專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多夾芯成份復(fù)合板，尤其涉及一種應(yīng)用于交通領(lǐng)域的軌道車(chē)輛等
運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板。
背景技術(shù)：
目前，在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，多采用復(fù)合板材作為結(jié)構(gòu)件。復(fù)合板的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是質(zhì)量輕剛度好，不但具備內(nèi)部芯材的性能優(yōu)勢(shì)的前提下，并具備比芯材本身剛度更高的整體剛度，復(fù)合板材的剛度較多地取決于芯材的厚度和蒙皮的材料性能。 對(duì)于交通領(lǐng)域，除了剛度要求外，至少還要求防火性能、抗沖擊性能等，因此，選材的范圍往往局限于一些性能優(yōu)異的芯層材料，如聚醚砜樹(shù)脂(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)或聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)等。由于目前的復(fù)合板夾芯采用的多是一種單一材料，對(duì)于要求具備多種性能要求的復(fù)合板， 一般采用同時(shí)具備較好的性能的材料來(lái)完成，但這種情況下，多優(yōu)先滿足一種性能。結(jié)構(gòu)上往往要求復(fù)合板具備一定的厚度，當(dāng)復(fù)合板的厚度超過(guò)一定的數(shù)值的時(shí)候，中性層附近的材料往往就僅僅起到支撐作用，該處的為滿足復(fù)合板表層抗沖擊性、防火性而選用的芯層材料的優(yōu)異性能，不會(huì)在試驗(yàn)或?qū)嶋H使用中表現(xiàn)出。因此在這種情況下，選取同一種材料作為復(fù)合板的芯材，就不能充分的發(fā)揮材料本身所具備的良好性能。 EP1619020A1對(duì)于抗沖擊性能要求的復(fù)合板設(shè)計(jì)，為了擴(kuò)大芯材的選取范圍，提出一種用于車(chē)輛壁板內(nèi)襯的復(fù)合板的加強(qiáng)方法，采用較強(qiáng)的材料對(duì)薄蒙皮進(jìn)行加固，或者直接采用更強(qiáng)的材料替代薄蒙皮加固復(fù)合板，提供了用于加固的材料與芯材的連接結(jié)構(gòu)。
CN200710039586. 2對(duì)于承受較復(fù)雜外載的復(fù)合板，提出了一種采用玻璃鋼對(duì)薄蒙皮進(jìn)行加固的方法，并提供了一種加強(qiáng)復(fù)合板蒙皮的工藝方法。 兩種方法都沒(méi)有脫離加固蒙皮的思路，都沒(méi)有考慮到夾芯成份從上蒙皮到下蒙皮所需要滿足的條件是不同的，沒(méi)有考慮不同層間位置對(duì)夾芯成份材料的性能要求不同，來(lái)選用芯材并組合芯材的成份。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，綜合性能優(yōu)異，符合交通領(lǐng)域?qū)?fù)合板材料日益提高的多方面性能的要求。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，該復(fù)合板包含依次粘接的第一蒙皮、夾芯部和第二蒙皮；所述的夾芯部包含若干種夾芯層。
所述的夾芯部?jī)?nèi)的夾芯層所用的材料選自任意2種或2種以上的功能型高分子泡沫材料的組合，該功能型高分子泡沫材料以高聚物為基本組分。 進(jìn)一步地，所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜樹(shù)脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯等高分子材料；這些功能型高分子泡沫材料分別各自具有以下任意一種或一種以上的優(yōu)勢(shì)性能質(zhì)輕、成本低、耐腐蝕、阻燃、絕緣、比強(qiáng)度高，能夠吸收沖擊載荷以及隔熱、隔音等。 所述的若干種夾芯層通過(guò)粘接、或通過(guò)扣接、或通過(guò)螺栓連接形成夾芯部。 所述的至少一面與蒙皮接觸的芯材采用聚醚砜樹(shù)脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰
