复合制品、其制造方法以及用途技术

本发明专利技术涉及一种复合制品，所述复合制品包括厚度为至少０．２５ｍｍ的金属板和至少两个单向板，其中，所述金属板中的所述金属具有至少３５０℃的熔点，并且其中所述单向板包括至少２个由单向取向的高性能纤维制成的单层，单层中的所述纤维方向与相邻单层中的纤维方向成角度α。本发明专利技术进一步涉及用于制造复合制品的方法以及所述复合制品在建筑结构、交通工具和防弹应用中的用途，尤其用在加热和火烤条件下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合制品、其制造方法以及用途本专利技术涉及一种复合制品、其制造方法以及所述复合制品的用途。 根据本专利技术的复合制品包括金属板和至少两个单向板。 根据本专利技术的复合制品非常适于用在建筑结构、交通工具和防弹应用中，尤其用在加热和火烤条件下。在特定实施方式中，根据本专利技术的复合制品是阻燃的。由WO 2004/033196A2已知含有金属板和至少两个单向板的复合制 品。这篇出版物公开了一种包括至少3层的复合制品，其中第一层是厚度 介于12.7至127微米之间的金属箔(优选铝箔)；第二层是结合材料；第 三层包括多个聚合纤维在基质中的网络层。所公开的结合材料要么是本身 耐火的要么与如下添加剂混合制备，所述添加剂例如为以磷和/或氮和/或 如溴和氯的卤素为基础的添加剂和/或例如氧化锑和硫化锑的无机添加剂。 WO 2004/033196A2的实施例1公开了一种由7层对称结构组成的复合制 品，其中76微米的铝箔作为弁1层和#7层；由膨胀环氧树脂和玻璃泡组 成的树脂组合物作为弁2层和#6层；由氧化锑(Sb203)、十溴二苯基醚 和多氯化石蜡在丙烯酸酯树脂中的共混物组成的压敏膜状粘合剂作为弁3 层和弁5层；最后中间层井4由50层在环氧乙烯基酯粘合剂中单向排列的 高强度聚乙烯纤维组成，其中相邻各层中的聚乙烯纤维彼此之间成90°取 向。根据WO 2004/033196 A2的复合制品的缺点在于，所使用的阻燃添加 剂包含卤素或重金属。在加热期间，尤其在火烤期间，这些阻燃添加剂产 生高毒性和/或腐蚀性的气体。上述气体对人体非常有害。而且，这种腐蚀 性气体对于诸如飞机和船舶的交通工具中的例如高技术电子设备也是有害 的。本专利技术的目的在于，提供一种复合制品，该复合制品包含少量卤代阻 燃添加剂，或者所述复合制品根本不使用卤代阻燃添加剂。采用本专利技术的复合制品实现了上述目的，所述复合制品包括金属板和至少两个单向板，其中，所述金属板的厚度为至少0.25 mm，所述金属板 中的所述金属具有至少35(TC的熔点；其中所述单层板包括至少2个由单 向取向的高性能纤维和可选粘合剂制成的单层，单层板中的所述纤维方向 与相邻单层板中的纤维方向成角度a。所述金属板和所述单向板彼此之间 优选充分地互相连接，这意味着金属板和单向板在常规使用条件(例如室 温)下不会分层。常规使用条件不包括阻燃性能测试和在高温下进行的测 试(所谓的加速测试)。本专利技术的另一优点在于，它提供了一种结构比WO2004/033196A2中 公开的结构更简单、具有较少层的复合制品。优选地，本专利技术的复合制品是阻燃的，这可以通过这些制品通过了 ISO 4589-3的可燃温度阻燃测试的事实来判定。在本申请中，通过ISO 4589-3的阻燃测试意味着，复合制品在所述测试中的可燃温度达到至少 200°C。可供选择地或者除此以外，本专利技术的复合制品通过了 International Maritime Organisation (IMO) Fire Test Procedure (FTP) Codes 1998， Part 2 (包括对防水壁、墙壁和天花板根据IMO FTP Code的附录1的第5部分 进行评估的修订MSC/Circ. 1008和IMO FTP Resolution A.653(16))发烟测 试和毒性测试。根据本专利技术的复合制品包括金属层。所述金属板中的所述金属必需具 有至少35(TC、更优选至少50(TC、最优选至少600'C的熔点。合适的金属 包括铝、镁、钛、铜、镍、铬、铍、铁和铜，包括它们的合金，例如钢和 不锈钢，铝与镁的合金(所谓的5000系铝)，铝与锌和镁的合金或铝与 锌、镁和铜的合金(所谓的7000系铝)。