z向增強纖維或Z向增強纖維 柱。另外，也可以是蜂窩芯子。在一種優選的實施方式中，上述步驟A1中，形成夾芯層的 步驟包括：bl、將二氧化矽氣凝膠和基體增強材料混合後，形成氣凝膠混合物；b2、將氣凝 膠混合物填充至作為Z向增強材料的蜂窩芯子的蜂窩孔，並對氣凝膠混合物進行Z向加壓 (優選壓力為〇. 1?5MPa)，形成設置有蜂窩芯子的二氧化矽氣凝膠基體，並將設置有蜂窩 芯子的二氧化矽氣凝膠基體作為夾芯層使用；優選地，蜂窩芯子的蜂窩壁沿夾芯層的Z向 延伸。
[0054] 將二氧化矽氣凝膠和基體增強材料混合壓制後，填充至蜂窩芯子的蜂窩孔中，形 成夾芯層。將二氧化矽氣凝膠和基體增強材料混合壓制，能夠使二氧化矽氣凝膠和基體增 強材料的混合物處於壓實的狀態。將壓實的該混合物填充至蜂窩芯子的蜂窩孔後，得到的 夾芯層具有更好的隔熱性能和韌性，進而有利於進一步提高彩鋼夾芯板的綜合使用性能。
[0055] 本發明所提供的上述方法中，將二氧化矽氣凝膠與基體增強材料進行混合壓制， 經後續工藝後得到的夾芯層即具有較高的綜合性能。在一種優選的實施方式中，上述步驟 A1中，在將二氧化矽氣凝膠和基體增強材料混合的步驟中，同時加入紅外遮光劑進行混合。 加入紅外遮光劑能夠提高夾芯層對熱量的反射作用，進而能夠提高整個彩鋼夾芯板的隔熱 性能。
[0056] 本發明上述方法中，只要將夾芯層置於第一彩鋼複合板和第二彩鋼複合板之間進 行壓制，就能夠得到綜合性能較高的彩鋼夾芯板。在一種優選的實施方式中，加入Z向增強 材料的過程中，使Z向增強材料沿Z向延伸的兩端分別高於二氧化矽氣凝膠基體的相應表 面，並延伸至第一彩鋼板和第二彩鋼板的樹脂複合層中。具體地，用縫合法或穿刺法將Z向 增強纖維或Z向增強纖維柱穿入二氧化矽氣凝膠基體的過程中，使Z向增強纖維或Z向增 強纖維柱的兩端暴露在二氧化矽氣凝膠基體之外；或者，將二氧化矽氣凝膠和基體增強材 料混合壓制後，填充至蜂窩芯子的蜂窩孔的過程中，使蜂窩芯子蜂窩壁的上下邊緣暴露在 二氧化矽氣凝膠和基體增強材料的混合物層之外，使得Z向增強材料沿Z向延伸的兩端高 於二氧化娃氣凝膠基體的相應表面。將該夾芯層置於兩層未固化的彩鋼複合板之間，然後 進行加壓固化，得到彩鋼夾芯板。這樣的彩鋼夾芯板中，Z向增強材料能夠延伸至上下兩層 彩鋼複合板的樹脂複合層中。
[0057] 根據本發明上述的教導，本領域技術人員有能力選擇壓制形成彩鋼夾芯板的工 藝。根據所需彩鋼複合板的厚度和密度，壓制工藝也可以進行調整。在一種優選的實施方 式中，將夾芯層置於第一待壓彩鋼複合板和第二待壓彩鋼複合板之間後，利用真空袋壓法 在-0. 01?-0. IMpa負壓下保持2?10h後，得到彩鋼夾芯板。"真空袋壓法"是通過真空 袋將待壓彩鋼夾芯板密封后，利用真空泵真空袋內的空氣形成負壓，從而達到對待壓彩鋼 夾芯板進行加壓的目的。這種方法能夠使待壓彩鋼夾芯板承受的壓力更為均勻，使其層與 層之間具有更好的粘結性能。
[0058] 以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述，這些實施例不能理解為限制本 發明所要求保護的範圍。
[0059] 實施例1
[0060] 將玻璃纖維在粘度為500mpa · s的酚醛樹脂膠液中浸漬後，得到浸漬纖維；
[0061] 將浸漬纖維按照網絡排列鋪設於厚度為2mm金屬基板上，在0· 05MPa壓力、100°C 溫度下固化24h後，得到彩鋼複合板。其中，樹脂複合層中酚醛樹脂和玻璃纖維的質量比為 50 :10。樹脂複合層的厚度為0· 8mm。
[0062] 實施例2
[0063] 將玻璃纖維在粘度為500mpa · s的酚醛樹脂膠液中浸漬後，得到浸漬纖維；
[0064] 將浸漬纖維按照網絡排列鋪設於厚度為2mm金屬基板上，在0· 05MPa壓力、100°C 溫度下固化24h後，得到彩鋼複合板。其中，樹脂複合層中酚醛樹脂和玻璃纖維的質量比為 50 :20。樹脂複合層的厚度為0· 8mm。
[0065] 實施例3
[0066] 將玻璃纖維在粘度為250mpa · s的酚醛樹脂膠液中浸漬後，得到浸漬纖維；
[0067] 將浸漬纖維按照網絡排列鋪設於厚度為2mm金屬基板上，在0. 5MPa壓力、160°C溫 度下固化6h後，得到彩鋼複合板。其中，樹脂複合層中酚醛樹脂和玻璃纖維的質量比為80 : 50。樹脂複合層的厚度為0.4mm。
