專利名稱：一種集多項(xiàng)隱形技術(shù)於一體的塑料夾鋁復(fù)合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
塑料夾鋁復(fù)合板屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，它為軍事領(lǐng)域提供了一種集多項(xiàng)隱形技術(shù)于一體的隱形材料，具體涉及到塑料夾鋁復(fù)合板的結(jié)構(gòu)、隱形機(jī)理、復(fù)合方式、制作方法、生產(chǎn)設(shè)備的研制以及在應(yīng)用過程中的一些具體問題。
背景技術(shù)：
“雷達(dá)”和“隱形材料”是“矛”和“盾”的關(guān)系。不管具備何種功能的雷達(dá)都脫離不了“發(fā)射雷達(dá)波”和“解算回波”兩個(gè)基本要素，因此，只要有一種能夠吸收和承載雷達(dá)波，而且能夠隱蔽或改變武器裝備各種特征信號的材料，用來取代武器裝備的鋼鐵外殼或?qū)⑽淦餮b備致于用該材料制做的、可以自動開關(guān)的防護(hù)罩之中，就能使敵方雷達(dá)失靈?！盁崴苄运芰稀焙汀盁峁绦运芰稀笔且环N柔韌材料，會輕易被雷達(dá)波射入。但是，由于該塑料的可加工性、堅(jiān)挺性、抗沖撞能力等機(jī)械性能非常低下，同時(shí)，在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中(包括雷達(dá)波的射入過程)，會產(chǎn)生和存集大量“靜電”，使熱塑性塑料或熱固性塑料在隱形技術(shù)中被冷落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的塑料夾鋁復(fù)合板就是針對上述可以隱形的塑料所存在的問題，設(shè)計(jì)提供的新型復(fù)合材料，既保留了該塑料優(yōu)良的吸收和承載功能，又因?yàn)樵鰪?qiáng)體鋁帶的存在，大幅度提高了該復(fù)合材料的可應(yīng)用性和可加工性，而且，在應(yīng)用過程中，塑料基體集存的和應(yīng)用過程中不斷產(chǎn)生的靜電，通過鋁帶、緊固螺栓和金屬支架進(jìn)入機(jī)體，使塑料夾鋁復(fù)合板成為防靜電材料。I.結(jié)構(gòu)。在軍事領(lǐng)域用作隱形材料的是多層增強(qiáng)體加厚型塑料夾鋁復(fù)合板，其塑料基體“I”是PE等熱塑性塑料或熱固性塑料，表面呈花紋狀，之后從上到下依次是由直徑O. 2
O.5mm的招絲(或合金絲)編織的，網(wǎng)孔為2 5mm的大孔濾波網(wǎng)“2”;由直徑O. I O. 3mm鋁絲(或合金絲)編織的，網(wǎng)孔為O. 5 I. 5mm的小孔濾波網(wǎng)“3”;對孔壁進(jìn)行45°倒角的打孔鋁帶“4”；打孔鋁帶“5” "·Ν層(圖3)。2.隱形機(jī)理。因?yàn)樗芰蠆A鋁復(fù)合板的塑料基體屬于高聚物吸波材料，材質(zhì)柔韌，其表面呈花紋狀，所以，該復(fù)合板能夠最大限度地吸收投射到它表面的雷達(dá)波，減少或避免發(fā)生直接反射。當(dāng)雷達(dá)波射入復(fù)合板體內(nèi)以后，發(fā)生了這樣幾種情況一是沿著射入時(shí)發(fā)生的折射方向繼續(xù)傳播，但是，其能量開始發(fā)生較大幅度衰減；二是在傳播過程中兩次沖撞濾波網(wǎng)并發(fā)生衍射，其強(qiáng)度被兩次分散，能量被一再衰減，在這種情況下又沖撞鋁帶，不管沖撞后發(fā)生反射還是折射，都又一次造成能量的大幅衰減；三是以各種角度傳播之雷達(dá)波沖撞鋁帶和倒角孔壁時(shí)，將發(fā)生各種層面和各種角度的無規(guī)則交叉折射并傳播到下一層鋁帶，使雷達(dá)波在塑料夾鋁復(fù)合板體內(nèi)發(fā)生一次又一次地垂直對撞和相干，最終能量衰減乃至消失，達(dá)到有效吸收雷達(dá)波的目的。