一種復合材料車板及其制備方法和應用技術

本發明專利技術提供一種復合材料車板及其制備方法和應用。所述車板包括面板(1)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)；面板(1)包含超高分子量聚乙烯纖維，芯材(2)包含玻璃纖維、碳纖維或混雜纖維；輕質夾芯材料(3)夾置在芯材(2)中間，面板(1)全覆于芯材(2)的上下表面；面板(1)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)由同一熱固性樹脂固化成一體結構。本發明專利技術提供的復合材料車板，綜合性能尤其是耐磨性能大大提高，從而在保持承重能力的基礎上，實現輕質和耐磨損方面以替代鋼的突破，特別適用于卡車車廂底板和側板、集裝箱底板等；并且制備方法簡單，便于操作，適合工業化推廣和應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及車板領域，特別涉及一種復合材料車板，以及它的制備方法和應用。
技術介紹
車輛底板和側板是各種車輛的一個重要組成部分，是車輛的主要承重部件之一。 在當前車輛制造行業中，車輛底板和側板的主要材料有鋼、鋁合金等金屬材料和木膠合板、 竹膠合板等膠合板材料。專利申請號為200810022036. 4、公開號為CN101314367A的中國專利技術專利申請公 開了一種復合材料車輛底板，具有重量輕，良好的隔熱、隔振、隔聲性能。但其面板為玻璃 纖維復合材料層板或碳纖維復合材料層板或其二者的混雜復合材料層板，用于裝儲和運輸 煤、金礦、銅礦、鋁礦、鐵礦等時，容易造成車板的磨損和劃傷，長期耐磨性能不夠理想。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)纖維是一種新型纖維材料，以該種纖維作為骨架制 成的復合材料不僅具有輕質高強的性質，還具有良好的耐磨性和抗沖擊性能。然而，該種纖維因其表面惰性而較難與樹脂粘合，且其熔點低，在使用和再加工過 程中不能超過130°C。如何研發一種工藝相對簡單，可以將超高分子量聚乙烯纖維與樹脂較 好結合，并且各層纖維板很好地結合，然后加工成為一體的車用輕質耐磨材料，以克服現有 材料存在的缺陷，是本領域當前重要的研發目標之一。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述技術問題，提供一種復合材料車板，使得超高分子量 聚乙烯纖維與樹脂較好結合，并使各層纖維板結合成一體，加工得到復合材料車板，在保持 承重能力的基礎上，具有輕質耐磨的優點。本專利技術提供的一種復合材料車板，包括面板、芯材和輕質夾芯材料；所述面板包含 超高分子量聚乙烯纖維，所述芯材包含玻璃纖維、碳纖維或混雜纖維；所述輕質夾芯材料夾 置在芯材中間，面板全覆蓋于芯材的上下表面；所述面板、芯材和輕質夾芯材料由同一熱固 性樹脂固化成一體結構。其中，所述面板是以單軸向、雙軸向或多軸向的超高分子量聚乙烯纖維布為增強 體，熱固性樹脂為基體制成的超高分子量聚乙烯纖維復合材料層板。其中，所述面板的纖維復合材料層板厚度為2 10mm。其中纖維的百分含量控制 在60% 70%為宜。根據板的厚度和纖維的含量可以將纖維鋪覆多層。采用所有規格的超高分子量聚乙烯纖維均能實現本專利技術。主要性能參數有密 度為O. 97g/cm3，比拉伸強度為30-38cN/dtex,比拉伸模量為1100cN/dtex，熔點為140 152。。。其中，所述芯材是以單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維、玻璃纖維或混雜纖維布為 增強體，熱固性樹脂為基體制成的纖維復合材料層板。所述混雜纖維為碳纖維和玻璃纖維 的混雜纖維。其中，所述芯材的纖維復合材料層板厚度為20 40mm。其中纖維的百分含量控制 在60% 70%為宜。根據板的厚度和纖維的含量可以將纖維鋪覆多層。采用所有規格的玻璃纖維和碳纖維均可以實現本專利技術。其中，所述輕質夾芯材料是巴爾沙木(Balsa木)、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚 氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫。其中，所述輕質夾芯材料的厚度為5 20mm,輕質夾芯材相互之間的間隔為10 50mmo本專利技術的復合材料車板，面板、芯材和輕質夾芯材料由同一熱固性樹脂固化一體 成型?？梢韵鹊玫剿雒姘搴托静牡膹秃喜牧蠈影澹黉佋O加壓成型；其中，制得復合材料 層板所使用的基體是同一熱固性樹脂；也可以先鋪設好車板各層纖維結構，再用同一熱固 性樹脂進行一體固化。其中，作為所述面板和芯材復合材料層板基體和一體固化使用的熱固性樹脂可以 是改性的乙烯基樹脂或改性的環氧樹脂，固化溫度為40°C 130°C;優選為環氧甲基丙烯酸 乙烯基樹脂、環氧丙烯酸乙烯基酯樹脂、異氰酸酯改性的乙烯酯樹脂或橡膠改性的環氧樹 脂。本專利技術的另一目的，在于提供一種所述復合材料車板的制備方法，包括以下步 驟I)用同一熱固性樹脂分別浸潤面板和芯材的纖維布；2)將浸潤過的面板纖維布鋪在模具內，在其表面鋪上浸潤過的的芯材纖維布，間 隔布置有輕質夾芯材料；3)再次鋪上浸潤過的面板纖維布；4)鋪設完成后，對表面加載壓力，固化成型，即得到所述復合材料車板?；蛘撸€可以采取另一種方法，包括如下步驟I)將面板纖維布鋪在模具內，在其表面鋪上芯材纖維布，間隔布置有輕質夾芯材 料；2)再次鋪上面板纖維布；3)鋪設完成后，封閉模具，充入熱固性樹脂；4)對表面加載壓力，固化成型，即得到所述復合材料車板。其中，所述面板纖維布為超高分子量聚乙烯纖維布；芯材纖維布為玻璃纖維布、碳 纖維布或混雜纖維布。其中，在復合材料制備過程中，對表面加載的壓力為O. 6Mpa-2. OMpa0其中，所述熱固性樹脂、輕質夾芯材料和混雜纖維的限定同本
