專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合材料車(chē)板及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)板領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合材料車(chē)板，以及它的制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
車(chē)輛底板和側(cè)板是各種車(chē)輛的一個(gè)重要組成部分，是車(chē)輛的主要承重部件之一。 在當(dāng)前車(chē)輛制造行業(yè)中，車(chē)輛底板和側(cè)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(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00810022036. 4、公開(kāi)號(hào)為CN101314367A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公 開(kāi)了一種復(fù)合材料車(chē)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(fù)合材料層板或碳纖維復(fù)合材料層板或其二者的混雜復(fù)合材料層板，用于裝儲(chǔ)和運(yùn)輸 煤、金礦、銅礦、鋁礦、鐵礦等時(shí)，容易造成車(chē)板的磨損和劃傷，長(zhǎng)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(fù)合材料不僅具有輕質(zhì)高強(qiáng)的性質(zhì)，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(shù)脂粘合，且其熔點(diǎn)低，在使用和再加工過(guò) 程中不能超過(guò)130°C。如何研發(fā)一種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可以將超高分子量聚乙烯纖維與樹(shù)脂較 好結(jié)合，并且各層纖維板很好地結(jié)合，然后加工成為一體的車(chē)用輕質(zhì)耐磨材料，以克服現(xiàn)有 材料存在的缺陷，是本領(lǐng)域當(dāng)前重要的研發(fā)目標(biāo)之一。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種復(fù)合材料車(chē)板，使得超高分子量 聚乙烯纖維與樹(shù)脂較好結(jié)合，并使各層纖維板結(jié)合成一體，加工得到復(fù)合材料車(chē)板，在保持 承重能力的基礎(chǔ)上，具有輕質(zhì)耐磨的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的一種復(fù)合材料車(chē)板，包括面板、芯材和輕質(zhì)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(zhì)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(zhì)夾芯材料由同一熱固 性樹(shù)脂固化成一體結(jié)構(gòu)。
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(qiáng) 體，熱固性樹(shù)脂為基體制成的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料層板。
其中，所述面板的纖維復(fù)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(jù)板的厚度和纖維的含量可以將纖維鋪覆多層。
采用所有規(guī)格的超高分子量聚乙烯纖維均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。主要性能參數(shù)有密 度為O. 97g/cm3，比拉伸強(qiáng)度為30-38cN/dtex,比拉伸模量為1100cN/dtex，熔點(diǎn)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(qiáng)體，熱固性樹(shù)脂為基體制成的纖維復(fù)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(fù)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(jù)板的厚度和纖維的含量可以將纖維鋪覆多層。
采用所有規(guī)格的玻璃纖維和碳纖維均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
其中，所述輕質(zhì)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(zhì)夾芯材料的厚度為5 20mm,輕質(zhì)夾芯材相互之間的間隔為10 50mmo
本發(fā)明的復(fù)合材料車(chē)板，面板、芯材和輕質(zhì)夾芯材料由同一熱固性樹(shù)脂固化一體 成型?？梢韵鹊玫剿雒姘搴托静牡膹?fù)合材料層板，再鋪設(shè)加壓成型；其中，制得復(fù)合材料 層板所使用的基體是同一熱固性樹(shù)脂；也可以先鋪設(shè)好車(chē)板各層纖維結(jié)構(gòu)，再用同一熱固 性樹(shù)脂進(jìn)行一體固化。
其中，作為所述面板和芯材復(fù)合材料層板基體和一體固化使用的熱固性樹(shù)脂可以 是改性的乙烯基樹(shù)脂或改性的環(huán)氧樹(shù)脂，固化溫度為40°C 130°C;優(yōu)選為環(huán)氧甲基丙烯酸 乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧丙烯酸乙烯基酯樹(shù)脂、異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂或橡膠改性的環(huán)氧樹(shù) 脂。
本發(fā)明的另一目的，在于提供一種所述復(fù)合材料車(chē)板的制備方法，包括以下步 驟
I)用同一熱固性樹(shù)脂分別浸潤(rùn)面板和芯材的纖維布；
2)將浸潤(rùn)過(guò)的面板纖維布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)的的芯材纖維布，間 隔布置有輕質(zhì)夾芯材料；
3)再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)的面板纖維布；
4)鋪設(shè)完成后，對(duì)表面加載壓力，固化成型，即得到所述復(fù)合材料車(chē)板。
或者，還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(nèi)，在其表面鋪上芯材纖維布，間隔布置有輕質(zhì)夾芯材 料；
2)再次鋪上面板纖維布；
3)鋪設(shè)完成后，封閉模具，充入熱固性樹(shù)脂；
4)對(duì)表面加載壓力，固化成型，即得到所述復(fù)合材料車(chē)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(fù)合材料制備過(guò)程中，對(duì)表面加載的壓力為O. 6Mpa-2. OMpa0
其中，所述熱固性樹(shù)脂、輕質(zhì)夾芯材料和混雜纖維的限定同本發(fā)明內(nèi)容所述復(fù)合 材料車(chē)板中相應(yīng)的限定。
本發(fā)明內(nèi)容提供的復(fù)合材料車(chē)板，主要應(yīng)用于卡車(chē)車(chē)廂和集裝箱。
本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明是采用最新的復(fù)合材料技術(shù)制造的新型復(fù)合材料車(chē)板，面板由高強(qiáng)度、高 模量的超高分子量聚乙烯纖維與樹(shù)脂材料固化而成，主要用于加強(qiáng)復(fù)合材料車(chē)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(shù)脂復(fù)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(yīng)力，用于加強(qiáng)復(fù)合材料車(chē)板的承載能力，同時(shí)降低車(chē)身重量，也有利于提高車(chē)輛的載重量；采用泡沫、輕質(zhì)木材等輕質(zhì)夾芯材料，用于進(jìn)一步減輕復(fù)合材料車(chē)板的重量，同時(shí)也可以節(jié)省成本。
