专利名称：一种钢骨复合型材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及新材料技术领域，特别涉及一种钢骨复合型材及其制备方法，本发明的钢骨复合型材具有耐高低温、耐酸碱、防火、防腐蚀、防静电、抗老化、强度高、弹性模量大等优点。
背景技术：
型材广泛应用于各个领域中，现行的型材多为钢制型材，现行钢制型材的锈蚀问题是一个经久难解的世界难题，各种涂敷的材料都没有理想的解决永久防腐的问题。在特殊情况下，如蔬菜大棚的高湿微氨环境、海洋湿盐环境、化工酸碱腐蚀环境等即使在钢制型材表面涂敷防腐材料，仍不能起到长期防腐的作用，后期还需要定期防腐，维护费用高。另夕卜，现有的钢制型材强度不足，弹性模量小。为了解决钢制型材的锈蚀问题，工程塑料的应用也越来越广泛，公布号为“CN102898803A”的中国发明专利公开了一种耐磨的工程塑料，包括原始塑料和耐磨塑料，所述原始塑料包括聚碳酸酯、聚醚砜和有机玻璃，所述耐磨塑料包括氟塑料和环氧树脂，各成分重量配比为原始塑料占70%-80%，耐磨速率占20-22%，所述原始塑料和耐磨塑料是通过加热注塑而成的，使制得的耐磨性的工程塑料具有优异的力学性、电性能、化学性能及耐磨性效果。但是工程塑料型材刚性不足，强度不够。因此开发一种耐腐蚀、强度高、弹性模量大的型材意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢骨复合型材及其制备方法，以解决现有技术中的钢制型材不能永久防腐、强度不够、弹性模量小的问题以及解决现有技术中工程塑料型材等强度不够的问题。 本发明的技术方案是这样实现的:一种钢骨复合型材的制备方法，包括以下步骤:I)使用若干固定栓将第一 PVC防腐层与不锈钢层固定连接，每个所述固定栓的一端固定在所述第一 PVC防腐层上，另一端固定在所述不锈钢层上，所述第一 PVC防腐层与所述不锈钢层之间形成第一空腔；2)使用若干固定栓将所述不锈钢层与第二 PVC防腐层固定连接，所述第一 PVC防腐层与所述第二 PVC防腐层分布在所述不锈钢层的两侧；每个所述固定栓的一端固定在所述不锈钢层，另一端固定在所述第二高分子防腐层上，所述不锈钢层与所述第二高分子防腐层之间形成第二空腔；3)按照重量百分比计，将20%_50%氧化镁粉末、15%_40%氯化镁水溶液、5%_20%环氧树脂、2%-10%酚醛树脂、2%-8%玻璃纤维、2%-8%增韧剂、0.1%-1%固化剂、0.05%-0.3%硅酸乙酯、0.02%-0.3%硫酸镁、0.02%-0.3%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以150r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_30分钟,制得流质的磁性复合材料；
4)将步骤3)所述的流质的磁性复合材料注入并充满所述第一空腔，固化后得第一磁性复合材料层；5)将步骤3)所述的流质的磁性复合材料注入并充满所述第二空腔，固化后得第二磁性复合材料层。由本发明的钢骨复合型材的制备方法制备得到的钢骨复合型材，包括依次相接的第一 PVC防腐层、第一磁性复合材料层、不锈钢层、第二磁性复合材料层、第二 PVC防腐层。优选的，所述各固定栓为热熔性材料制备的固定栓。进一步优选的，所述各固定栓的长度相等。作为优选，步骤3)中所述氧化镁粉末为400目-600目的氧化镁粉末。优选的，步骤3)中所述的氯化镁溶液的摩尔浓度为7M-10M。作为优选方案，所述步骤3)为，按照重量百分比计，将30%_40%氧化镁粉末、25%-35%氯化镁水溶液、10%_15%环氧树脂、5%-8%酚醛树脂、3%_5%玻璃纤维、3%_5%增韧剂、0.3%-0.5%固化剂、0.08%-0.12%硅酸乙酯、0.08%-0.12%硫酸镁、0.08%-0.12%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以200r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_15分钟,制得流质的磁性复合材料。