技術實現思路
所述復合 材料車板中相應的限定。本
技術實現思路
提供的復合材料車板，主要應用于卡車車廂和集裝箱。本專利技術具有以下有益效果本專利技術是采用最新的復合材料技術制造的新型復合材料車板，面板由高強度、高 模量的超高分子量聚乙烯纖維與樹脂材料固化而成，主要用于加強復合材料車板的耐磨、 抗沖擊和減振性能；芯材為玻璃纖維或碳纖維與樹脂復合材料，具有良好的受力性能，主要 承受彎曲變形引起的正應力，用于加強復合材料車板的承載能力，同時降低車身重量，也有利于提高車輛的載重量；采用泡沫、輕質木材等輕質夾芯材料，用于進一步減輕復合材料車板的重量，同時也可以節省成本?？傊?，本專利技術提供的復合材料車板，綜合性能尤其是耐磨性能大大提高，從而在保持承重能力的基礎上，實現輕質和耐磨損方面以替代鋼的突破，特別適用于卡車車廂底板和側板、集裝箱底板等；并且制備方法簡單，便于操作，適合工業化推廣和應用。附圖說明圖1為復合材料車板的結構示意圖。附圖標記說明1為面板，2為芯材，3為輕質夾芯材料。具體實施方式以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。本專利技術實施例使用到的超高分子量聚乙烯纖維為北京同益中特種纖維技術開發有限公司產品。超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法為現有技術常用的方法，如等離子體處理法、氧化法、接枝法以及壓延法、涂層法、電暈放電法等。超高分子量聚乙烯纖維密度為 O. 97g/cm3。實施例1一種重型卡車用輕質耐磨車廂底板，為本專利技術所涉及的復合材料車板中的一種， 其面板I (覆于芯材2之上)由環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂和1200dtex超高分子量聚乙烯纖維單向布固化而成，面板厚度為2_，纖維百分含量為60%。芯材2為同一環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂和48K碳纖維單向布固化而成，芯材厚度為20mm，纖維百分含量為60%，且芯材2中間間隔放置有厚度為5mm的輕質夾芯材料3巴爾沙木(Balsa木)，Balsa木相互之間的間隔為10mm。制作過程如下首先，超高分子量聚乙烯纖維進行表面改性，其次，用配好的環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂體系浸潤改性的超高分子量聚乙烯纖維單向布和碳纖維單向布，接著，將浸潤過環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布鋪在模具內，在其表面鋪上浸潤過環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂的碳纖維單向布，間隔布置有 Balsa木，并再次鋪上浸潤過環氧甲基丙烯酸乙烯基樹脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布。 鋪設完成后，在試件表面加載O. 6MPa的壓力，保證其成型質量。在70°C下進行加熱固化， 待試件內樹脂完全固化后，即可得到所需要的車廂底板。40_厚的復合材料車板每平米重量為22Kg，與相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合材料車板，包括面板(1)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)，其特征在于，所述面板(1)包含超高分子量聚乙烯纖維，所述芯材(2)包含玻璃纖維、碳纖維或混雜纖維；所述輕質夾芯材料(3)夾置在芯材(2)中間，面板(1)全覆于芯材(2)的上下表面；所述面板(1)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)由同一熱固性樹脂固化成一體結構。

【技術特征摘要】
1.一種復合材料車板，包括面板(I)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)，其特征在于，所述面板(I)包含超高分子量聚乙烯纖維，所述芯材(2)包含玻璃纖維、碳纖維或混雜纖維；所述輕質夾芯材料(3)夾置在芯材(2)中間，面板(I)全覆于芯材(2)的上下表面；所述面板(I)、芯材(2)和輕質夾芯材料(3)由同一熱固性樹脂固化成一體結構。2.根據權利要求1所述的復合材料車板，其特征在于，所述面板(I)是以單軸向、雙軸向或多軸向的超高分子量聚乙烯纖維布為增強體，熱固性樹脂為基體制成的超高分子量聚乙烯纖維復合材料層板；所述芯材(2)是以單軸向、雙軸向或多軸向的碳纖維布、玻璃纖維布或兩者的混雜纖維布為增強體，熱固性樹脂為基體制成的纖維復合材料層板。3.根據權利要求2所述的復合材料車板，其特征在于，所述面板(I)的厚度為2 10mm ;纖維的百分含量為60% 70%。4.根據權利要求2所述的復合材料車板，其特征在于，所述芯材(2)的厚度為20 40mm ;纖維的百分含量為60% 70%。5.根據權利要求1 4任意一項所述的復合材料車板，其特征在于，所述輕質夾芯材料(3)是巴爾沙木、泡桐木、杉木、橡木、膠合板、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫或碳泡沫；所述輕質夾芯材料(3)的厚度為5 20mm。6.根據權利要求1或2所述的復合材料車板，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟秀青，楊剛，胡偉，田宇黎，
申請(專利權)人：藍星環境工程有限公司，
類型：發明
國別省市：