塑料夾鋁復(fù)合板還能夠隱蔽、抑制和吸收被防護(hù)的武器裝備工作時(shí)所發(fā)出的各種波線，改變武器裝備自身的紅外、聲頻、磁力線、電磁波等特征信號，破解采用“被動手段”，利用被偵察目標(biāo)散發(fā)的特征信號達(dá)到偵察目的的探測手段。3.復(fù)合方式。該板是將基體所選用的基料以熱熔態(tài)與浸過膠的鋁帶共擠出，經(jīng)過重復(fù)加壓復(fù)合以后水冷成形。這里采用了兩種復(fù)合方式一種其增強(qiáng)體是片狀鋁帶，塑料基體和鋁帶之間僅依靠熱熔膠的黏結(jié)力復(fù)合在一起，這種復(fù)合方式是“片狀復(fù)合方式”(圖I);另一種其增強(qiáng)體是打孔鋁帶，它的復(fù)合不僅依靠熱熔膠的黏結(jié)力，還依靠塑料基體通過打孔鋁帶的孔隙將鋁帶裹于體內(nèi)，產(chǎn)生相互制衡的效果，這種復(fù)合方式是“分散型復(fù)合方式”(圖2)。相比之下，前者拉抻強(qiáng)度相對較高、抗沖撞能力較強(qiáng)、氣密性較好并具有零氧滲透率，后者則具有更加優(yōu)良的復(fù)合性能、耐寒性能、耐冷熱交變性能、抗振性能、抗疲勞性能，而且不發(fā)生龜裂。4.塑料基體配料的選擇。 (I)塑料基體多采用高、中、低密度PE等作為基料，熱熔膠則選擇與所選基料親和性相對較強(qiáng)的乙烯-丙烯酸共聚物熱熔膠。(2)在需要的時(shí)候，可通過“交聯(lián)法”使PE改性為“交聯(lián)PE”，其物理性能較普通PE提高一個(gè)級別。交聯(lián)PE屬于熱固性塑料，不能回收再利用，因此，非必須而不使用。(3)在片狀復(fù)合方式中，必須通過涂佈熱熔膠進(jìn)行復(fù)合。在分散型復(fù)合方式中可以用“基料”取代熱熔膠，以降低成本，為提高其親和性可在該基料中填加2 5%丙烯酸單體，為保證鋁帶各孔隙能被充分充填，還需適當(dāng)提高基料的溫度。5.連接和應(yīng)用。塑料夾鋁復(fù)合板的連接手段為粘、鉚、幫、榫卯、鎖塊、栽銷等方法。對平面連接或弧面連接采用槽口榫并輔之以膠粘和鎖塊；銳角連接或鈍角連接，采用燕尾榫并輔之以膠粘和鎖塊。塑料夾鋁復(fù)合板具有堅(jiān)固、韌性好、質(zhì)輕、拉抻強(qiáng)度高、耐寒、耐冷熱交變、不銹蝕、不導(dǎo)電、隔熱防潮、導(dǎo)熱系數(shù)低于鋼材的1%等特性。在為各型導(dǎo)彈、各型火箭炮等武器裝備提供自動開啟和關(guān)閉的隱形防護(hù)裝置、隱形列車車廂和隱形集裝箱以及制造隱形艦艇、隱形船舶、隱形智能水雷、輕型裝甲車、無樑柱半球形隱形倉庫和隱形廠房等領(lǐng)域以多層增強(qiáng)體加厚型復(fù)合板為主。在汽車領(lǐng)域應(yīng)用和與混凝土樓架、大口徑鋁塑復(fù)合管、聚苯泡沫等綜合配置，取代傳統(tǒng)建筑材料，則以一 二層增強(qiáng)體薄型復(fù)合板為主。


圖I 片狀復(fù)合方式”塑料夾鋁復(fù)合板剖面示意圖。I.塑料基體；2.鋁帶；3.粘接層。圖2分散型復(fù)合方式”塑料夾鋁復(fù)合板剖面示意圖。I.塑料基體；2.鋁帶；3.粘接層。圖3 :多層增強(qiáng)體加厚型塑料夾鋁復(fù)合板剖面示意圖。圖4 :塑料夾鋁復(fù)合板全自動生產(chǎn)線示意圖。圖5 :多層增強(qiáng)體加厚型塑料夾鋁復(fù)合板半機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備示意圖。圖6 :全自動生產(chǎn)線制做塑料夾鋁復(fù)合板的工藝流程示意圖。實(shí)施方案I.制作工藝流程。塑料夾鋁復(fù)合板的制造和生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)是本專利的重要環(huán)節(jié)，也是本項(xiàng)目必須首先要邁的第一步。