所述合金中，例如铝、镁、钛 和铁的含量优选为至少50 wt%。优选的金属板包括铝、镁、钛、镍、铬、 铍、铁(包括它们的合金)。更优选地，金属板以铝、镁、钛、镍、铬、 铁和它们的合金为基础。这使得轻质复合制品具有良好的耐久性。甚至更 优选地，金属板中的铁及其合金具有至少500的Brinell硬度。最优选地， 金属板以铝、镁、钛和它们的合金为基础。这得到具有最高的耐久性的最 轻的复合制品。本申请中耐久性意指，复合材料在暴露于热量、湿气、光线和UV辐射的条件下的寿命。对于本专利技术的复合制品，金属板的厚度必需为至少0.25 mm。更优选 地，金属板的厚度为至少0.5 mm。这获得了良好的阻燃性能。最优选地， 金属板的厚度为至少0.75 mm。这获得了甚至更佳的阻燃性能。对金属板 的厚度，没有最大厚度的限制。 一般而言，可以选择的最大厚度为50 mm，较大的厚度对阻燃性能仅具有有限的额外改善。金属层的最大厚度 优选为40 mm,金属层的厚度更优选为30 mm。这获得了重量和阻燃性能 之间的最佳平衡。在这种除了阻燃性能还需要改善的防弹性能的情况下， 较厚的金属板对于本专利技术的复合制品的防弹性能有益。在这种情况下，最 小的厚度优选为5 mm。金属板的最大厚度在这种情况下可以通过所需水 平的防弹性能来确定，并且可以通过常规实验来核实， 一般小于50mm。为了改善金属板与单向板的粘附性，可选对其进行预处理。对金属板 的适当预处理包括机械处理，例如通过打磨或研磨粗糙化或清洁表面； 化学刻蚀，例如采用硝酸进行化学刻蚀；以及与聚乙烯膜层合。在另一实 施方式中，可以在金属板和单向板之间施加粘结层，例如胶。上述胶可以 包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或乙烯基酯树脂。在由单向取向纤 维制成的单层中的高性能纤维是有机纤维的情况下，粘结层可以进一步包 括以纺织和无纺方式的无机纤维层。粘结层中的无机纤维优选是纺织的。 纺织或无纺方式的无机纤维层的重量可以在50至750 g/n^的范围内，优 选在100至500 g/r^的范围内。上述无机纤维优选是玻璃纤维或碳纤维。 上述无机纤维更优选是玻璃纤维，包括E-玻璃和高强度玻璃(有时也被称 为'S，玻璃)。这样的层改善了能量由金属向由单向取向的有机纤维制成的 单层的传递。在特定实施方式中，可以通过诸如螺丝钉固定、螺栓固定和锁扣固定 (snap fit)的机械方式将金属板连接到至少两个单向板上。在根据本专利技术的复合制品中，金属板面向单向板。如果需要，例如由 于挺度的原因，可以将至少2个单向板夹在2个金属板之间。可以在上述 范围内对这2个金属板中每一个的类型和厚度独立地进行选择。根据本专利技术的复合制品包括单向板。这些单向板(也可以称为单向层)包括由单向取向的高性能纤维和粘合剂制成的单层。术语"单向高性 能纤维的单层"指由单向取向的高性能纤维(即一个平面上基本上平行取 向的高性能纤维)制成的层。根据本专利技术的复合制品包括至少2个单向板，优选包括至少40个单 向板，更优选包括至少80个单向板，甚至更优选包括至少120个单向 板，最优选包括至少160个单向板。单向板中的纤维方向与相邻单向板中 的纤维方向成角度a。所述角度a优选介于5至90°之间，更优选介于45 至90°之间，最优选介于75至90°之间。术语"高性能纤维"不仅包括单丝，还包括多丝纱线或扁平条带。扁 平条带的宽度优选介于2mm至100mm之间，更优选介于5 mm至60 mm 之间，最优选介于10mm至40mm之间。扁平条带的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合制品，所述复合制品包括金属板和至少两个单向板，其中，所述金属板的厚度为至少０．２５ｍｍ，所述金属板中的所述金属具有至少３５０℃的熔点，并且其中所述单向板包括至少２个由单向取向的高性能纤维制成的单层，单层中的所述纤维的方向与相邻单层中的所述纤维的方向成角度α。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫范耐克，吉恩休伯特马里伯格尔斯，斯迪恩丹德拉帕，亚历山大沃克尔彼得斯，约翰娜范俄布格，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]