作为进一步优选，所述步骤3)为，按照重量百分比计，将40%氧化镁粉末，30%氯化镁水溶液，15%环氧树脂，5%酚醛树脂，5%玻璃纤维，4%增韧剂，0.5%固化剂，0.15%硅酸乙酯，0.2%硫酸镁，0.15%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以200r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5-15分钟，制得 流质的磁性复合材料。本发明钢骨复合型材的制备方法简单且本发明制备得到的钢骨复合型材具有耐高低温、耐酸碱、防火、防腐蚀、防静电、抗老化、强度高、弹性模量大等优点。适用于比较恶劣的环境，如蔬菜大棚的高湿微氨环境、海洋湿盐环境、化工酸碱腐蚀环境等。本发明的钢骨复合型材可根据具体需要制成各种形状。所述钢骨复合型材的制备方法中，步骤I)使用若干固定栓将所述第一 PVC防腐层与所述不锈钢层固定连接，所述第一 PVC防腐层与所述不锈钢层之间形成第一空腔；步骤
2)使用若干固定栓将所述不锈钢层与所述第二 PVC防腐层固定连接，所述不锈钢层与所述第二 PVC防腐层之间形成第二空腔。步骤I)和步骤2)制得本发明的钢骨复合型材的基本骨架。所述不锈钢层保证了本发明的钢骨复合型材的强度，所述第一 PVC防腐层和所述第二高PVC防腐层可以防止本发明的钢骨复合型材被腐蚀同时增加了本发明钢骨复合型材的弹性模量。所述钢骨复合型材的制备方法中，步骤3)按照重量百分比计，将20%_50%氧化镁粉末、15%-40%氯化镁水溶液、5%-20%环氧树脂、2%-10%酚醛树脂、2%_8%玻璃纤维、2%_8%增韧剂、0.1%-1%固化剂、0.05%-0.3%硅酸乙酯、0.02%-0.3%硫酸镁、0.02%-0.3%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以150r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_30分钟,制得流质的磁性复合材料；所述步骤3)和步骤4)用磁性复合材料填充步骤I)与步骤2)中得到的所述第一空腔和第二空腔，制得本发明的钢骨复合型材。所述磁性复合材料的填充进一步增加了本发明的钢骨复合型材的强度，并且进一步增加了本发明的钢骨复合型材的弹性模量。步骤3)中，氧化镁粉末与氯化镁溶液反应得到所述磁性复合材料的磁性组分；
环氧树脂与酚醛树脂的作用在于使所述磁性复合材料与所述第一高分子防腐层和所述第二高分子防腐层连接牢固；所述玻璃纤维用于增加所述磁性复合材料的强度；所述增韧剂的作用在于增加所述磁性复合材料的韧度，从而增加本发明的钢骨复合型材的弹性模量；所述固化剂可促进流质的磁性复合材料固化成型；所述硅酸乙酯具有促进氧化镁粉末与氯化镁溶液反应的作用；所述硫酸镁和所述铁铝酸盐可以防止固化过程中产生气泡。所述第一 PVC防腐层和所述第二 PVC防腐层均为PVC材料制备而成，PVC材料强度高，耐腐蚀性好，便宜易得且可以与本发明的钢骨复合型材的磁性复合材料层连接牢固。所述固定栓为热熔性材料制备的固定栓。氧化镁粉末与氯化镁溶液的反应为放热反应，使得所述流质的磁性复合材料温度较高，这个温度可以使得热熔性材料慢慢熔化，使得本发明的钢骨复合型材的磁性复合材料层均匀。所述各固定栓的长度相等可以保证所述不锈钢层与所述第一 PVC防腐层之间的间距处处相等以及保证所述不锈钢层与所述第二 PVC防腐层之间的间距处处相等。步骤3)中所述氧化镁粉末为400目-600目的氧化镁粉末。氧化镁的颗粒越小，其与所述氯化镁溶液的反应速率越快。
图1为本发明一种钢骨复合型材的结构示意图；图2为本发明另一种钢骨复合型材的结构示意图；图3为本发明的制备钢骨复合型材的工艺流程图。其中，1-第一 PVC防腐层，2-第一磁性复合材料层，3-不锈钢层，4_第二磁性复合材料层，5-第二 PVC防腐层。
具体实施例方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1:如图1所示，一种板状的钢骨复合型材，包括依次相接的第一PVC防腐层1、第一磁性复合材料层2、不锈钢层3、第二磁性复合材料层4、第二 PVC防腐层5。如图3所示，本实施例的钢骨复合型材的制备方法，包括以下步骤:I)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将第一 PVC防腐层I与不锈钢层3固定连接，每个固定栓的一端固定在第一 PVC防腐层I上，另一端固定在不锈钢层3上。