亞胺或者聚氯乙烯。 所述的第一蒙皮和第二蒙皮是整個(gè)復(fù)合板的主要受力構(gòu)件，所用的材料分別選自鋁板、鋼板、銅板等薄金屬板材；或選自玻璃鋼板或者碳纖維板等非金屬薄板；所述第一蒙皮和第二蒙皮的厚度為0. 2mm 10mm。 本發(fā)明還涉及一種軌道車(chē)輛，由骨架和復(fù)合板構(gòu)成，其中，構(gòu)成該軌道車(chē)輛的復(fù)合板材采用本發(fā)明提供的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板。 本發(fā)明根據(jù)對(duì)復(fù)合板性能的要求，構(gòu)造一種多夾芯成份的三明治型復(fù)合板，該復(fù)合板的總厚度取決于對(duì)復(fù)合板的剛度和結(jié)構(gòu)要求以及蒙皮所使用的材料，復(fù)合板第一蒙皮和第二蒙皮選擇常用的強(qiáng)度較高的金屬或非金屬薄板。 本發(fā)明根據(jù)對(duì)復(fù)合板性能的要求，可以在第一蒙皮或第二蒙皮或者第一蒙皮及第二蒙皮的內(nèi)接觸面所接觸的夾芯層選用抗沖擊性能、防火性能優(yōu)異PES、 PEI或PMI或者其它具有良好力學(xué)性能、電學(xué)性能或物理性能的工程材料，該夾芯層的厚度取決于對(duì)復(fù)合板的性能要求和蒙皮的厚度和材料。蒙皮的厚度大、材質(zhì)好，該夾芯層的厚度小，反之，則該夾芯層的厚度大，內(nèi)層的夾芯層的材料選用其他性能相對(duì)較弱的輕質(zhì)材料如聚氯乙烯PVC，聚氨酯彈性體PUR或聚乙烯PE等甚至PES、PEI或PMI，構(gòu)成至少總共夾芯層為兩層或三層乃至三層以上、夾芯層材料成份多于兩種的多成份芯層復(fù)合板。 如果對(duì)復(fù)合板性能的要求非?？量蹋紤]整體的疲勞性能，外層夾芯層材料可只選用PEI，內(nèi)層材料選用PVC、 PMI、 PES甚至PEI的一種或者多種組合。內(nèi)層的組合及厚度取決于結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合板性能的要求。 如果對(duì)復(fù)合板的表層性能要求較高，而對(duì)內(nèi)層或者內(nèi)表層的性能要求較低，則可
以在優(yōu)選PEI的時(shí)候，選取PVC、 PUR或PE甚至PEI等材料的一種或幾種組合。 本發(fā)明的三明治型多夾芯層復(fù)合板材料可作為制造軌道車(chē)輛的板材，也可作為飛
機(jī)、輪船、建筑和汽車(chē)等交通運(yùn)輸工具的板材。 本發(fā)明的用于軌道車(chē)輛的多夾芯成份復(fù)合板由于采用了多種材料作為夾芯層，根據(jù)不同的層間的性能要求，采用相應(yīng)性能優(yōu)異的材料，合理的利用了材料的力學(xué)性能、電學(xué)性能和機(jī)械性能，使得復(fù)合板材綜合性能突出，具有較高的性能優(yōu)勢(shì)和性?xún)r(jià)比。本發(fā)明的這種新型復(fù)合板板材可用于制造軌道車(chē)輛等交通工具，能提高現(xiàn)有交通工具的綜合性能。


圖1是本發(fā)明的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板的一種三層夾芯兩種成份復(fù)合板材示意圖； 圖2是本發(fā)明的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板的一種兩層夾芯兩種成份復(fù)合板材示意圖； 圖3是本發(fā)明的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板的一種三層夾芯三種成份復(fù)合板材示意圖； 圖4是應(yīng)用本發(fā)明的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板于軌道車(chē)輛的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
實(shí)施例1 如圖1所示，是一種三層夾芯兩種成份復(fù)合板材，總厚度一般為20mm至80mm。本實(shí)施例復(fù)合板總厚度為60mm。蒙皮為鋁板、鋼板、玻璃鋼板或者碳纖維板等薄板，厚度一般為0. 2mm至10. 0mm。本實(shí)施例第一蒙皮11為1. 2mm鋁板，第二蒙皮12為1. 0mm鋁板；夾芯部包含三層夾芯材料，夾芯材料選用厚度為10mm 15mm的PEI芯材25和厚度為27. 8 37. 8mm的PMI芯材24組合。其中，與蒙皮連接的是PEI芯材25， PMI芯材24被包夾在兩層PEI芯材25內(nèi)部。所述的第一蒙皮11、PEI芯材25、PMI芯材24、PEI芯材25及第二蒙皮12依次通過(guò)粘接劑粘接構(gòu)成復(fù)合板材。 蒙皮選用輕質(zhì)的鋁板，能有效地減輕復(fù)合板材的重量，并保證合適的強(qiáng)度和剛度。緊鄰蒙皮11和蒙皮12采用的PEI芯材25具有在高溫下保持足夠的強(qiáng)度和剛度，具備較好的阻燃性能和較好的延伸率。PMI芯材24相比PEI芯材25而言，PMI的拉伸和剪切強(qiáng)度較強(qiáng)，可以起到增強(qiáng)芯層的作用，因此放在復(fù)合板的中性層附近。夾在PEI芯材25之間的PMI芯材24能提供所需要的支撐強(qiáng)度和剛度，并也具備具有在高溫下的保持強(qiáng)度、剛度和阻燃性能。 本實(shí)施例的復(fù)合板，具備非常好的重量性能比，能滿足軌道車(chē)輛3的車(chē)廂頂板31、車(chē)廂側(cè)頂板32、車(chē)廂側(cè)板33和車(chē)廂地板34的要求，滿足具備高溫性能、阻燃性能和具備較大延展率的要求。
