本發(fā)明涉及一種包含至少兩個金屬層并且包含至少一個在所述金屬層之間放置的聚合物層的復(fù)合材料，其中所述聚合物層含有至少一個焊接添加物。
背景技術(shù)：
這種復(fù)合材料在現(xiàn)有技術(shù)中已知。所述被申請人以商品名銷售的體消音復(fù)合材料由兩個鋼蓋板和一個在其間放置的聚合物層構(gòu)成，其中所述聚合物層可以例如由丙烯酸酯、硅酮、聚酰胺和/或聚乙烯、聚酯材料或環(huán)氧樹脂構(gòu)成。所述體消音的復(fù)合材料例如通過焊接，尤其是電阻焊接與其它部件的連接通常沒有問題。如美國公開文件2009/0142538公開的，為了提高電導(dǎo)性和調(diào)節(jié)復(fù)合材料的電阻焊接，所述聚合物層添加焊接添加物。所述焊接添加物的缺點各式各樣。相較于合成材料具有高比重的焊接添加物在液態(tài)或熔融液態(tài)的聚合物中具有非常不利的沉淀性，如此在加工過程中和制成的產(chǎn)品中不能夠總是充分地確保顏料在聚合物中整齊均勻地分布。此外一些焊接添加物不能總是避免與所述聚合物發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)，所述反應(yīng)不僅對液態(tài)或熔融液態(tài)的聚合物的粘稠度而且對合成材料的剝離和剪切效應(yīng)及其復(fù)合結(jié)構(gòu)中的粘合有不良的影響。還有一些焊接添加物在50至500hz的寬泛的溫度范圍中對損耗因數(shù)曲線有不良影響。在一些調(diào)查的顏料(鋁片、feal50/50、fesi45、鋅粉、fesial、fe3p粉末)或含有上述產(chǎn)品的顏料混合物中由于其比電阻確定了在δi＜500安培的數(shù)量級的狹小的焊接范圍或者完全無法焊接。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于提出一種復(fù)合材料，其克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點。
上述所指出的任務(wù)通過這種復(fù)合材料達成，即合成材料層包含0.1至30重量％含量的海綿鐵。
研究顯示，例如以公司的產(chǎn)品名“mh300”已知海綿鐵作為焊接添加物以驚人的方式滿足所有提出的要求。海綿鐵能夠以粉狀、顏料狀和/或顆粒狀添加到聚合物中，其中焊接添加物的中間直徑基本上小于0.2mm，尤其小于0.1mm，優(yōu)選小于0.05mm并且通過其大約為2.85g/cm3的較低比重能夠進行有利和簡化的加工，尤其能夠根本上避免不必要的沉淀和分解，特別是在給裝有液態(tài)聚合物、特別是裝有液態(tài)且含溶劑的聚合物的容器加入焊接添加物之后。為了確保通過所述合成材料層的電導(dǎo)性和有利的焊接結(jié)果，所述聚合物層包含百分比至少為0.1重量％、尤其是至少為0.5重量％、優(yōu)選至少為1重量％的海綿鐵。為了對機械特性、尤其是對所述金屬層之間的粘合和所述聚合物的損耗系數(shù)不造成負面影響，限制海綿鐵的重量百分比最大為30重量％，尤其最大為20重量％，優(yōu)選最大為15重量％。通過海綿鐵作為焊接添加物應(yīng)用能夠調(diào)制更寬的焊接區(qū)域，特別是δi＞600安培，尤其是δi＞800安培，優(yōu)選δi＞1000安培。此外不僅所述焊接區(qū)域的寬度，而且所述焊接區(qū)域的位置也能夠通過其比電阻進一步優(yōu)化，此點借助于對所述海綿鐵進行不同類型的事后金屬的和/或非金屬無機的涂層實現(xiàn)，例如化學(xué)磷化、鉻化或鍍鎳、電流的金屬涂層或者通過cvd或pvd方法進行。海綿鐵能夠按需求不涂層、涂層或者綜合應(yīng)用。此外在電阻焊接中不會產(chǎn)生對安全有損害的焊接蒸汽并且所述根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料相較于沒有焊接添加物的復(fù)合材料對復(fù)合結(jié)構(gòu)的粘合、例如剝離和剪切效應(yīng)沒有不良影響。根據(jù)本發(fā)明的那些具有體消音特性的復(fù)合材料能夠提供用于所有借助電阻焊接或電阻點焊接而生成連接的區(qū)域中的結(jié)構(gòu)，尤其是這樣一種電阻焊接的結(jié)構(gòu)，其包含至少一個本發(fā)明的復(fù)合材料和至少一個其他部件。
