一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板

摘要

本发明涉及一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，包含依次粘接的第一蒙皮、夹芯部和第二蒙皮；所述的夹芯部由若干种夹芯材料构成；所述的夹芯材料是任意2种或任意2种以上的功能型高分子泡沫材料的组合，包含聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、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。本发明的复合板根据实际应用中对复合板性能的具体要求，采用具有相应优势性能的材料的夹芯层组合，充分发挥各种材料的优势性能，本发明提供的多夹芯成份复合板综合性能突出，采用这种复合板制造的轨道车辆等交通运输工具，能有效的提高运输工具的综合性能，具有较高的性能优势和性价比，具有广泛的推广价值。

权利要求

1.一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，包含第一蒙皮(11)、夹芯部和第二蒙皮(12)，其特征在于，所述的夹芯部包含若干种夹芯层；所述的夹芯部内的若干种夹芯层的材料为任意2种或任意2种以上的功能型高分子泡沫材料的组合；所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯；所述的第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)所用的材料分别为金属薄板或者非金属薄板，包含铝板、钢板、铜板、玻璃钢板或者碳纤维板；所述第一蒙皮(11)为1.2mm铝板，第二蒙皮(12)为1.0mm铝板，所述夹芯部包含三层夹芯层，该夹芯层选用厚度为10mm～15mm的PEI芯材(25)和厚度为27.8～37.8mm的PMI芯材(24)组合，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)依次通过粘接剂粘接构成复合板材。

2.一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，包含第一蒙皮(11)、夹芯部和第二蒙皮(12)，其特征在于，所述的夹芯部包含若干种夹芯层；所述的夹芯部内的若干种夹芯层的材料为任意2种或任意2种以上的功能型高分子泡沫材料的组合；所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯；所述的第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)所用的材料分别为金属薄板或者非金属薄板，包含铝板、钢板、铜板、玻璃钢板或者碳纤维板；所述第一蒙皮(11)为1.0mm铝板，第二蒙皮(12)为1.0mm不锈钢，所述夹芯部包含两层夹芯层，夹芯层选用厚度为10mm～15mm的PES芯材(22)和厚度为43mm～48mmPMI芯材(24)组合，所述的第一蒙皮(11)、PES芯材(22)、PMI芯材(24)及第二蒙皮(12)依次通过粘接剂粘接构成复合板材。

3.一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，包含第一蒙皮(11)、夹芯部和第二蒙皮(12)，其特征在于，所述的夹芯部包含若干种夹芯层；所述的夹芯部内的若干种夹芯层的材料为任意2种或任意2种以上的功能型高分子泡沫材料的组合；所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯；所述的第一蒙皮(11)和第二蒙皮(12)所用的材料分别为金属薄板或者非金属薄板，包含铝板、钢板、铜板、玻璃钢板或者碳纤维板；所述第一蒙皮(11)为2.0mm不锈钢，第二蒙皮(12)为2.0mm不锈钢；所述夹芯部包含三层夹芯层，夹芯层选择厚度为15mm～20mm的PES芯材(22)、厚度为16mm-31mmPVC芯材(23)和厚度为10mm～

20mm PMI芯材(24)的组合。

4.一种轨道车辆，由骨架和复合板构成，其特征在于，构成该轨道车辆的复合板板材采用权利要求1-3中任意一项所述的交通领域多夹芯成份复合板。

说明书

一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多夹芯成份复合板，尤其涉及一种应用于交通领域的轨道车辆等运输工具的多夹芯成份复合板。

背景技术

[0002] 目前，在交通运输领域，多采用复合板材作为结构件。复合板的一个优势是质量轻刚度好，不但具备内部芯材的性能优势的前提下，并具备比芯材本身刚度更高的整体刚度，复合板材的刚度较多地取决于芯材的厚度和蒙皮的材料性能。