[0068] 實施例4
[0069] 向酚醛樹脂膠液中加入甲基苯磺酸、聚丙烯醇、矽烷偶聯劑和四溴雙酚A，得到粘 度為400mpa · s的待固化樹脂複合液；
[0070] 將市購的石英纖維布鋪設在厚度為2mm金屬基板上表面上，並將金屬基板置於密 封腔內，將上述待固化樹脂複合液注入金屬基板的纖維布上，得到待固化彩鋼複合板。將該 待固化彩鋼複合板在〇. 2MPa壓力、120°C溫度下固化12h後，得到彩鋼複合板。其中，樹脂 複合層中酚醛樹脂、石英纖維布、甲基苯磺酸、聚丙烯醇、矽烷偶聯劑和四溴雙酚A的質量 比為80:50:4:1:0. 5:5。樹脂複合層的厚度為2mm。
[0071] 實施例5
[0072] 向酚醛樹脂膠液中加入甲基苯磺酸、聚丙烯醇、矽烷偶聯劑和四溴雙酚A，得到粘 度為400mpa · s的待固化樹脂複合液；
[0073] 將市購的石英纖維布鋪設在厚度為2mm金屬基板上表面上，並將金屬基板置於密 封腔內，將上述待固化樹脂複合液注入金屬基板的纖維布上，得到待固化彩鋼複合板。將該 待固化彩鋼複合板在〇. 2MPa壓力、120°C溫度下固化12h後，得到彩鋼複合板。其中，樹脂 複合層中酚醛樹脂、石英纖維布、甲基苯磺酸、聚丙烯醇、矽烷偶聯劑和四溴雙酚A的質量 比為50:20:8:15:5:0. 5。樹脂複合層的厚度為1mm。
[0074] 對比例1
[0075] 選取厚度為2mm的金屬基板（同實施例1中的金屬基板），作為彩鋼板。
[0076] 對實施例1至4中製備得到的彩鋼複合板和對比例1中的彩鋼板進行性能表徵。
[0077] 表徵方式：
[0078] (1)抗衝擊性能：採用GB/T229-2007金屬材料夏比擺錘衝擊試驗方法對實施例1 至5中製備得到的彩鋼複合板和對比例1中的彩鋼板的抗衝擊性能進行表徵；
[0079] (2)拉伸強度：採用GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗方法對實施例1至5中 製備得到的彩鋼複合板和對比例1中的彩鋼板的拉伸強度進行表徵；
[0080] ⑵彎曲強度：採用GB232-88-金屬彎曲試驗方法對實施例1至5中製備得到的 彩鋼複合板和對比例1中的彩鋼板的彎曲彎曲強度進行表徵；表徵結果如表1所示。
[0081] 表 1
[0082]

【權利要求】
1. 一種彩鋼複合板，包括金屬基板（101)，其特徵在於，所述彩鋼複合板（100)還包括 覆於所述金屬基板（101) -側表面上的樹脂複合層（102)，所述樹脂複合層（102)的材料包 括樹脂基材和增強纖維。
2. 根據權利要求1所述的彩鋼複合板，其特徵在於，所述樹脂複合層（102)的材料按重 量份計包括：50?80份的所述樹脂基材和20?50份的所述增強纖維。
3. 根據權利要求2所述的彩鋼複合板，其特徵在於，所述樹脂基體為酚醛樹脂，所述增 強纖維為玻璃纖維、石英纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維或酚醛纖維。
4. 根據權利要求2或3所述的彩鋼複合板，其特徵在於，所述樹脂複合層（102)的材料 按重量份計還包括：4?8份的固化催化劑、1?15份的增韌劑、0. 5?5份的表面活性劑 和0. 5?5份的阻燃劑。
5. 根據權利要求4所述的彩鋼複合板，其特徵在於，所述固化催化劑為甲基苯磺酸、磷 酸苯酯或磷酸，所述增韌劑為聚丙烯醇或聚乙烯醇，所述表面活性劑為矽烷偶聯劑或十二 烷基苯磺酸鈉，所述阻燃劑為四溴雙酚A、對溴代苯甲醛、三（2-氯乙基）磷酸酯、磷酸銨、二 苯甲酚磷酸酯、紅磷、三聚氰胺、脲、二氰二胺、硼酸或硼酸鹽。
6. -種權利要求1至5中任一項所述的彩鋼複合板的製備方法，其特徵在於，包括以下 步驟： 51、 提供金屬基板； 52、 在所述金屬基板的一側表面上形成含有樹脂基材和增強纖維的樹脂複合層，得到 所述彩鋼複合板。
7. 根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟S1中，將可選的固化催化 齊U、可選的增韌劑、可選的表面活性劑和可選的阻燃劑加至酚醛樹脂膠液，得到待固化膠 液； 所述步驟S2中，將增強纖維在所述待固化膠液中浸漬，得到浸漬纖維，將所述浸漬纖 維鋪設於所述金屬基板上表面上，經固化，得到所述彩鋼複合板。
