專利名稱：一種具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，尤其涉及一種應(yīng)用于交通領(lǐng)域 的軌道車輛等交通運輸工具的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板。
背景技術(shù)：
目前，在交通領(lǐng)域，多采用復(fù)合板材作為結(jié)構(gòu)件。復(fù)合板的一個優(yōu)勢是質(zhì)量輕剛度 好，不但具備內(nèi)部芯材的性能優(yōu)勢的前提下，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，如聚醚砜樹脂(PES)、聚醚酰亞胺(PEI)或聚 甲基丙烯酰亞胺(PMI)或聚氯乙烯(PVC)等。由于目前的復(fù)合板夾芯采用的多是一種單一 材料，對于要求具備多種性能要求的復(fù)合板，一般采用同時具備較好的性能的材料來完成， 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 厚度超過一定的數(shù)值的時候，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、阻燃性而選用的芯層材料的優(yōu)異性能，不會在試驗或?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對于抗沖擊性能要求的復(fù)合板設(shè)計，為了擴大芯材的選取范圍，提出 一種用于車輛壁板內(nèi)襯的復(fù)合板的加強方法，采用較強的材料對薄蒙皮進行加固，或者直 接采用更強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薄蒙 皮進行加固的方法，并提供了一種加強復(fù)合板蒙皮的工藝方法。兩種方法都沒有脫離加固蒙皮的思路，都沒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，沒有考慮不同層間位置對夾芯成份材料的性能要求不同，來 選用芯材并組合芯材的成份。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種軌道車輛用的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，其結(jié)構(gòu)簡潔，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。為了達到上述目的，本實用新型提供了一種具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(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夾芯層；所述的 夾芯部內(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。進一步地，所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜樹脂、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)勢性能質(zhì)輕、成本低、耐腐蝕、阻燃、絕緣、比強度高，能夠吸收沖擊載荷以及隔熱、隔音等。所述的若干夾芯層通過粘接、或通過扣接、或通過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。本實用新型還涉及一種軌道車輛，由骨架和復(fù)合板構(gòu)成，其中，構(gòu)成該軌道車輛的 復(fù)合板材采用本實用新型提供的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板。本實用新型根據(jù)對復(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度較高的金屬或非金屬薄板。本實用新型根據(jù)對復(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 者具有其它良好力學(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較弱的輕質(zhì)材料如聚氯乙烯 PVC，PES、PEI或PMI等甚至聚氨酯彈性體(PUR)或聚乙烯(PE)，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。如果對復(fù)合板性能的輕量化要求嚴(yán)格，綜合考慮整體的疲勞性能、抗沖擊性能，高 溫性能和阻燃性能，則外層夾芯層材料可只選用PES、PEI,內(nèi)層材料選用PMI、PES甚至PVC 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)對復(fù)合板性能的要求。如果對復(fù)合板要求價格低廉，保溫性能優(yōu)良，可以優(yōu)選PS和PUR組合，內(nèi)層的組合 及厚度取決于結(jié)構(gòu)對復(fù)合板保溫性能和機械性能的要求。本實用新型的三明治型多夾芯層復(fù)合板材料可作為制造軌道車輛的板材，也可作 為飛機、輪船、建筑和汽車等交通運輸工具的板材。本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板由于采用了多種材料作為夾芯層，根據(jù) 不同層間的性能要求，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)性能和機械性 能，使得復(fù)合板材綜合性能突出，具有較高的性能優(yōu)勢和性價比。本實用新型的這種新型復(fù) 合板板材可用于制造軌道車輛等交通工具，能提高現(xiàn)有交通工具的綜合性能。

圖1是本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板的一種三層夾芯兩種成份的復(fù) 合板示意圖；圖2是本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板的一種兩層夾芯兩種成份復(fù)合 板示意圖；圖3是本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板的一種三層夾芯三種成份復(fù)合 板示意圖；圖4是應(yīng)用本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板于軌道車輛的示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明實施例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. Omm0本實施例第一蒙皮11為1. 2mm鋁板，第二蒙皮12為1. Omm鋁板；夾芯 部包含三層夾芯材料，夾芯材料選用厚度為IOmm 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的拉伸和剪切強度較 強，可以起到增強芯層的作用，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度和剛度，并也具備具有在高溫下的保持強度、剛度和阻燃 性能。