[0003] 对于交通领域，除了刚度要求外，至少还要求防火性能、抗冲击性能等，因此，选材的范围往往局限于一些性能优异的芯层材料，如聚醚砜树脂(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)或聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)等。由于目前的复合板夹芯采用的多是一种单一材料，对于要求具备多种性能要求的复合板，一般采用同时具备较好的性能的材料来完成，但这种情况下，多优先满足一种性能。结构上往往要求复合板具备一定的厚度，当复合板的厚度超过一定的数值的时候，中性层附近的材料往往就仅仅起到支撑作用，该处的为满足复合板表层抗冲击性、防火性而选用的芯层材料的优异性能，不会在试验或实际使用中表现出。因此在这种情况下，选取同一种材料作为复合板的芯材，就不能充分的发挥材料本身所具备的良好性能。

[0004] EP1619020A1对于抗冲击性能要求的复合板设计，为了扩大芯材的选取范围，提出一种用于车辆壁板内衬的复合板的加强方法，采用较强的材料对薄蒙皮进行加固，或者直接采用更强的材料替代薄蒙皮加固复合板，提供了用于加固的材料与芯材的连接结构。

[0005] CN200710039586.2对于承受较复杂外载的复合板，提出了一种采用玻璃钢对薄蒙皮进行加固的方法，并提供了一种加强复合板蒙皮的工艺方法。

[0006] 两种方法都没有脱离加固蒙皮的思路，都没有考虑到夹芯成份从上蒙皮到下蒙皮所需要满足的条件是不同的，没有考虑不同层间位置对夹芯成份材料的性能要求不同，来选用芯材并组合芯材的成份。

发明内容

[0007] 本发明提供一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，其结构简洁，综合性能优异，符合交通领域对复合板材料日益提高的多方面性能的要求。

[0008] 为了达到上述目的，本发明提供了一种用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，该复合板包含依次粘接的第一蒙皮、夹芯部和第二蒙皮；所述的夹芯部包含若干种夹芯层。

[0009] 所述的夹芯部内的夹芯层所用的材料选自任意2种或2种以上的功能型高分子泡沫材料的组合，该功能型高分子泡沫材料以高聚物为基本组分。

[0010] 进一步地，所述的功能型高分子泡沫材料包含聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺、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；这些功能型高分子泡沫材料分别各自具有以下任意一种或一种以上的优势性能：质轻、成本低、耐腐蚀、阻燃、绝缘、比强度高，能够吸收冲击载荷以及隔热、隔音等。

[0011] 所述的若干种夹芯层通过粘接、或通过扣接、或通过螺栓连接形成夹芯部。

[0012] 所述的至少一面与蒙皮接触的芯材采用聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基丙烯酰亚胺或者聚氯乙烯。

[0013] 所述的第一蒙皮和第二蒙皮是整个复合板的主要受力构件，所用的材料分别选自铝板、钢板、铜板等薄金属板材；或选自玻璃钢板或者碳纤维板等非金属薄板；所述第一蒙皮和第二蒙皮的厚度为0.2mm～10mm。

[0014] 本发明还涉及一种轨道车辆，由骨架和复合板构成，其中，构成该轨道车辆的复合板材采用本发明提供的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板。

[0015] 本发明根据对复合板性能的要求，构造一种多夹芯成份的三明治型复合板，该复合板的总厚度取决于对复合板的刚度和结构要求以及蒙皮所使用的材料，复合板第一蒙皮和第二蒙皮选择常用的强度较高的金属或非金属薄板。

[0016] 本发明根据对复合板性能的要求，可以在第一蒙皮或第二蒙皮或者第一蒙皮及第二蒙皮的内接触面所接触的夹芯层选用抗冲击性能、防火性能优异PES、PEI或PMI或者其它具有良好力学性能、电学性能或物理性能的工程材料，该夹芯层的厚度取决于对复合板的性能要求和蒙皮的厚度和材料。蒙皮的厚度大、材质好，该夹芯层的厚度小，反之，则该夹芯层的厚度大，内层的夹芯层的材料选用其他性能相对较弱的轻质材料如聚氯乙烯PVC，聚氨酯弹性体PUR或聚乙烯PE等甚至PES、PEI或PMI，构成至少总共夹芯层为两层或三层乃至三层以上、夹芯层材料成份多于两种的多成份芯层复合板。