(I)用“全自動生產(chǎn)線”制做塑料夾鋁復(fù)合板的工藝流程(2)用“多層增強(qiáng)體半機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備”制做加厚型塑料夾鋁復(fù)合板的工藝流程基料備料 混合加熱 擠出第一層基料 放置第I層浸膠鋁帶 壓實(shí)鋁帶 擠出第2層基料 放置第2層浸膠鋁帶 壓實(shí)鋁帶(如此反復(fù)η次) 多次壓合 水冷 烘干 切邊定尺 打印 包裝 入庫。2.生產(chǎn)設(shè)備的制造(I)全自動生產(chǎn)線的制造(圖4):‘I. ’鋁帶安放在放卷裝置“I”的支架上?！?. ’鋁帶進(jìn)入輸入裝置“2”后，由該裝置下輥驅(qū)動鋁帶運(yùn)行。在I和2之間可設(shè)氬弧對接式焊機(jī)，用來焊接兩卷鋁帶接頭?！?. ’在浸膠池“3”里，由輸膠泵“4”和噴頭“5”向鋁帶上面噴灑膠液，涂膠輥“6”上輥通過滾動整理均勻鋁帶上面之膠液，并將多余之膠液通過孔隙擠到下面。涂膠輥6下輥，通過滾動涂抹上面擠下的膠液，并將沾蘸的膠液向鋁帶下面涂抹。‘4. ’為避免鋁帶下面之膠液聚堆或滴落，由吹風(fēng)機(jī)“7”和冷卻導(dǎo)輥“8”對從浸膠池輸出的浸膠鋁帶進(jìn)行冷確。‘5. ’浸膠鋁帶進(jìn)入擠出機(jī)頭“11”以后，下層擠出機(jī)“10”和上層擠出機(jī)“9”先后
擠出下層基料和上層基料，與浸膠鋁帶共同形成“料流”。(國內(nèi)有許多擠出機(jī)專門生產(chǎn)企業(yè)，可以尋求合作。)‘6. ’料流進(jìn)入整形輥“12”，該裝置起兩個(gè)作用一是均勻和平整厚薄不均和凸凹不平的料流；二是進(jìn)行第一次加壓?！?. ’料流進(jìn)入共擠出模頭“13”以后，將對料流進(jìn)一步加壓整形，并在共擠出過程中使料流表面光滑平整。在設(shè)計(jì)上有兩點(diǎn)需注意一是從12經(jīng)共擠出模頭進(jìn)料口至共擠出模頭出料口的厚度落差必須適度，以避免因進(jìn)料口產(chǎn)生集堆，料流流速急劇轉(zhuǎn)移和壓力失衡引起的基料破碎；二是為防止因出料口剪切應(yīng)力過高引起的基體破裂和暗傷，可通過對料流運(yùn)行速度和基料溫度的調(diào)控以及對共擠出模頭出料口唇部適度倒棱來達(dá)到。‘8. ’料流進(jìn)入復(fù)合壓力輥“14”，經(jīng)滾壓之后，厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求?！?. ’料流進(jìn)入牽引及壓花輥“15”具有三項(xiàng)功能一是料流的運(yùn)行開始由該裝置的下輥驅(qū)動和牽引；二是該輥表面可根據(jù)需要作成某種花紋；三是進(jìn)行最后一次滾壓?！?0. ’料流進(jìn)入移動切割裝置“16”。該裝置由龍門、切刀、軌道、液壓系統(tǒng)、液壓開關(guān)、碰鐵和過渡導(dǎo)輥等組成，龍門在軌道上自由運(yùn)行。當(dāng)料流通過龍門延伸到規(guī)定的尺寸時(shí)，碰撞碰鐵并通過連桿開啟液壓開關(guān)，液壓系統(tǒng)則驅(qū)動龍門跟隨料流同步運(yùn)行，同時(shí)驅(qū)動切刀下行切斷料流，再通過碰撞安裝在刀架上的碰鐵，開啟過渡導(dǎo)輥，使切下之板材快速落入冷卻水槽“17”，同時(shí)，液壓系統(tǒng)自動關(guān)閉卸壓，切刀和龍門則開始復(fù)位。
‘11.，切割后的塑料夾鋁復(fù)合板進(jìn)入17以后，潛水泵開啟，驅(qū)動冷確水循環(huán)，達(dá)標(biāo)