8. 根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟S1中，將可選的固化催化 齊U、可選的增韌劑、可選的表面活性劑和可選的阻燃劑加至酚醛樹脂膠液，得到待固化膠 液； 所述步驟S2中，將增強纖維編織形成纖維布，並將所述纖維布鋪設於所述金屬基板上 表面上，然後向所述金屬基板上的纖維布注入所述待固化膠液，經固化，得到所述彩鋼複合 板。
9. 一種彩鋼夾芯板，包括第一彩鋼板、第二彩鋼板和位於所述第一彩鋼板與所述第二 彩鋼板之間的夾芯層（300)，其特徵在於，所述第一彩鋼板和所述第二彩鋼板為權利要求1 至5中任一項所述的彩鋼複合板（100)，且所述第一彩鋼板和所述第二彩鋼板中的樹脂復 合層（102)均與所述夾芯層（300)接觸。
10. 根據權利要求9所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述夾芯層（300)包括二氧化矽 氣凝膠基體，所述二氧化矽氣凝膠基體包括二氧化矽氣凝膠和混合在所述二氧化矽氣凝膠 中的基體增強材料。
11. 根據權利要求10所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述夾芯層（300)中，所述二氧 化矽氣凝膠基體與所述基體增強材料之間的重量比為50?70:5?15 ;優選所述基體增強 材料為1?50mm的玻璃纖維或石英纖維。
12. 根據權利要求11所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述夾芯層（300)還包括紅外遮 光劑，優選所述紅外遮光劑為二氧化鈦或碳化矽，更優選所述二氧化矽氣凝膠基體、所述基 體增強材料與所述紅外遮光劑之間的重量比為50?70:5?15:10?30。
13. 根據權利要求10所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述夾芯層（300)還包括設置在 所述二氧化矽氣凝膠基體中的Z向增強材料。
14. 根據權利要求13所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於， 所述Z向增強材料為設置在所述二氧化矽氣凝膠基體中，並沿所述夾芯層（300)的Z 向延伸的Z向增強纖維（301)或Z向增強纖維柱（302)，所述Z向增強纖維柱（302)包括增 強纖維芯層和包覆在所述增強纖維芯層表面的樹脂層；優選所述二氧化矽氣凝膠基體中包 括平行排列的多個沿Z向延伸的所述Z向增強纖維（301)或所述Z向增強纖維柱（302); 所述Z向增強材料為設置在所述二氧化矽氣凝膠基體中的蜂窩芯子（303)，優選所述 蜂窩芯子（303)的蜂窩壁沿所述夾芯層（300)的Z向延伸。
15. 根據權利要求14所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述Z向增強纖維（301)為玻璃 纖維、石英纖維、玄武巖纖維或高矽氧纖維；所述Z向增強纖維柱（302)中，所述增強纖維芯 層為玻璃纖維或石英纖維，所述樹脂層為酚醛樹脂層；所述蜂窩芯子（303)為玻璃鋼蜂窩 芯子。
16. 根據權利要求15所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述Z向增強纖維（301)和所述 Z向增強纖維柱（302)的直徑為0. 5?2mm，所述夾芯層（300)中相鄰的所述Z向增強纖維 (301)或所述Z向增強纖維柱（302)之間的距離為3?100mm ;所述蜂窩芯子（303)的蜂窩 壁厚度為〇· 05?1. 00mm，蜂窩孔徑為3?50cm。
17. 根據權利要求8所述的彩鋼夾芯板，其特徵在於，所述彩鋼夾芯板中，所述Z向增強 材料沿Z向延伸的兩端分別高於所述二氧化矽氣凝膠基體的相應表面，並延伸至所述第一 彩鋼板或所述第二彩鋼板的樹脂複合層（102)中。
【文檔編號】B32B9/04GK104044312SQ201410288562
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】吳忠 申請人:赤峰恆裕型鋼有限公司