[发明专利]一种金属与复合材料共复合的型材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合型材领域，尤其涉及一种金属与复合材料共复合的型材，以及它的制备方法。

背景技术

复合材料作为一种新型材料，具有质量轻，强度大，耐腐蚀，结构可设计性强等优点，广泛应用于汽车，航空航天，建筑，体育用品等领域，复合材料型材也在多个领域替代了金属型材。但是与金属型材相比，复合材料型材也有其弱点，如抗冲击性差，不耐磨损，连接困难，不能焊接等。

关于复合型材，目前有对金属型材做改进，制成复合金属材料，如将两种不同材质的铝系合金，择其一作为芯材；然后择其与芯材为不同材质的铝系合金加工成形为中空的外覆体，且结合于该芯材外侧，制成铝合金锭；再对铝合金锭施以加热至可塑性，然后将该铝合金锭挤制成内外层包含二种不同材质的铝系合金的复层式长条挤制型材产品。

同时也有对复合材料所做的改进发明，如可以将木塑复合材料或木塑发泡材料制成内芯和加强层，加强层全包或半包覆于内芯外表面。其中，所述木塑复合材料内芯为中空或实芯芯材；所述加强层为高性能树脂材料或改性复合材料。

但上述改进还是具有金属材料和复合型材各自应用的弊端，为了综合金属型材与复合材料型材的优点，本发明提出了一种新型金属与复合材料共复合的型材。

发明内容

本发明提供了一种金属与复合材料共复合的型材，该型材是一种新型的复合型材，既能保持复合材料质量轻强度大的优点，又可以像金属型材一样抗冲击，耐磨，可焊接。

为了达到以上目的，本发明采用了以下方案：

一种金属与复合材料共复合的型材，包括金属型材外套，弹性体保护层，复合材料型材骨架；所述金属型材外套内嵌有复合材料型材骨架，两者中间设置有所述弹性体保护层。

其中，金属型材外套两端还具有封端部分。

上述金属型材外套的封闭部分是为了实现复合材料型材骨架的定位，也可以采用金属型材外套两端塑性挤压进行缩径的方法完成定位；其中使用封闭部分效果更优，不会随着使用时间的延长发生位置偏移。并且需要两端封闭，否则内部型材会向未封闭的一端滑移。

其中，所述金属与复合材料共复合的型材可以根据使用需要，制造成空心或者实心的均可。

其中，所述金属型材外套选自金属薄壁方管，圆管或矩管。

其中，所述金属型材外套材质可以为钢铁，钢铁合金，铝，铝合金，铜或者铜合金等。优选钢铁，铝合金；更优选钢铁。其中，所述金属型材外套可以根据使用工况中冲击力的不同，制备的厚度也不同，范围比较宽，为0.1-100mm。

其中，所述弹性体保护层可以是热固性弹性体或热塑性弹性体。

其中，所述热固性弹性体选自天然橡胶，异戊橡胶，聚丁二烯橡胶，丁苯橡胶，丁晴橡胶，卤化丁晴橡胶，氯丁橡胶，丁基橡胶，卤化丁基橡胶，氯化丁基橡胶，溴化丁基橡胶，二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶，氯醚橡胶，聚丙烯酸酯橡胶，硅橡胶，氟硅橡胶，氟橡胶和氯磺化聚乙烯中的一种或多种(一种为佳)。优选硅橡胶，氟硅橡胶，氟橡胶。

其中，所述热塑性弹性体选自热塑性聚烯烃弹性体，热塑性苯乙烯类弹性体，聚氨酯类热塑性弹性体，聚酯类热塑性弹性体，聚酰胺热塑性弹性体，含卤素热塑性弹性体，离子型热塑性弹性体，乙烯共聚物热塑性弹性体，1，2聚丁二烯热塑性弹性体，反式聚异戊二烯热塑性弹性体，熔融加工型热塑性弹性体和热塑性硫化胶中的一种或多种(一种为佳)。优选热塑性聚烯烃弹性体，热塑性苯乙烯类弹性体或聚氨酯类热塑性弹性体。更优选聚氨酯类热塑性弹性体。

上述弹性体保护层耐老化，耐高低温并且可以用以封装。

其中，所述弹性体保护层根据使用工况中冲击力的不同，制备的厚度也不同，范围为0.1-10mm，该厚度可以满足冲击要求。

其中，所述弹性体保护层全包覆在复合材料型材骨架上。

其中，所述复合材料型材骨架可以是复合材料方管，圆管，矩管，槽钢或工字钢等。

其中，所述复合材料型材骨架的材质为以纤维为增强体，热塑性树脂或热固性树脂为基体的复合材料。复合材料可以是一种或多种，一种为佳。

其中，所述复合材料型材骨架中纤维体积含量在60-75％之间。

其中，所述复合材料型材骨架中的纤维为碳纤维，玻璃纤维，芳纶纤维，玄武岩纤维或混杂纤维。

其中，所述混杂纤维为碳纤维，玻璃纤维，芳纶纤维或玄武岩纤维的任意组合。