一种适用于集装箱箱体的复合金属板及其制造方法与流程

本发明涉及金属板领域，具体涉及一种适用于集装箱箱体的复合金属板及其制造方法。

背景技术：

对于集装箱一类的大型箱体容器，需具有一定强度和刚度。在制造加工过程中，其框架结构以及箱壁板所采取的材料有用钢材的，这类箱体容器结构强度高、稳固，但结构自重过大且不具备良好的耐腐蚀性能；有选用铝材的，这类箱体容器自身重量较轻，结构弹性优势突出；也有选用不锈钢的，制造出的不锈钢制箱体容器结构强度较高。还有在钢制框架结构的基础上，通过安装玻璃钢复合板的方式制造出箱体容器的，其耐化学性能较好，使用过程中能够承受较大的应力作用，但结构自重较大。

cn2369856y公开了一种聚乙烯复合钢塑结构，该结构包括金属基体，并且在金属基体上有聚乙烯塑胶混合层，聚乙烯塑胶混合层和金属基体之间有塑胶底层，聚乙烯塑胶混合层外有聚乙烯层。该聚乙烯复合钢塑结构采用的塑胶底层引入有较活性的基团，通过活性基团的作用提高聚乙烯与金属基体之间的结合强度。这样的结合强度主要由塑胶底层的化学性质所确定，长期使用下，因物质变质，难以再发挥其所需的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗形变能力优良的且重量得到减轻的复合金属板。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种适用于集装箱箱体的复合金属板，该复合金属板包括金属基板和所述金属基板上下表面附着的聚合物层，所述金属基板上具有通孔，所述通孔内填充有与所述聚合物层接合的聚合物。

本发明第二方面提供一种上述复合金属板的制造方法，该方法包括：

(1)将金属基板进行打孔，得到具有通孔的金属基板；

(2)将聚合物粉料涂布于所述金属基板中且填充通孔，而后加热固化，以在所述金属基板的上下表面形成聚合物层，且所述通孔内填充有与所述聚合物层接合的聚合物。

本发明中的复合金属板，通过在金属基板上设置通孔的方式，既可以减轻复合金属板的重量，而且在通孔内也填充聚合物层提供的聚合物下，提高了聚合物层与金属基板的结合强度，使得所得的复合金属板抗形变能力优良。

附图说明

图1是在涂覆聚合物层前的带有通孔的金属基板。

图2是根据本发明的一种优选的实施方式的复合金属板的通孔处断面图。

图3是波浪状的金属基板的结构示意图。

附图标记说明

1——金属基板；2——通孔；3——聚合物层。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供了一种适用于集装箱箱体的复合金属板，该复合金属板包括金属基板1和所述金属基板1上下表面附着的聚合物层3，所述金属基板1上具有通孔2，所述通孔2内填充有与所述聚合物层3接合的聚合物。

如图2所示的，所述聚合物层3配置于所述金属基板1外表面，而通孔2内也配置有聚合物，由此通过该通孔内聚合物与聚合物层3之间的结合作用，可以增强聚合物层3与金属基板1的作用，包括物理作用和化学作用。特别是在聚合物层3与通孔2内的聚合物形成为一体的情况下。

根据本发明，所述复合金属板更适用于作为大型箱体(例如集装箱)的箱体侧板，为此所述金属基板1可以由本领域常规用于形成大型箱体的侧板所用的金属形成，例如可以为q345耐候钢、铝合金或纤维增强复合材料等。

根据本发明，所述金属基板1的尺寸可以在较宽范围内变动，可以根据具体的箱体进行适当地调整，优选地，所述金属基板(1)的厚度为1-5mm，优选为1.5-3mm，更优选为1.6-2mm。所述金属基板1的长度和宽度可以根据不同型号的箱体进行适当地选择，本发明对此并无特别的限定。

根据本发明，所述金属基板1可以采用大型箱体的侧板采用的各种构造，例如为平面状或波浪状，优选为波浪状。

对于所述金属基板1为波浪状的情况，如图3所示的，优选地，波峰间距为100-500mm，波峰高度为30-60mm。更优选地，波峰间距为200-400mm，波峰高度为35-55mm。其中，波峰间距指的是上一个波峰结束的点至下一个波峰结束的点之间的距离。波峰高度为每个波峰的垂直高度。其中，波峰宽度例如可以为80-450mm，优选为150-250mm。该波峰宽度是指波峰开始的点至该波峰结束的点之间的距离。如图3所示的，该波峰的构造可以是梯形的，即由两边的斜面结合中间的水平面构成，其中，水平面宽度例如可以为30-100mm。

根据本发明，所述金属基板1上的通孔2的数量可以进行适当地优化，本发明的发明人发现，当将所述通孔2形成的孔洞面积控制在一定范围内时，能够获得最为适当的效果。其中，优选地，所述通孔(2)在所述金属基板(1)上形成的孔洞面积占所述金属基板(1)的面积的10-50％，优选为15-30％，更优选为18-25％，例如为20-23％。