實(shí)施例2 如圖2所示，是一種兩層夾芯兩種成份復(fù)合板，總厚度一般為20mm至80mm，本實(shí)施例復(fù)合板總厚度為60mm。蒙皮為鋁板、鋼板、玻璃鋼板或者碳纖維板等薄板，厚度一般為0. 2mm至10. Omm。本實(shí)施例第一蒙皮11為1. Omm鋁板，第二蒙皮12為1. Omm不銹鋼；夾芯部包含兩層夾芯材料，夾芯材料選用厚度為10mm 15mm的PES芯材22和厚度為43mm 48mmPMI芯材24組合。所述的第一蒙皮11、 PES芯材22、 PMI芯材24及第二蒙皮12依次通過(guò)粘接劑粘接構(gòu)成復(fù)合板材。 第一蒙皮11選用輕質(zhì)的鋁板，能有效地減輕復(fù)合板材的重量，并保證足夠的強(qiáng)度和剛度，第二蒙皮12為不銹鋼材料可以有效地防護(hù)外來(lái)的沖擊，緊鄰第一蒙皮11的PES芯材22具有高溫下的強(qiáng)度和剛度、及阻燃性能和延伸率，緊靠第二蒙皮12的空間位置采用PMI芯材24，PMI芯材24的拉伸和剪切強(qiáng)度較強(qiáng)，起到增強(qiáng)芯層的作用，能提供所需要的支撐強(qiáng)度和剛度，并也具備具有高溫下的強(qiáng)度和剛度、及阻燃性能。 本實(shí)施例的復(fù)合板，能具備較強(qiáng)的阻燃性能和抗高溫能力，較好彎曲剛度，具備較好防護(hù)沖擊的能力，能滿足軌道車(chē)輛3的車(chē)廂側(cè)板33、車(chē)廂地板34和車(chē)頭35的要求。
實(shí)施例3 如圖3所示，是一種三層夾芯三種成份復(fù)合板材，總厚度一般為20mm至80mm。本實(shí)施例復(fù)合板總厚度為60mm。蒙皮為鋁板、鋼板、玻璃鋼板或者碳纖維板等薄板，厚度為0. 2mm至10. Omm。本實(shí)施例第一蒙皮11為2. Omm不銹鋼，第二蒙皮12為2. Omm不銹鋼；夾芯部包含三層夾芯材料，夾芯材料為三種，夾芯材料選用PES芯材22、PVC芯材23和PMI芯材24的組合，各芯材之間采用扣結(jié)方式連接。第一蒙皮11與厚度為15mm 20mm的PES芯材22通過(guò)粘接劑粘接，第二蒙皮12與PMI芯材24連接通過(guò)粘接劑粘接，其中，PMI芯材24厚度為10mm 20mrn， PVC芯材23厚度為16mm-31mm。 蒙皮選用不銹鋼，能有效地提高復(fù)合板材的抗沖擊能力，并保證合適的強(qiáng)度和剛度。緊鄰蒙皮11采用的PES芯材22和緊鄰蒙皮12采用的PMI芯材24具有在高溫下保持足夠的強(qiáng)度和剛度，具備較好的阻燃性能和較好的延伸性能。PVC起到增強(qiáng)芯層的作用，放在復(fù)合板的中性層附近。 本實(shí)施例的復(fù)合板，能滿足軌道車(chē)輛3的車(chē)廂頂板31、車(chē)廂地板34和車(chē)頭35的要
求，滿足具備非常好的抗沖擊能力。
實(shí)施例4 如圖4所示，為采用本發(fā)明的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板制造的軌道車(chē)輛3。軌道車(chē)輛3的軌道車(chē)輛頂板31，軌道車(chē)輛側(cè)頂板32，軌道車(chē)輛側(cè)板33，軌道車(chē)輛地板34，軌道車(chē)輛車(chē)頭35的其一或者全部選用本發(fā)明具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板。 在上述的實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中，本行業(yè)的一般技術(shù)人員可以容易的得出，所述的PMI、 PEI可以用PEI、 PES、 PMI和PVC等替代，或者所述的PES、 PMI和PVC可以用PEI、PMI、PES、PVC和PS等組合替代都可以達(dá)到結(jié)構(gòu)所需要的技術(shù)效果。而且，根據(jù)本發(fā)明的闡述，本發(fā)明的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板的夾芯部的夾芯層材料可選用任何具有良好力學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能或機(jī)械性能的工程材料中的任何兩種或兩種以上的組合。
上述實(shí)施例只示范粘接劑和一種扣接的結(jié)構(gòu)，本專(zhuān)業(yè)的一般技術(shù)人員也可以容易得出，夾芯層之間也可采用其他扣接形式或者采用螺栓形式連接。 上述實(shí)例只示范了 2層和3層夾芯成份的，實(shí)際層數(shù)和成份數(shù)根據(jù)需求確定，不受以上限制，一般情況下不超過(guò)6層。所述的粘接劑不計(jì)算在實(shí)施例所闡述的層數(shù)中。