第一PVC防腐层I与不锈钢层3之间形成第一空腔；2)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将不锈钢层3与第二 PVC防腐层5固定连接，每个固定栓的一端固定在不锈钢层3上，另一端固定在第二 PVC防腐层5上。不锈钢层3与第二 PVC防腐层5之间形成第二空腔；3)按照重量百分比计，将40%的400目-600目氧化镁粉末，30%摩尔浓度为7M的氯化镁水溶液，15%环氧树脂，5%酚醛树脂，5%玻璃纤维，4%增韧剂，0.5%固化剂，0.15%硅酸乙酯，0.2%硫酸镁，0.15%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以200r/min的搅拌速度搅拌5-15分钟，制得流质的磁性复合材料；4)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第一空腔，固化后得第一磁性复合材料层；5)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第二空腔，固化后得第二磁性复合材料层。实施例2:如图1所示，一种板状的钢骨复合型材，包括依次相接的第一PVC防腐层1、第一磁性复合材料层2、不锈钢层3、第二磁性复合材料层4、第二 PVC防腐层5。如图3所示，本实施例的钢骨复合型材的制备方法，包括以下步骤:I)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将第一 PVC防腐层I与不锈钢层3固定连接，每个固定栓的一端固定在第一 PVC防腐层I上，另一端固定在不锈钢层3上。第一PVC防腐层I与不锈钢层3之间形成第一空腔；2)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将不锈钢层3与第二 PVC防腐层5固定连接，每个固定栓的一端固定在不锈钢层3上，另一端固定在第二 PVC防腐层5上。不锈钢层3与第二 PVC防腐层5之间形成第二空腔；3)按照重量百分比计，将35%的400目-600目氧化镁粉末，35%摩尔浓度为8M的氯化镁水溶液，10%环氧树脂，10%酚醛树脂，4%玻璃纤维，5%增韧剂，0.5%固化剂，0.2%硅酸乙酯，0.15%硫酸镁，0.15%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以260r/min的搅拌速度搅拌5-15分钟，制得流质的磁性复合材料；4)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第一空腔，固化后得第一磁性复合材料层；5)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第二空腔，固化后得第二磁性复合材料层。实施例3:如图2所示，一种管状的钢骨复合型材，包括依次相接的第一PVC防腐层1、第一磁性复合材料层2、不锈钢层3、第二磁性复合材料层4、第二 PVC防腐层5。如图3所示，本实施例的钢骨复合型材的制备方法，包括以下步骤:I)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将第一 PVC防腐层I与不锈钢层3固定连接，每个固定栓的一端固定在第一 PVC防腐层I上，另一端固定在不锈钢层3上，这样可以保证第一 PVC防腐层I与不锈钢层3同心。第一 PVC防腐层I与不锈钢层3之间形成第一空腔；2)使用若干长度相等的热熔性材料的固定栓将不锈钢层3与第二 PVC防腐层5固定连接，每个固定栓的一端固定在不锈钢层3上，另一端固定在第二 PVC防腐层5上，这样可以保证不锈钢层3与第 二 PVC防腐层5同心。不锈钢层3与第二 PVC防腐层5之间形成
第二空腔；
3)按照重量百分比计，将45%的400目-600目氧化镁粉末，30%摩尔浓度为IOM的氯化镁水溶液，8%环氧树脂，8%酚醛树脂，4%玻璃纤维，4%增韧剂，0.5%固化剂，0.1%硅酸乙酯，0.2%硫酸镁，0.2%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以300r/min的搅拌速度搅拌5-15分钟，制得流质的磁性复合材料；4)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第一空腔，固化后得第一磁性复合材料层；5)采用气压注射机将步骤3)制得的流质的磁性复合材料注入并充满第二空腔，固化后得第二磁性复合材料层。