根据本发明，所述金属基板1上的通孔2的孔径可以进行适当地优化，本发明的发明人发现，所述通孔2的孔径不宜过大，也不宜过小，优选地，所述通孔(2)的孔径为5-70mm，例如为8-20mm、10-25mm、15-30mm、20-35mm、32-45mm、42-50mm、55-60mm等，更优选为10-40mm。应当理解的是，该孔径可以是指多个孔的平均孔径。

根据本发明，所述金属基板1上的通孔2的间距可以进行适当地优化，该通孔2的间距决定了通孔2在金属基板1上的分布密度，本发明的发明人发现，当将所述通孔2的间距控制在一定范围内时，能够获得更为优化的效果。即优选地，所述通孔(2)之间的间距为10-300mm，优选为15-200mm，更优选为15-120mm，更进一步优选为18-80mm。该间距是指两个通孔的中心之间的距离。

对于通孔总孔洞面积占比差不多的情况，相比于大孔低密度的分布方式，更优选采用小孔高密度的分布方式。即在本发明的一种优选的实施方式中，所述通孔2的孔径为10-40mm，所述通孔2之间的间距为15-120mm，更优选为18-80mm。

根据本发明，所述聚合物层3的厚度可以在较宽范围内变动，优选地，所述聚合物层3的单面厚度为0.3-3mm，优选为0.4-1.5mm，更优选为0.4-0.8mm。

为此，在本发明的一种优选的实施方式中，所述金属基板1的厚度为1-5mm，所述聚合物层3的单面厚度为0.3-3mm。优选地，所述金属基板1的厚度为1.5-3mm，所述聚合物层3的单面厚度为0.4-1.5mm。更优选地，所述金属基板1的厚度为1.6-2mm，所述聚合物层3的单面厚度为0.4-0.8mm。

所述聚合物层3可以采用本领域常规用于箱体表面的任何种类的聚合物形成，例如为聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯等，优选采用高密度聚乙烯(涂覆级)，优选地其密度为0.945-0.964g/cm³，更优选为0.95-0.964g/cm³，进一步优选为0.955-0.964g/cm³。特别优选采用高密度交联聚乙烯(涂覆级)。这样的聚合物可以采用本领域的常规方法制得，也可以采用市售品，本发明对于聚合物的来源并无特别的限定。

根据本发明，所述通孔2内的聚合物实际上是与聚合物层3的聚合物是一样的，该通孔2内的聚合物是在金属基板1表面形成聚合物层3时提供的，由此，金属基板1的上下表面的聚合物层3通过通孔2内的聚合物所牢固结合，由此提供了金属基板1与聚合物层3的多点锚定，所得的复合金属板具有更高的抗形变能力。

本发明第二方面提供了上述复合金属板的制造方法，该方法包括：

(1)将金属基板进行打孔，得到具有通孔2的金属基板1；

(2)将聚合物粉料涂布于所述金属基板1中且填充通孔2，而后加热固化，以在所述金属基板1的上下表面形成聚合物层3，且所述通孔(2)内填充有与所述聚合物层3接合的聚合物。

根据本发明，步骤(1)进行大孔后，所得的金属基板1如图1所示的，带有通孔2以贯穿所述金属基板1的上下表面。

根据本发明，优选情况下，所述加热固化的条件包括：温度为180-230℃，时间为10-15min。通过该加热固化处理，即可使得金属基板1的表面形成聚合物层3，同时由于在聚合物粉料涂布金属基板1时，通孔2内也同时填充有聚合物粉料，加热固化后，通孔2内也形成固化的聚合物并与上下表面的所述聚合物层3接合。由此得到上文中所描述的复合金属板。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下例子中：

最大位移矢量是通过abaqus有限元软件进行分析的。

实施例1-5

本实施例用于说明本发明的复合金属板及其制备方法。

(1)根据表1所示的参数，将6000mm×2400mm×1.6mm的钢板(购自天津鑫奥钢铁贸易有限公司q345耐候钢，杨氏模量200000mpa，泊松比为0.3)进行打孔，并控制所得通孔的孔洞面积占钢板面积的20％左右；

(2)如图3所示的，将打孔后的金属板构造成为波浪状，其中，波峰间距为300mm，波峰高度为45mm，波峰呈梯形状，其梯形平面宽度为75mm；

(3)将所得的金属板上下表面涂覆上高密度交联聚乙烯粉料(购自神华包头煤化工有限责任公司牌号dmda8007的高密度交联聚乙烯粉料，密度为0.963g/cm³)且通孔内也填充有聚乙烯粉料，并在200℃下烤板10min，冷却得到复合钢板(聚乙烯层的单面厚度为0.8mm，且上下表面的聚乙烯层由通孔内的聚乙烯所接合)。

对该复合金属板的最大位移矢量和重量进行测量，结果如表1所示。

表1

通过表1的数据可以看出，本发明的复合钢板在具有减轻重量下，最大位移矢量较低，可见其抗形变性能适合于用作集装箱箱体的侧板。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。