在上述的實(shí)施例4中，軌道車(chē)輛的外形不限于所述的外觀形狀；而且，本發(fā)明的多夾芯成份復(fù)合板也可以用于飛機(jī)、輪船、建筑和汽車(chē)等交通運(yùn)輸工具的板材。
本發(fā)明的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)復(fù)合板性能的具體要求，采用具有相應(yīng)優(yōu)勢(shì)性能的材料的夾芯層組合，充分地發(fā)揮各種材料的性能，所得的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板綜合性能可靠，優(yōu)勢(shì)明顯。采用這種新的多夾芯成份復(fù)合板制造的軌道車(chē)輛等交通運(yùn)輸工具，能有效的提高交通運(yùn)輸工具綜合性能，具有廣泛的推廣價(jià)值。 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
一種用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，包含第一蒙皮(11)、夾芯部和第二蒙皮(12)，其特征在于，所述的夾芯部包含若干種夾芯層。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，所述的夾芯部?jī)?nèi)的若干種夾芯層的材料為任意2種或任意2種以上的功能型高分子泡沫材料的組合。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜樹(shù)脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯及丙烯腈_苯乙烯。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，所述的若干種夾芯層通過(guò)粘接、或通過(guò)扣接、或通過(guò)螺栓連接形成夾芯部。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，所述的第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)所用的材料分別為金屬或非金屬薄板，包含鋁板、鋼板、銅板、玻璃鋼板或者碳纖維板，所述第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)的厚度為0. 2mm 10mm。
6. 如權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，與蒙皮接觸的夾芯層材料采用聚醚砜樹(shù)脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺或者聚氯乙烯。
7. 如權(quán)利要求1所述的用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，其特征在于，所述的復(fù)合板厚度為20mm 80mm。
8. —種軌道車(chē)輛，由骨架和復(fù)合板構(gòu)成，其特征在于，構(gòu)成該軌道車(chē)輛的復(fù)合板板材采用權(quán)利要求1所述的交通領(lǐng)域多夾芯成份復(fù)合板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于交通運(yùn)輸工具的多夾芯成份復(fù)合板，包含依次粘接的第一蒙皮、夾芯部和第二蒙皮；所述的夾芯部由若干種夾芯材料構(gòu)成；所述的夾芯材料是任意2種或任意2種以上的功能型高分子泡沫材料的組合，包含聚醚砜樹(shù)脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯等高分子材料。本發(fā)明的復(fù)合板根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)復(fù)合板性能的具體要求，采用具有相應(yīng)優(yōu)勢(shì)性能的材料的夾芯層組合，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)勢(shì)性能，本發(fā)明提供的多夾芯成份復(fù)合板綜合性能突出，采用這種復(fù)合板制造的軌道車(chē)輛等交通運(yùn)輸工具，能有效的提高運(yùn)輸工具的綜合性能，具有較高的性能優(yōu)勢(shì)和性?xún)r(jià)比，具有廣泛的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)B32B27/08GK101746097SQ2009102015
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者尹龍 申請(qǐng)人:上海磁浮交通發(fā)展有限公司;上海磁浮交通工程技術(shù)研究中心