[发明专利]一种纤维加强型铝合金层压复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维加强型铝合金层压复合材料及其制备方法。本发明的层压复合材料包括层叠设置的铝合金层和纤维层，相邻层之间通过粘合剂粘接并压合固定，且所述层压复合材料的层叠数为两层或三层。该复合材料为铝合金与纤维材料的层叠复合材料，层间结合力好，同时具备了铝合金及纤维的优点，并具有了更高的刚性和抗冲击性。本发明的复合材料制备过程中，铝合金的表面处理采用了微弧氧化处理工艺，通过电解液、电流参数与微米级别石墨添加剂使铝合金表面形成更厚及更多孔洞的膜层表面，从而使纤维层与铝合金层之间的结合力远优于与单纯的铝合金金属、阳极氧化的铝合金或一般微弧氧化的铝合金，使得到的复合材料更稳定，使用更方便、安全。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料领域，具体涉及一种纤维加强型铝合金层压复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维\玻璃纤维等纤维复合材料具有很高的刚性和强度，但其存在较致命的缺点，比如垂直于纤维方向容易断裂、破碎时易产生锋利的碎片、抗冲击强度低等等。

铝合金是常见的金属材料，并具有较高的强度，铝合金薄板常用于生产行李箱等物件。但单纯使用铝合金材料，由于其刚性和强度不足，常常会因为微小的撞击产生凹坑或者刮花，部分航空公司甚至一度将铝合金行李箱标签为“易碎品”。

由其可见，纤维复合材料或铝合金单独使用，均存在缺陷，但这两种材料的缺陷恰好可以互补。如果能将碳纤维等纤维材料和铝合金一起制备成复合材料，可以有效提高材料整体的刚性\强度和抗冲击性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种纤维加强型铝合金层压复合材料。该复合材料为铝合金与纤维材料的层叠复合材料，层间结合力好，同时具备了铝合金及纤维的优点，并具有了更高的刚性和抗冲击性。

本发明的目的还在于提供制备上述的纤维加强型铝合金层压复合材料的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种纤维加强型铝合金层压复合材料，包括层叠设置的铝合金层和纤维层，相邻层之间通过粘合剂粘接并压合固定，且所述层压复合材料的层叠数为两层或三层；

所述铝合金层的厚度为0.3-1.0mm；所述纤维层的厚度为0.2-0.5mm；

所述层压复合材料的层叠数为两层时，为铝合金层和纤维层的依次层叠结构；

所述层压复合材料的层叠数为三层时，包括外层均为铝合金层、内层为纤维层的层叠结构，或者外层均为纤维层、内层为铝合金层的层叠结构，或者内层为纤维层、两侧外层分别为铝合金层和纤维层的层叠结构。

优选的，所述纤维加强型铝合金层压复合材料的总体厚度为0.5-2.0mm。

优选的，所述铝合金层的材质为铝合金，包括铝硅合金、铝镁合金或铝铜合金；

所述纤维层为纤维预浸布或不含树脂的纤维布，包括碳纤维、凯夫拉纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维中的一种或两种以上的混织物。

更优选的，所述层压复合材料为内层为纤维层、两侧外层分别为铝合金层和纤维层的三层层叠结构时，内层纤维层与外层的纤维层的纤维材质不同。

优选的，所述粘合剂为环氧树脂胶黏剂、固化剂和固化速度调控剂的混合物；且所述层压复合材料的层叠数为两层时，所述粘合剂选用室温固化型粘合剂；所述层压复合材料的层叠数为三层时，所述粘合剂选用加热固化型粘合剂或室温固化型粘合剂。

制备上述任一项所述的一种纤维加强型铝合金层压复合材料，包括如下步骤：

S1、对铝合金的表面进行微弧氧化处理，在铝合金的表面形成微弧氧化层，形成铝合金层材料；

S2、涂覆粘合剂，将铝合金层材料与纤维层材料进行层叠粘接；