[0017] 如果对复合板性能的要求非常苛刻，考虑整体的疲劳性能，外层夹芯层材料可只选用PEI，内层材料选用PVC、PMI、PES甚至PEI的一种或者多种组合。内层的组合及厚度取决于结构对复合板性能的要求。

[0018] 如果对复合板的表层性能要求较高，而对内层或者内表层的性能要求较低，则可以在优选PEI的时候，选取PVC、PUR或PE甚至PEI等材料的一种或几种组合。

[0019] 本发明的三明治型多夹芯层复合板材料可作为制造轨道车辆的板材，也可作为飞机、轮船、建筑和汽车等交通运输工具的板材。

[0020] 本发明的用于轨道车辆的多夹芯成份复合板由于采用了多种材料作为夹芯层，根据不同的层间的性能要求，采用相应性能优异的材料，合理的利用了材料的力学性能、电学性能和机械性能，使得复合板材综合性能突出，具有较高的性能优势和性价比。本发明的这种新型复合板板材可用于制造轨道车辆等交通工具，能提高现有交通工具的综合性能。

附图说明

[0021] 图1是本发明的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板的一种三层夹芯两种成份复合板材示意图；

[0022] 图2是本发明的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板的一种两层夹芯两种成份复合板材示意图；

[0023] 图3是本发明的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板的一种三层夹芯三种成份复合板材示意图；

[0024] 图4是应用本发明的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板于轨道车辆的示意图。

具体实施方式

[0025] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

[0026] 实施例1

[0027] 如图1所示，是一种三层夹芯两种成份复合板材，总厚度一般为20mm至80mm。本实施例复合板总厚度为60mm。蒙皮为铝板、钢板、玻璃钢板或者碳纤维板等薄板，厚度一般为0.2mm至10.0mm。本实施例第一蒙皮11为1.2mm铝板，第二蒙皮12为1.0mm铝板；夹芯部包含三层夹芯材料，夹芯材料选用厚度为10mm～15mm的PEI芯材25和厚度为27.8～37.8mm的PMI芯材24组合。其中，与蒙皮连接的是PEI芯材25，PMI芯材24被包夹在两层PEI芯材25内部。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依次通过粘接剂粘接构成复合板材。

[0028] 蒙皮选用轻质的铝板，能有效地减轻复合板材的重量，并保证合适的强度和刚度。紧邻蒙皮11和蒙皮12采用的PEI芯材25具有在高温下保持足够的强度和刚度，具备较好的阻燃性能和较好的延伸率。PMI芯材24相比PEI芯材25而言，PMI的拉伸和剪切强度较强，可以起到增强芯层的作用，因此放在复合板的中性层附近。夹在PEI芯材25之间的PMI芯材24能提供所需要的支撑强度和刚度，并也具备具有在高温下的保持强度、刚度和阻燃性能。

[0029] 本实施例的复合板，具备非常好的重量性能比，能满足轨道车辆3的车厢顶板31、车厢侧顶板32、车厢侧板33和车厢地板34的要求，满足具备高温性能、阻燃性能和具备较大延展率的要求。

[0030] 实施例2

[0031] 如图2所示，是一种两层夹芯两种成份复合板，总厚度一般为20mm至80mm，本实施例复合板总厚度为60mm。蒙皮为铝板、钢板、玻璃钢板或者碳纤维板等薄板，厚度一般为0.2mm至10.0mm。本实施例第一蒙皮11为1.0mm铝板，第二蒙皮12为1.0mm不锈钢；夹芯部包含两层夹芯材料，夹芯材料选用厚度为10mm～15mm的PES芯材22和厚度为43mm～
48mmPMI芯材24组合。所述的第一蒙皮11、PES芯材22、PMI芯材24及第二蒙皮12依次通过粘接剂粘接构成复合板材。