本實施例的復(fù)合板，具備非常好的重量性能比，能滿足軌道車輛3的車廂頂板31、 車廂側(cè)頂板32、車廂側(cè)板33和車廂地板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 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IOmm 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，并保證足夠的強度 和剛度，第二蒙皮12為不銹鋼材料可以有效地防護外來的沖擊，緊鄰第一蒙皮11的PES芯 材22具有高溫下的強度和剛度、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的拉伸和剪切強度較強，起到增強芯層的作用，能提供所需要的支 撐強度和剛度，并也具備具有高溫下的強度和剛度、及阻燃性能。本實施例的復(fù)合板，能具備較強的阻燃性能和抗高溫能力，較好彎曲剛度，具備較 好防護沖擊的能力，能滿足軌道車輛3的車廂側(cè)板33、車廂地板34和車頭35的要求。實施例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. 0mm。本實施例第一蒙皮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通過粘接劑粘接，第二蒙皮12與PMI芯材24連接通過粘接劑粘接，其中，PMI芯材 24厚度為IOmm 20mm，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起到增強芯層的作用，放 在復(fù)合板的中性層附近。本實施例的復(fù)合板，能滿足軌道車輛3的車廂頂板31、車廂地板34和車頭35的要 求，滿足具備非常好的抗沖擊能力。實施例4如圖4所示，為采用本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板制造的軌道車輛3。 軌道車輛3的軌道車輛頂板31，軌道車輛側(cè)頂板32，軌道車輛側(cè)板33，軌道車輛地板34，軌 道車輛車頭35的其一或者全部選用本實用新型具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板。在上述的實施例1、實施例2和實施例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到結(jié)構(gòu)所需要的技術(shù)效果。而且，根據(jù)本 實用新型的闡述，本實用新型的具有多夾芯層結(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。上述實施例只示范粘接劑和一種扣接的結(jié)構(gòu)，本專業(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。上述實例只示范了 2層和3層夾芯成份的，實際層數(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6層。所述的粘接劑不計算在實施例所闡述的層數(shù)中。在上述的實施例4中，軌道車輛的外形不限于所述的外觀形狀。本實用新型的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，根據(jù)實際應(yīng)用對復(fù)合板性能的具體要 求，采用具有相應(yīng)優(yōu)勢性能的材料的夾芯層組合，充分地發(fā)揮各材料的性能，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)勢明顯。采用這種新的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板 制造的軌道車輛等交通運輸工具，能有效的提高交通運輸工具綜合性能，具有廣泛的推廣 價值。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于 本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求一種具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，該復(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夾芯層。
2.如權(quán)利要求1所述的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，其特征在于，所述的若干夾芯層 通過粘接、或通過扣接、或通過螺栓連接形成夾芯部。
3.如權(quán)利要求1所述的具有多夾芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，其特征在于，所述的第一蒙皮(11) 和第二蒙皮(12)分別為金屬或非金屬薄板，所述第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)的厚度為 0. 2mm IOmm0
4.如權(quán)利要求3所述的具有多夾芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，其特征在于，所述的第一蒙皮(11) 和第二蒙皮(12)選擇鋁板、鋼板、銅板、玻璃鋼板或者碳纖維板。
5.如權(quán)利要求1所述的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板，其特征在于，所述的復(fù)合板厚度 為 20mm 80mmo
6.一種軌道車輛，由骨架和復(fù)合板構(gòu)成，其特征在于，構(gòu)成該軌道車輛的復(fù)合板材采用 權(quán)利要求1所述的交通領(lǐng)域多夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合板。
專利摘要本實用新型涉及一種具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(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夾芯層；所述的若干夾芯層的材料是任意2種或任意2種以上的功能型高分子泡沫材料的組合，其包含聚醚砜樹脂、聚醚酰亞胺、聚甲基丙烯酰亞胺、聚氯乙烯、聚氨酯彈性體、聚乙烯等以高聚物為主要組分高分子輕質(zhì)泡沫材料。本實用新型的復(fù)合板根據(jù)實際應(yīng)用中對復(fù)合板性能的具體要求，采用具有相應(yīng)優(yōu)勢性能的材料的夾芯層組合，充分地發(fā)揮各材料的優(yōu)勢性能，本實用新型提供的具有多夾芯層結(jié)構(gòu)的復(fù)合板綜合性能突出，具有較高的性能優(yōu)勢和性價比，尤其適用于交通領(lǐng)域的軌道車輛。
文檔編號B32B27/08GK201755923SQ20092021348
公開日2011年3月9日 申請日期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