后撈出吹干?！?2. ’由切邊機(jī)“18”按設(shè)計(jì)規(guī)格切邊定型?！?3. ’由打印機(jī)“19”按設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)位置打印?！?4. ’由包裝機(jī)“20”進(jìn)行包裝?！?5. ’入庫。(如果需要進(jìn)行“交聯(lián)”，只將交聯(lián)劑混合於基料之中即可，在庫存過程中自動完成交聯(lián)。)
‘16. ’全自動生產(chǎn)線各裝置的運(yùn)行，由“電腦控制臺”控制，電腦控制臺的制造可參考鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線的電腦控制臺。(2)多層增強(qiáng)體半機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備的制造(圖5)?！甀. ’擠出機(jī)頭“4”安裝在龍門支架上，龍門支架兩側(cè)的柱腳緊固在床身“I”前后兩側(cè)?！?. ’軌道“2”安裝在床身I上，復(fù)合床頭“6”在該軌道上運(yùn)行，6右端裝有快速驅(qū)動棍?！?. ’基料從擠出機(jī)頭“4”擠出的同時(shí)，開啟開關(guān)“3”，6開始從床身左端以與4擠出速度相等的速度向右運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行至設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，碰撞碰鐵，開啟相關(guān)液壓開關(guān)，驅(qū)使6停止運(yùn)行，并封堵4出料口，使擠出機(jī)腔內(nèi)壓力劇增，迫使回流閥門開啟，熔態(tài)基料則進(jìn)入回流通道進(jìn)行小循環(huán)，同時(shí)驅(qū)動安裝在4出口處的切刀下行，切斷基料流，當(dāng)切刀上行，出料口開啟之時(shí)，擠出腔內(nèi)卸壓，回流閥門關(guān)閉，恢復(fù)擠出程序?；蠑D出速度和6的運(yùn)行速度必需同步，否則將引起基料料流聚堆或破碎?！?. ’鋁帶提前浸膠，冷凝后備用，使用時(shí)，將浸膠鋁帶裝入鋁帶輸入車“7”內(nèi)，以低于所選熱熔膠的熔點(diǎn)5 10°C恒溫，由傳遞系統(tǒng)完成鋁帶安放?！?. ’ 6向左運(yùn)行時(shí)，鋁帶壓輥“5”自動下落，以設(shè)計(jì)的力度在鋁帶上滾動壓實(shí)，停止運(yùn)行后，即恢復(fù)原位，完成一次復(fù)合動作?！?. ’經(jīng)過N次復(fù)合動作之后，復(fù)合料流“9”由驅(qū)動輥驅(qū)動，進(jìn)入由三對(或四對)壓力輥組成的壓合裝置“8”，每對壓力輥之間的高度，必須合理遞減，至最后一對需達(dá)到板材厚度的設(shè)計(jì)要求。為了驅(qū)動料流運(yùn)行，第一對和最后一對壓力輥下輥是主動輥，而且該兩棍之轉(zhuǎn)速必須同步?！?. ’過渡導(dǎo)輥“10”是快速主動輥，9離開壓合系統(tǒng)以后已基本成形，再由10送入冷卻水槽“ 11”，開啟潛水泵，驅(qū)動冷確水循環(huán)，達(dá)標(biāo)后撈出吹干?！?. ’由切邊機(jī)“12”按照設(shè)計(jì)要求切邊定形?！?. ’由打印機(jī)“13”按照設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)位置打印?！?0. ’由包裝機(jī)“14”打包成捆?！?1.’ “入庫”。(如果需要進(jìn)行交聯(lián)，只將交聯(lián)劑混合於基料之中即可，入庫以后在庫存過程中自動完成交聯(lián)。)
權(quán)利要求
1.一種集多項(xiàng)隱形技術(shù)于一體的塑料夾鋁復(fù)合板，其特征是塑料基體采用高、中、低密度PE等熱塑性塑料或熱固性塑料，增強(qiáng)體采用片狀鋁帶或打孔鋁帶，在塑料基體和鋁帶之間是熱熔膠粘接層。該板可以是一 二層鋁帶薄型復(fù)合板，也可以是多層鋁帶加厚型復(fù)合板。