[0032] 第一蒙皮11选用轻质的铝板，能有效地减轻复合板材的重量，并保证足够的强度和刚度，第二蒙皮12为不锈钢材料可以有效地防护外来的冲击，紧邻第一蒙皮11的PES芯材22具有高温下的强度和刚度、及阻燃性能和延伸率，紧靠第二蒙皮12的空间位置采用PMI芯材24，PMI芯材24的拉伸和剪切强度较强，起到增强芯层的作用，能提供所需要的支撑强度和刚度，并也具备具有高温下的强度和刚度、及阻燃性能。

[0033] 本实施例的复合板，能具备较强的阻燃性能和抗高温能力，较好弯曲刚度，具备较好防护冲击的能力，能满足轨道车辆3的车厢侧板33、车厢地板34和车头35的要求。

[0034] 实施例3

[0035] 如图3所示，是一种三层夹芯三种成份复合板材，总厚度一般为20mm至80mm。本实施例复合板总厚度为60mm。蒙皮为铝板、钢板、玻璃钢板或者碳纤维板等薄板，厚度为0.2mm至10.0mm。本实施例第一蒙皮11为2.0mm不锈钢，第二蒙皮12为2.0mm不锈钢；夹芯部包含三层夹芯材料，夹芯材料为三种，夹芯材料选用PES芯材22、PVC芯材23和PMI芯材24的组合，各芯材之间采用扣结方式连接。第一蒙皮11与厚度为15mm～20mm的PES芯材22通过粘接剂粘接，第二蒙皮12与PMI芯材24连接通过粘接剂粘接，其中，PMI芯材
24厚度为10mm～20mm，PVC芯材23厚度为16mm-31mm。

[0036] 蒙皮选用不锈钢，能有效地提高复合板材的抗冲击能力，并保证合适的强度和刚度。紧邻蒙皮11采用的PES芯材22和紧邻蒙皮12采用的PMI芯材24具有在高温下保持足够的强度和刚度，具备较好的阻燃性能和较好的延伸性能。PVC起到增强芯层的作用，放在复合板的中性层附近。

[0037] 本实施例的复合板，能满足轨道车辆3的车厢顶板31、车厢地板34和车头35的要求，满足具备非常好的抗冲击能力。

[0038] 实施例4

[0039] 如图4所示，为采用本发明的具有多夹芯层结构的复合板制造的轨道车辆3。轨道车辆3的轨道车辆顶板31，轨道车辆侧顶板32，轨道车辆侧板33，轨道车辆地板34，轨道车辆车头35的其一或者全部选用本发明具有多夹芯层结构的复合板。

[0040] 在上述的实施例1、实施例2和实施例3中，本行业的一般技术人员可以容易的得出，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等组合替代都可以达到结构所需要的技术效果。而且，根据本发明的阐述，本发明的具有多夹芯层结构的复合板的夹芯部的夹芯层材料可选用任何具有良好力学性能、电学性能、热学性能或机械性能的工程材料中的任何两种或两种以上的组合。

[0041] 上述实施例只示范粘接剂和一种扣接的结构，本专业的一般技术人员也可以容易得出，夹芯层之间也可采用其他扣接形式或者采用螺栓形式连接。

[0042] 上述实例只示范了2层和3层夹芯成份的，实际层数和成份数根据需求确定，不受以上限制，一般情况下不超过6层。所述的粘接剂不计算在实施例所阐述的层数中。

[0043] 在上述的实施例4中，轨道车辆的外形不限于所述的外观形状；而且，本发明的多夹芯成份复合板也可以用于飞机、轮船、建筑和汽车等交通运输工具的板材。

[0044] 本发明的用于交通运输工具的多夹芯成份复合板，根据实际应用对复合板性能的具体要求，采用具有相应优势性能的材料的夹芯层组合，充分地发挥各种材料的性能，所得的具有多夹芯层结构的复合板综合性能可靠，优势明显。采用这种新的多夹芯成份复合板制造的轨道车辆等交通运输工具，能有效的提高交通运输工具综合性能，具有广泛的推广价值。

[0045] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。