[发明专利]ECTFE与FRP复合板材

说明书

本发明公开了一种ECTFE与FRP复合板材，在ECTFE表面采用热压植入工艺，将纤维植入板材表面，实现板材与纤维的机械连接，外露部分纤维又与增强的玻璃钢通过树脂胶接连接。形成了ECTFE层、纤维插入层、纤维胶接层、FRP层、胶衣层的多层复合结构板材。本申请综合了两种材料的特点，具有ECTFE优异的耐腐蚀性能与FRP材料高强力学性能。

技术领域

本发明涉及一种层状复合材料。

背景技术

在化工行业的许多工序中介质腐蚀性强，特别是酸碱交替的环境。所以许多化工箱体类、容器类设备，由于局部腐蚀的原因或导致性能下降达不到涉及寿命要求。提高了企业的生产成本，不利企业的稳定经营。

ECTFE属于氟塑料产品，其具有优异的耐腐蚀性能，即使在酸碱交替的环境下也具有优良的耐腐蚀性能；同时ECTFE具有极低的水蒸汽渗透率，用较小的厚度即可满足设备耐腐蚀和抗渗漏要求。但是，ECTFE在具有优良性能的同时，也具有氟类材料的弊端：价格昂贵，成型工艺性差、机械性能不佳，又是无极性材料，用化学方法几乎不可能粘结其它材料。如果单纯作为一种在强腐蚀性环境中使用的结构材料是很不经济的。

发明内容

发明目的：

提供一种外层成本较低、内层耐腐蚀性好、粘接牢固的ECTFE与FRP复合板材。

技术方案：

本申请的ECTFE与FRP复合板材，采用ECTFE（乙烯与三氟乙烯的共聚物）表面采用热压植入工艺，将纤维基本均匀植入表面熔融的板材表面，实现板材与纤维的机械连接，外露部分纤维又能很好地与增强的玻璃钢通过树脂胶接连接。形成了ECTFE层、纤维插入层、纤维胶接层、FRP层、胶衣层的多层复合结构板材。解决了非极性塑料与玻璃钢界面剪切强度低的问题，实现了两种材料的优点综合。

植入纤维是熔点高于ECTFE的玻璃纤维、碳纤维、棉麻纤维，非低熔点的高分子纤维。优选玻璃纤维或者高熔点的高分子纤维，容易插入熔融的ECTFE表面后冷却凝结，又容易与FRP用树脂胶粘接；纤维可以先采用CCl4等非极性溶剂或者沸点较高的KH560硅烷偶联剂浸泡，提高其与非极性的ECTFE材料的亲和力。进一步优选方案—将玻璃纤维或者高熔点高分子纤维（如聚酰亚胺纤维）的一端先经过高于各自熔点的局部加热的热缩处理，使得这端的纤维直径变大，便于插入熔融的ECTFE表面中并冷凝后锚固在其中，增加连接的强度。甚至可以在直径变大的纤维那一端加工出一个针孔（如采用激光穿孔），使得这一端植入熔融（熔融温度高于ECTFE熔点、低于玻璃纤维或者高熔点高分子纤维的熔点，使得ECTFE表面熔融时，植入纤维不会熔融，保持粗端的形状或针孔结构）的ECTFE表面后， ECTFE熔融凝固后会形成一根丝线穿越针孔后与其它部位连接成一体，在ECTFE凝固时，使得植入纤维与ECTFE丝线相互牵拉，锚固与丝线牵拉的结合，使得植入纤维与ECTFE的结合更为牢固，除非结构破坏，否则不会剥离。

本项目我们拟开发ECTFE复合FRP新技术，采用热压植入工艺，先将纤维均匀植入入熔融的ECTFE板材表面约0.5-1MM，纤维外露0.5-2mm；接着涂敷树脂胶，然后将FRP板材贴合，最后通过层压机将他们热压复合再一起，实现板材与纤维的机械连接。植入的纤维能够较好地与ECTFE连接，外露部分纤维能很好地与增强的玻璃钢连接。解决了非极性塑料与玻璃钢界面剪切强度低的问题。同时改复合板材为酸碱交替等强腐蚀化学环境（尤其ECTFE的那面接触腐蚀性物质）的化工设备设计与制造提供一种新型技术，提高化工生产中设备的可靠性和使用寿命，为化工类企业的节能减排的实施提供一种新的选择。

本申请中，优选ECTFE板材厚度1-3mm（比较经济），纤维插入层0.5-1mm，纤维胶接层0.5-2mm，2-10mmFRP层（力学强度较好）。