[發明專利]一種多層包覆型材及其制備方法

在審

• 申請號: 201911394104.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113124306A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王彬;岳清瑞
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: F16S5/00
• 分類號: F16S5/00;B29C39/12
• 代理公司: 北京領科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11690
• 代理人: 張丹

本發明提供了一種多層包覆型材，所述型材包括至少一層皮層和至少一層芯材，在所述型材的橫截面上，皮層對芯材閉環式或半閉環式包覆。所述型材可以包括多層皮層和芯材，多層皮層和芯材可交替包覆，同一外皮側內部也可以設有多層所述芯材。所述皮層和芯材的材質多樣化，根據建筑型材的具體要求，選擇具有一定承載力或具有一定功能性，或兼具承載力和功能性的材料作為芯材。皮層表面光滑美觀，具有較高一定強度、耐腐蝕性和熱塑性，可一次模壓成型制成皮層結構，后填充芯材；也可以根據芯材的具體形狀進行針對性的外層包覆，最終形成具有一定外部形狀的型材，且整體結構性能符合實際需用要求。

技術領域

本發明屬于復合型建筑型材技術領域，具體涉及一種多層包覆型材及其制備方法。

背景技術

熱塑性樹脂具有耐腐蝕、抗沖擊、可循環利用、熱加工性能好、設計自由度高等優點。在對承載力要求較高的結構中，熱塑性樹脂可與高性能纖維復合使用其與高性能纖維增強體復合，在輕質高強方面優異性能更加凸顯，能實現高性能材料的低成本快速制備，且滿足建筑工程的高效能、快速施工、長效免維護等方面的重大需求。在對承載力要求較高的結構中，熱塑性樹脂可與高性能纖維復合使用。目前纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的基本形式通常為預浸料，應用領域主要為航空航天飛行器，工藝技術通常為預浸料層層堆疊鋪層后粘結在一起，形成具體的結構形式。

受限于預浸料單一的平面結構，無法滿足建筑、交通、能源等領域對具有一定空間結構，且承載力和功能性兼具的型材的需求。

專利CN201610764666.3提供了一種輕質低成本抗沖擊性預浸料復合板材，復合板是由預浸料上表皮、功能性芯材、預浸料下表皮復合的三明治結構，功能性芯材是短切玻璃纖維增強熱塑性樹脂預浸料、單向長纖維預浸料、網格玻纖布、編織纖維預浸料的一種或者幾種的疊加，預浸料上、下表皮為多層短切玻璃纖維增強熱塑性樹脂的復合材料的相互疊加，各層之間的疊加是同方向或者異方向的疊加。

專利CN201610526251.2公開了一種發泡夾芯材料及其制造方法和應用，發泡夾芯材料是由發泡的熱塑性樹脂芯層和纖維增強的熱塑性樹脂復合材料皮層組成的三層夾芯結構，其中芯層和皮層的熱塑性樹脂為同一種熱塑性樹脂。發泡夾芯材料的制造方法采用熱復合和冷壓方式將芯層和皮層復合，避免了使用粘接材料，從而進一步地使發泡夾芯材料的材料成分單一，便于更方便和容易的回收利用。

目前的熱塑性樹脂及熱塑性樹脂基復合材料主要應用于板式復合型材，其中內部芯材的材料種類較少，功能性單一，受力情況主要考慮沿板長度方向單向方向受力情況，整體型材不耐彎折，抗壓能性能較低，應用范圍較窄；采用多層平鋪疊加的形式，工藝相對復雜，長久使用容易分層和脫落；目前主要復合型材無法滿足多維尺寸、強度、韌性、應力功能性等耦合效應較優的其他類型建筑型材要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種多層包覆型材，所述型材包括至少一層皮層和至少一層芯材，在所述型材的橫截面上，皮層對芯材閉環式或半閉環式包覆，所述皮層的材質選自熱塑性樹脂或熱塑性樹脂基復合材料，所述芯材為功能性芯材。

在所述型材的橫截面上，皮層對芯材360度包覆，即皮層對內部芯材為閉環式包覆，或者皮層對芯材進行半閉環式包覆，即具有開口，包覆芯材的三個側面或相鄰的兩個側面。傳統的多層復合建筑型材多采用類似三明治結構，只對內部芯材的上下兩面覆蓋，芯材的左右兩側裸露，且多為板狀型材，這樣這種最常見的結構具有各層之間結合不牢固，長久使用容易分層脫落的缺點。本發明所述型材的皮層將對內部芯材的四周側面均進行周向均勻包覆，在橫截面上看，皮層對芯材形成閉環式360度包覆，或者包覆芯材的三個側面或相鄰的兩個側面，這樣的結構使得皮層與芯材的結合更加緊密，實際長期使用受力過程中不易導致結構失效脫落。