[发明专利]一种隔热三维中空复合板及其应用

说明书

本发明公开了一种隔热三维中空复合板，其为夹层结构，包括芯层和位于芯层的厚度方向的两侧的增强层，所述芯层包括泡沫层和布置在泡沫层中的由树脂A制成的增强筋，所述增强层由三维中空复合材料制备而成；所述增强层经树脂B复合到泡沫层上，增强筋贯穿泡沫层后连接到增强层上。该复合板兼具有泡沫材料的优异隔热性能以及三维中空复合材料的力学性能，扩大了隔热板的使用范围。本申请还公开了上述复合板的用途。

技术领域

本发明涉及一种隔热中空复合板，具体涉及一种隔热三维中空复合板及其应用。

背景技术

目前，隔热板主要有泡沫夹层板，泡沫夹层板由上下蒙皮和中间泡沫芯层组成，其中蒙皮与芯层之间通过二次胶粘而成，由于蒙皮厚度较薄且存在明显胶接弱界面层，使得该泡沫夹层板的抗冲击性能、抗分层能力和整体刚度均较差。

三维中空复合材料是一种呈夹层结构的夹层复合材料，构成夹层结构的基础是表层的经纱、纬纱和连接两个表层并形成芯部的Z向纤维。基于该夹层结构的材料具有轻量化、抗冲击、抗分层、隔音、隔热等特性，有效避免了传统泡沫夹层板易于分层、剥离以及耐冲击性差的缺陷，已经在航空航天、船舶领域和轨道交通等领域有所应用。

虽然三维中空复合材料的隔热性能优异，但其使用范围却越来越受到限制，这主要是冷藏车板、方舱板、活动营房板和房车板等领域对材料隔热性能的要求越来越高，这些三维中空复合材料的隔热性能已不能满足技术要求。

开发能够兼顾泡沫材料的优异隔热性能以及三维中空复合材料的力学性能的新型复合板结构就显得尤为迫切。

发明内容

为解决上述问题，本申请提出了一种隔热三维中空复合板，该复合板兼具有泡沫材料的优异隔热性能以及三维中空复合材料的力学性能，扩大了隔热板的使用范围，具体的技术方案如下：

该隔热三维中空复合板为夹层结构，包括芯层和位于芯层的厚度方向的两侧的增强层，所述芯层包括泡沫层和布置在泡沫层中的由树脂A制成的增强筋，所述增强层由三维中空复合材料制备而成；

所述增强层经树脂B复合到泡沫层上，增强筋贯穿泡沫层后连接到增强层上。优选地，树脂A与树脂B为同一规格的树脂。优选地，泡沫层的制作材料为聚氨酯泡沫、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或聚甲基丙烯酰亚胺泡沫中的一种。

本发明中的隔热三维中空复合板中的增强层采用三维中空复合材料制备，三维中空复合材料作为一种目前常用的复合材料，其具有的轻量化、抗冲击、抗分层、隔音、隔热等特性被携带到本发明中，而芯层采用泡沫材料制造，泡沫材料的隔热和轻质也同样保留在本发明中，为保证增强层与泡沫层的有效连接，在本申请中，增强层经树脂复合在泡沫层上，同时在泡沫层中设置了采用树脂制成的增强筋，该增强筋连接到增强层上。经过增强筋的连接作用，使两个增强层连接在一起，而在传统的夹层式的复合板中，增强层仅仅粘结在泡沫层的外表面上，由于泡沫层中的泡沫粒子本身易于被撕裂，以及泡沫粒子相互之间的粘结性也较弱，因此泡沫板的抗分层性能较差，当复合板受到外加载荷(如冲击、平拉、剪切、弯曲等)时，复合板极易被撕裂分层，而且由于泡沫板的抗压强度较低，在复合板受到外力时，主要由增强层来抵抗外力，泡沫层所能贡献的抵抗力较少。

而在本申请中，在泡沫层中设置了增强筋，该增强筋采用树脂制成，采用树脂制成的增强筋具有超过泡沫板数十倍的抗拉强度，当隔热三维中空复合板受到外力时，由于增强筋具有相当高的抗拉伸、压缩和剪切强度，也提高了本发明的抗拉伸、压缩和剪切强度，抗拉强度可达到现有夹层结构材料的2倍以上，避免了复合材料在长时间使用过程中出现分层现象；三维中空复合材料的特殊结构使得在相同重量下，三维中空复合材料厚度更高，其刚度更强，复合材料整体的抗变形能力更佳。