[发明专利]复合涂层基材和可模塑复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及采用复合材料涂覆基材或制备一种可模塑材料的杂化材料领域。

背景技术

建筑材料或者其他一些基材经常会被磨损或暴露在光照、各种气候以及昆虫存在的环境下，造成材料快速损坏。近年来，木材以及其他材料的价格又在显著上涨。建造绿色建筑又更加关注于可再生材料。此外，传统建筑材料在诸如大风或者爆炸震荡波这样的高载荷条件下，表现出机械性能上的不足。在这种情况下，使用传统建筑材料，很有可能出现重大的建筑物毁坏、以及造成人员的伤亡。

发明内容

一方面，本发明涉及一种包含复合材料碎片的可模塑的复合材料。

另一方面，本发明涉及制备一种改良基材的方法。这种方法是通过提供基材并在基材上涂覆包含复合材料碎片的涂层而得到的。

又一方面，本发明涉及一种方法，该方法通过在第一构件的附着区域上涂覆涂层并在第一构件的被涂覆的附着区域上涂覆紧固材料以将第一构件固定到第二构件上，从而将第一构件固定到第二构件。

另一方面，本发明还提供了一种改良的基材。这种改良基材包括基材和基材上的包括多元复合材料碎片的涂层。

附图说明

图1是一块具有单向定向连续纤维的复合材料薄片的项视示意图。

图2是一块包含任意定向的纤维的复合材料薄片的顶视示意图。

图3是一块复合材料层板的侧视示意图。

图4示意地示出了用基材片和复合材料薄片制成的复合材料。

图5示意地示出了复合材料薄片集中环绕于基材的周围。

图6示意地示出了复合材料薄片以行的形式集中在基材上。

具体实施方式

一方面，本发明涉及一种包含复合材料薄片的可模塑材料。复合材料包括嵌入在聚合物基体中的纤维。可选地，可以以片材形式、连续卷或其他形式制成复合材料，也可以是连续的状的或者是其他形态的。为了提供薄片，复合材料可以被切、削或者用其他方式制成各种长度和宽度的薄片，比如约1英寸至约6英寸(约2.5至约15.25厘米)长，约1/4至约3英寸宽(约0.6至约7.6厘米)。不过，本发明并不局限于此，实际应用时可以采用任何的薄片尺寸。

在一个实施例中，可模塑材料是包含填充物和复合材料薄片的混合物，填充物可以包含任意一种或多种基材材料，比如建筑材料或其他诸如木材、木片、木屑、塑料、金属、复合材料或者织物等等的材料。复合材料薄片可以与基材片或其他填充物混合，使得复合材料薄片均匀分布在混合物中。可以选择性地包括粘合剂，以将复合材料薄片和基材薄片粘接起来。可选地，复合材料薄片不与基材混合而形成一种可模塑材料。这种可模塑材料可以包含实质上可以自由流动的薄片或通过加热或者加压合并成例如球形的有用的前驱体形式的薄片。如果基体材料是热塑性的，通过对其中的聚合物基体材料加热或者加压，使得聚合物基体材料至少可以部分溶解，从而，会使基体材料作为粘合剂，两个或更多的彼此接触的薄片立刻粘接起来。

在另一种实施例中，本发明还提供了一种改良的基材，通过在诸如构件之类的基材上涂敷由本文所述的复合材料薄片制成的涂层获得这种改良的基材。这种改良基材可以包含如木材、塑料、金属、木质胶合板、锯材、压制板、刨花板、定向刨花板等、诸如蜂窝状的成型材料、或者上述材料的组合。基材这个词可以包括任何材料，并不限于上述材料。

在图1所示的实施例中，整体上由10表示的聚合材料薄片包含聚合物基体12和多个分布于聚合物基体中的在纵向上相互对齐的纤维14。由薄片10中可以看出，薄片、板材、碎片、层压板或者复合材料板层都可以因其内部存在单向的纤维而被定义为“单向的”。此外，尽管10是矩形的，在不背离本发明广泛性的前提下，复合材料的薄片可以是任意形状的，本发明并不局限于此。另外，纤维可以纵向分布于聚合物基体中，也可以是切削过且随机分布在聚合物基体中，还可以是两种分布方式的结合。图2所示的薄片是任意形状的并包括剪断更长股的纤维所形成的纤维18，并且随意分布在聚合物基体20中的。此外，除了使用大量纤维外，还可以在复合材料中使用颗粒状材料。

在复合材料中可以采用各种类型的纤维和颗粒。示例性的纤维包括E玻璃和S玻璃纤维。E玻璃是一种低碱性硼硅酸盐玻璃，具有优良的电学和机械性能，并且有很好的耐化学腐蚀性。这种纤维广泛的应用于纤维以增强塑料。

S玻璃对于E玻璃纤维来说是高强度和高成本的。S玻璃是一种镁铝硅酸盐玻璃，拥有非常高的拉伸强度，常常应用于航空领域。最初，S代表高强度。