本發(fā)明的另一個設(shè)計方案為，所述金屬層由鋼材料制成。沒有涂層或者有金屬涂層的、尤其是鍍鋅的鋼材料，例如鍍鋅的深沖鋼材相對價格低廉并因此適合用于優(yōu)選在汽車制造中的結(jié)構(gòu)，其需要陰極防腐蝕保護。輕金屬材料例如鋁和鎂也能夠作為金屬層使用，只要復(fù)合材料的重量能額外地得到節(jié)省。上述材料的不同材料組合也是可能的。所述金屬層的厚度為0.1至3mm，尤其0.15至2mm，優(yōu)選0.2至1.5mm并且特別優(yōu)選0.3至1.2mm。
與厚度為0.01至0.2mm，尤其0.02至0.1mm，優(yōu)選0.025至0.05mm的聚合物層結(jié)合，能夠制備出體消音的復(fù)合材料。所述聚合物層能夠以薄膜、尤其是擠出的薄膜、優(yōu)選具有均勻分散的海綿鐵的擠出的粘合薄膜形態(tài)引入到金屬層之間繼而粘合在所述金屬層上。此外也能夠?qū)⑷廴谝簯B(tài)的、富含海綿鐵的聚合物直接擠出到金屬層上?？蛇x擇地所述具有均勻分散海綿鐵的聚合物/聚合物層能夠至少液態(tài)地、優(yōu)選借助卷式涂料方法(帶狀涂層)涂在一個金屬層上并且隨后在適應(yīng)的高溫下在連續(xù)爐中連接。
為了優(yōu)化聲學(xué)特性及例如剪切值，所述聚合物層能夠包含附加的填充物。特別是有機纖維，例如天然纖維(如棉纖維)、再生纖維(如纖維素纖維)和/或合成的化學(xué)纖維(如玻璃纖維)能夠使用作為填充物。所述纖維長度優(yōu)選0.01至0.2mm，其中纖細度比例(比例：纖維長度比纖維直徑)特別優(yōu)選小于5。所述聚合物層能夠含有至少0.1重量％的填充物，尤其至少0.5重量％的填充物，優(yōu)選至少1.0重量％的填充物或者特別優(yōu)選至少1.5重量％的填充物，其中所述填充物限制為最多25重量％，尤其最多20重量％，優(yōu)選為最多15重量％，或尤其優(yōu)選為最多10重量％，以使得對有利的特性不產(chǎn)生消極影響。
具體實施方式
在一個超簡化的實施例中所述根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料由兩個金屬層(覆蓋層)和一個在所述覆蓋層中間放置的含有海綿鐵的聚合物層構(gòu)成。各個層的數(shù)量可以按需求增多，以至于能夠制備例如五層的復(fù)合材料，其由三個金屬層和分別一個放置于所述金屬層之間的含有海綿鐵的聚合物層構(gòu)成。
技術(shù)特征：技術(shù)總結(jié)本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，其包含至少兩個金屬層并且包含至少一個在所述金屬層之間放置的聚合物層，其中所述聚合物層含有至少一種焊接添加物。本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料，其克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的復(fù)合材料實現(xiàn)。
技術(shù)研發(fā)人員：彼得·克勞克
受保護的技術(shù)使用者：蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司;蒂森克虜伯股份公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.08.27
技術(shù)公布日：2017.08.18