2.塑料基體所選用的基料和熱熔膠需加熱以后以溶態(tài)與鋁帶共擠出，經(jīng)過多次壓合后，水冷成形。熱熔膠選擇與基料親和性相對較強(qiáng)的，如果采用PE作基料時(shí)則選乙烯-丙烯酸共聚物熱熔膠。
3.增強(qiáng)體采用片狀鋁帶時(shí)，塑料基體和鋁帶之間完全依靠膠貼劑的黏合作用完成復(fù)合，這種復(fù)合方式為“片狀復(fù)合方式”;采用打孔鋁帶時(shí)，塑料基體通過孔隙將鋁帶裹于體中，這種復(fù)合方式為“分散型復(fù)合方式”，它的復(fù)合不僅依靠熱熔膠的黏合作用，還依靠基體與鋁帶之間的相互制衡。
4.只有防靜電塑料才屬于干涉型材料，只有干涉型材料才能夠吸收雷達(dá)波。然而，大部分熱塑性塑料和熱固性塑料不具備防靜電能力，但是，在塑料夾鋁復(fù)合板的應(yīng)用過程中，由于鋁帶的存在，集存的和應(yīng)用過程不斷產(chǎn)生的靜電，從鋁帶、緊固螺栓和金屬支架進(jìn)入機(jī)體，使塑料夾鋁復(fù)合板成為防靜電材料。
5.隱形機(jī)理塑料夾鋁復(fù)合板的塑料基體在吸波材料中屬于高聚物吸波材料，材質(zhì)柔韌，能最大限度地使投射到表面的雷達(dá)波射入體內(nèi)，減少或避免直接反射。雷達(dá)波入射后，在塑料基體內(nèi)的傳播過程，其能量受到較大幅度損耗，之后，連續(xù)兩次沖撞濾波網(wǎng)發(fā)生衍射，又以各種角度沖撞鋁帶和倒角孔壁并導(dǎo)致在復(fù)合板體內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生來自于不同方向的垂直對撞和相干，最終能量衰減乃至消失。該板還能夠隱蔽或改變武器裝備自身的紅夕卜、磁力線、光波、聲波等特征信號，破解利用“被動手段”達(dá)到偵察目的的探測手段。
6.塑料夾鋁復(fù)合板的制造 塑料夾鋁復(fù)合板的制造由“塑料夾鋁復(fù)合板全自動生產(chǎn)線”和“多層增強(qiáng)體加厚型塑料夾鋁復(fù)合板半機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備”來完成。前者是從“鋁帶放卷裝置”開始，經(jīng)過二十幾道程序，直至“入庫” 一條龍，但，其只能制造一 二層鋁帶的薄型復(fù)合板，超過三層的加厚型復(fù)合板則需由后者來制造。
全文摘要
塑料夾鋁復(fù)合板屬于結(jié)構(gòu)型高聚物吸波材料，它集多項(xiàng)隱形技術(shù)於一體，能直面相控陣等先進(jìn)雷達(dá)，能破解采用“被動手段”進(jìn)行探測的偵察手段。該材料的基體是PE等熱塑性塑料，增強(qiáng)體是片狀鋁帶或打孔鋁帶，采用片狀復(fù)合方式或分散型復(fù)合方式進(jìn)行熱熔復(fù)合。因鋁帶、螺栓、支架可傳導(dǎo)靜電，故屬抗靜電干涉型材料。該板有薄型和加厚型兩種，國防領(lǐng)域多用后者。表層基體能最大限度地吸收雷達(dá)波，減少或避免直接反射。雷達(dá)波入射后，在基體內(nèi)沿折射方向繼續(xù)傳播，先后沖撞大、小網(wǎng)孔兩層濾波網(wǎng)發(fā)生衍射，又沖撞鋁帶和倒角孔壁，發(fā)生各種層面、各種角度的交叉折射并引發(fā)連續(xù)不斷地交叉碰撞和垂直對撞，最終量能盡失。該板由《塑料夾鋁復(fù)合板全自動生產(chǎn)線》或《多層增強(qiáng)體加厚型塑料夾鋁復(fù)合板半機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備》制做。
文檔編號B32B15/20GK102785427SQ201110134229
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者孫經(jīng)堯 申請人:孫經(jīng)堯