[发明专利]一种轻质高铁内饰地板的夹层复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种轻质夹层复合材料，包括上蒙皮、下蒙皮以及复合在上蒙皮与下蒙皮之间的泡沫芯材；所述上蒙皮的材质包括连续纤维增强热固性树脂复合材料；所述下蒙皮的材质包括连续纤维增强热固性树脂复合材料。该材料具有界面强度高、力学承载性能好、质量轻等优点，同时还具有一定的保温和隔声性能。作为高铁内饰地板的地板主体使用，在实现轻量化设计的同时，还能提高地板的隔音性能和保温性能，提升乘坐舒适度；泡沫表面工艺槽、工艺孔的工艺设计，提高了夹层结构的界面强度以及剪切强度，有力保障了地板使用工况下的可靠性；引入腹板的结构设计，极大地提高了夹层结构的抗压强度，增加了地板的抗疲劳性，耐用性进一步提升。

技术领域

本发明属于高铁内饰材料技术领域，涉及一种轻质夹层复合材料及其应用，尤其涉及一种轻质高铁内饰地板的夹层复合材料及其制备方法。

背景技术

内饰地板是轨道车辆内装中最重要的部件，不仅是乘客旅乘活动的主要承载单元、也是重要的安全部件，更是轨道车辆绝大多数内饰部件安装的基础层。因此，一方面对轨道内装地板的力学性能要求要远远高于其他部件，主要体现在要求地板的压缩强度高、承载变形小；另一方面，由于内饰地板作为车辆内部的基础层，拆装很麻烦；需要地板的可靠性、可用性高，主要体现在要求地板的耐用性好，要保证30年的使用寿命。随着高铁交通往高速化、节能化方向发展，要求轨道车辆的自重小，内饰地板的轻量化设计越来越重要。同时，高铁轨道交通运输的特殊性(大客流、长时距、封闭环境等)也对地板的使用安全性(环保、防火)和舒适性(隔热保温、减振降噪)提出了更高要求。

现有技术中，典型的轨道交通内饰地板结构从上往下由地板布、地板主体及安装支撑单位三大部分组成。对于地板主体而言，目前高铁内饰地板主体主要以木质多层胶合板、铝蜂窝夹层板为主。木质多层胶合地板是由厚度为1～3mm的多层木片通过胶黏剂粘接复合而成的，木片多以杨木、桦木等中等密度硬阔叶木材为原料。具体工艺如下：将木材切割成一定厚度、长宽尺寸的木片进行干燥处理，然后对木材进行阻燃处理、涂胶黏剂，再按照一定的形式铺装成一定厚度的板坯，最后将板坯放入热压机中热压成型即可得到多层胶合地板主体。铝蜂窝夹层地板是由铝蜂窝芯、铝板、封边型材(铝合金材质)通过胶黏剂(胶膜)粘接复合而成的，其中铝蜂窝芯的密度在70kg/m3左右、铝板厚度在1～1.5mm、胶黏剂(胶膜)一般为双组份环氧或聚氨酯。具体工艺如下：将铝板、封边型材进行预处理(脱脂、清洁等)，然后在铝板、封边型材上涂布胶黏剂(胶膜)，再把准备好的铝蜂窝放入铝板及封边型材之间；最后根据胶黏剂固化要求在一定温度、压力下固化成型即可得到铝蜂窝夹层地板。

木质多层胶合地板由于使用木材作为原料，一方面占用天然林业资源，对生态环境不利。另一方面，木材的不一致性以及成型、存储过程中的控制问题会导致木质多层胶合地板出现虫害、腐烂、裂纹、拱曲等质量问题。铝蜂窝夹层地板力学性能好，能满足高铁内装的承载要求。但也有以下问题：1、铝蜂窝与铝板的接触面积小，两者之间的界面强度不高，控制不好易出现铝蜂窝与铝板粘接不牢，易出现分层现象(地板起鼓)；2、铝蜂窝芯的开孔结构，导致其裸露部分需要进行封边处理，否则在潮湿环境下易滋生霉菌，同时也易引起胶黏剂失效问题；3、铝蜂窝夹层地板的保温及减振降噪效果差，需要额外增加辅助材料来满足内饰地板的使用要求。

因此，如何开发一种性能好、质量轻，同时还具有一定的保温和隔声性能的新型高铁列车防寒材料，解决现有的高铁内饰地板存在的上述问题，已成为国内高铁列车生产企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。

本专利主要针对地板主体展开研究。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种轻质夹层复合材料及其应用，特别是一种轻质高铁内饰地板的夹层复合材料。本发明提供的轻质夹层复合材料以环保型轻质泡沫为芯材、阻燃型高强度树脂基连续纤维增强材料为蒙皮的夹层复合材料为主体结构的地板，具有质轻、导热系数低，良好的防寒保温性能以及较好的隔音降噪性能等优点，非常利于在高铁列车制造行业等车辆和轨道交通应用与推广。