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内， 所作 的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种钢骨复合型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)使用若干固定栓将第一PVC防腐层与不锈钢层固定连接，每个所述固定栓的一端固定在所述第一 PVC防腐层上，另一端固定在所述不锈钢层上，所述第一 PVC防腐层与所述不锈钢层之间形成第一空腔； 2)使用若干固定栓将所述不锈钢层与第二PVC防腐层固定连接，所述第一 PVC防腐层与所述第二 PVC防腐层分布在所述不锈钢层的两侧；每个所述固定栓的一端固定在所述不锈钢层，另一端固定在所述第二高分子防腐层上，所述不锈钢层与所述第二高分子防腐层之间形成第二空腔； 3)按照重量百分比计，将20%-50%氧化镁粉末、15%-40%氯化镁水溶液、5%_20%环氧树脂、2%-10%酚醛树脂、2%-8%玻璃纤维、2%-8%增韧剂、O. 1%-1%固化剂、O. 05%-0. 3%硅酸乙酯、O. 02%-0. 3%硫酸镁、O. 02%-0. 3%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以150r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_30分钟,制得流质的磁性复合材料； 4)将步骤3)所述的流质的磁性复合材料注入并充满所述第一空腔，固化后得第一磁性复合材料层； 5)将步骤3)所述的流质的磁性复合材料注入并充满所述第二空腔，固化后得第二磁性复合材料层。
2.如权利要求I所述的钢骨复合型材的制备方法，其特征在于所述各固定栓为热熔性材料制备的固定栓。
3.如权利要求2所述的钢骨复合型材的制备方法，其特征在于所述各固定栓的长度相等。
4.如权利要求I所述的钢骨复合型材的制备方法，其特征在于步骤3)中所述氧化镁粉末为400目-600目的氧化镁粉末。
5.如权利要求I所述的钢骨复合型材的制备方法，其特征在于步骤3)中所述的氯化镁溶液的摩尔浓度为7M-10M。
6.如权利要求2所述的钢骨复合型材的制备方法，其特征在于所述步骤3)为，按照重量百分比计，将30%-40%氧化镁粉末、25%-35%氯化镁水溶液、10%_15%环氧树脂、5%-8%酚醛树脂、3%-5%玻璃纤维、3%-5%增韧剂、O. 3%-0. 5%固化剂、O. 08%-0. 12%硅酸乙酯、O. 08%-0. 12%硫酸镁、O. 08%-0. 12%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以200r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_15分钟,制得流质的磁性复合材料。
7.如权利要求6所述的制备钢骨型复合型材的方法，其特征在于所述步骤3)为，按照重量百分比计，将40%氧化镁粉末，30%氯化镁水溶液，15%环氧树脂，5%酚醛树脂，5%玻璃纤维，4%增韧剂，O. 5%固化剂，O. 15%硅酸乙酯，O. 2%硫酸镁，O. 15%铁铝酸盐按照顺序加入反应容器混合，然后以200r/min-300r/min的搅拌速度搅拌5_15分钟,制得流质的磁性复合材料。
8.如权利要求1-7任一项所述的钢骨复合型材，其特征在于包括依次相接的第一PVC防腐层、第一磁性复合材料层、不锈钢层、第二磁性复合材料层、第二 PVC防腐层。
全文摘要
本发明公开了一种钢骨复合型材及其制备方法，以解决现有技术中的钢制型材不能永久防腐、强度不够、弹性模量小的问题以及解决现有技术中工程塑料型材等强度不够的问题。本发明的钢骨复合型材，包括依次相接的第一PVC防腐层、第一磁性复合材料层、不锈钢层、第二磁性复合材料层、第二PVC防腐层。本发明的钢骨复合型材具有耐高低温、耐酸碱、防火、防腐蚀、防静电、抗老化、强度高、弹性模量大等优点，且本发明的钢骨复合型材制备方法简单，易于产业化。
文档编号B32B27/08GK103252943SQ2013101571
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者柴鹏, 柴新亮 申请人:潍坊泰潍农业科技有限公司