[发明专利]一种提高树脂基复合材料表面喷涂涂层结合强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于树脂基复合材料领域，特别涉及一种提高树脂基复合材料表面喷涂涂层结合强度的方法。

背景技术

树脂基复合材料是以有机聚合物为基体的纤维增强材料，通常使用玻璃纤维、碳纤维、或者芳纶纤维等增强体。树脂基复合材料在航空、汽车、海洋工业中有广泛的应用。

目前采用玻璃钢或碳纤维喷砂毛化处理，增加玻璃钢或碳纤维表面的粗糙度，使得热喷涂加工中的金属粉末能够嵌入毛化后具有一定粗糙度的表面，增加非金属(例如：玻璃纤维增强塑料(GFRP)或碳纤维增强塑料(CFRP))与金属的结合强度。

使用这种玻璃纤维增强塑料(GFRP)或碳纤维增强塑料(CFRP)与金属直接结合的方法，结合强度较差，产生喷砂粉尘污染和喷砂噪音，毛化能耗高，不利于环保，限制了树脂基复合材料热喷涂涂层的进一步的工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高树脂基复合材料表面喷涂涂层结合强度的方法，该方法工艺简单，与金属材料结合强度更好，无需喷砂毛化处理，杜绝粉尘污染和喷砂噪音，降低加工能耗；可以赋予树脂基复合材料工作表面耐磨、耐腐蚀、耐热、绝缘或者导电等多种功能，应用十分广泛。

本发明提供了一种提高树脂基复合材料表面喷涂涂层结合强度的方法，包括：

(1)对树脂基复合材料表面喷砂，或者用砂纸手工打磨毛化；

(2)清理干净后，在树脂基复合材料表面均匀涂刷一薄层热固性树脂或热塑性树脂；

(3)待树脂常温下溶剂挥发后，在树脂表面喷涂金属、合金材料或金属陶瓷涂层，喷涂过程中控制表面温度在60℃以下；

(4)对步骤(3)带涂层的树脂基复合材料加热处理，使树脂基复合材料和喷涂材料结合，即可。

所述步骤(1)中的树脂基复合材料为玻璃纤维增强塑料GFRP、碳纤维增强塑料CFRP或者两者复合后的材料。

所述步骤(2)中的热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂；热塑性树脂为乙烯基树脂。

所述步骤(2)中的热固性树脂或热塑性树脂的厚度为1～50μm。

所述步骤(3)中的喷涂采用火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂(Gas Dynamic Spray)或称GDCS(Gas Dynamic Cold Spray)、室温喷涂(Warm Spray)中的任何一种。

所述步骤(3)中的金属为铝、铁、锌或铜；合金材料为镍铬合金、锌铝合金、铝镁合金等；金属陶瓷为氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或硅化物基金属陶瓷。

所述步骤(3)中的金属、合金材料或金属陶瓷涂层的厚度为0.03-5mm。

所述步骤(4)中的热处理温度为60-200℃。

如果涂刷的是热塑性树脂，加热时树脂软化渗透到热喷涂涂层的微小空隙中，冷却后起到粘结热喷涂涂层和树脂基复合材料的作用；如果涂刷的是热固性树脂，除在加热过程中渗透到热喷涂涂层微小空隙外，并交联固化，起到粘结热喷涂涂层和树脂基复合材料的作用。

有益效果

本发明工艺简单，非金属(例如：玻璃纤维增强塑料或碳纤维增强塑料)与金属材料结合强度更好，无需喷砂毛化处理，杜绝粉尘污染和喷砂噪音，降低加工能耗；可以赋予树脂基复合材料工作表面耐磨、耐腐蚀、耐热、绝缘或者导电等多种功能，应用十分广泛。

附图说明

图1为本发明复合材料的结构示意图；

图2为本发明方法的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)对玻璃纤维增强塑料表面用砂纸手工打磨毛化；

(2)清理干净后，在树脂基复合材料表面均匀涂刷一层20μm的环氧树脂；

(3)待树脂常温固化30min后，在树脂表面电弧喷涂0.7mm的锌涂层，喷涂过程中控制表面温度在60℃以下；

(4)对步骤(3)带涂层的玻璃纤维增强塑料加热处理，温度为60-80℃，使得环氧树脂固化，树脂基复合材料和喷涂材料有效结合，即可。