總之，本發(fā)明提供的復(fù)合材料車(chē)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(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)和耐磨損方面以替代鋼的突破，特別適用于卡車(chē)車(chē)廂底板和側(cè)板、集裝箱底板等；并且制備方法簡(jiǎn)單，便于操作，適合工業(yè)化推廣和應(yīng)用。


圖1為復(fù)合材料車(chē)板的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1為面板，2為芯材，3為輕質(zhì)夾芯材料。具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明實(shí)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(shù)開(kāi)發(fā)有限公司產(chǎn)品。
超高分子量聚乙烯纖維表面改性方法為現(xiàn)有技術(shù)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(shí)施例1
一種重型卡車(chē)用輕質(zhì)耐磨車(chē)廂底板，為本發(fā)明所涉及的復(fù)合材料車(chē)板中的一種， 其面板I (覆于芯材2之上)由環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)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(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)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(zhì)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(guò)程如下首先，超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行表面改性，其次，用配好的環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)脂體系浸潤(rùn)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(rùn)過(guò)環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)脂的碳纖維單向布，間隔布置有 Balsa木，并再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布。 鋪設(shè)完成后，在試件表面加載O. 6MPa的壓力，保證其成型質(zhì)量。在70°C下進(jìn)行加熱固化， 待試件內(nèi)樹(shù)脂完全固化后，即可得到所需要的車(chē)廂底板。40_厚的復(fù)合材料車(chē)板每平米重量為22Kg，與相似性能碳鋼車(chē)板比較，重量減輕了 29%。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1452-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，測(cè)得該車(chē)板的拉伸強(qiáng)度為213Mpa，拉伸模量為10. 3Gpa。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1456-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，彎曲強(qiáng)度為211Mpa。采用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，測(cè)得復(fù)合車(chē)板單位面密度的比抗沖擊強(qiáng)度為23J ·πι2/1^。采用帶有橡膠研磨輪的磨耗試驗(yàn)機(jī)，在室溫25-30°C，濕度45% -55%對(duì)復(fù)合車(chē)板的摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試， 接觸面受力為1000g，研磨輪轉(zhuǎn)速為1000r，測(cè)得表面磨耗為35m g/cm2。
實(shí)施例2
一種重型卡車(chē)用輕質(zhì)耐磨車(chē)廂側(cè)板，為本發(fā)明所涉及的輕質(zhì)耐磨復(fù)合材料車(chē)板中的一種，其面板I (覆于芯材2之上)由環(huán)氧丙烯酸乙烯基酯樹(shù)脂和2640dtex超高分子量 聚乙烯纖維雙向布固化而成,面板厚度為5mm,纖維百分含量為70%。芯材2為同一環(huán)氧丙 烯酸乙烯基酯樹(shù)脂和1200dtex玻璃纖維單向布固化而成，芯材厚度為30mm，纖維百分含量 為70%，且芯材2中間間隔放置有厚度為IOmm的輕質(zhì)夾芯材料3泡桐木，泡桐木相互之間 的間隔為20mm。制作過(guò)程如下首先，超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行表面改性，其次，用配好 的環(huán)氧丙烯酸乙烯基酯樹(shù)脂體系浸潤(rùn)改性的超高分子量聚乙烯纖維雙向布和玻璃纖維單 向布，接著，將超高分子量聚乙烯纖維雙向布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上玻璃纖維單向布， 間隔布置有泡桐木，并再次鋪上超高分子量聚乙烯纖維雙向布。鋪設(shè)完成后，密閉模具，充 入環(huán)氧丙烯酸乙烯基酯樹(shù)脂，并在試件表面加載O. 6MPa的壓力，保證其成型質(zhì)量。在85 °C 下進(jìn)行加熱固化，待試件內(nèi)樹(shù)脂完全固化后，即可得到所需要的車(chē)廂側(cè)板。40mm厚的復(fù)合材 料車(chē)板每平米重量為31Kg，與相似性能碳鋼車(chē)板比較，重量減輕了 25%。采用萬(wàn)能材料試 驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1452-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，測(cè) 得該車(chē)板的拉伸強(qiáng)度為190Mpa，拉伸模量為9. 6Gpa。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1456-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，彎曲強(qiáng)度為200Mpa。采 用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，測(cè)得復(fù)合車(chē)板單位面密度的比抗沖擊強(qiáng)度為21J *m2/ kg。采用帶有橡膠研磨輪的磨耗試驗(yàn)機(jī)，在室溫25-30°C，濕度45% -55%對(duì)復(fù)合車(chē)板的摩 擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，接觸面受力為1000g，研磨輪轉(zhuǎn)速為1000r，測(cè)得表面磨耗為33mg/cm2。
實(shí)施例3
一種集裝箱用輕質(zhì)耐磨底板，其面板I (覆于芯材2之上)由異氰酸酯改性的乙烯 酯樹(shù)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8mm，纖維百分含 量為60%。芯材2為同一異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂和12K碳纖維斜紋布固化而成，芯材厚 度為16_，纖維百分含量為70%。且芯材2中間間隔放置有厚度為5_的輕質(zhì)夾芯材料3 泡桐木，泡桐木相互之間的間隔為10mm。制作過(guò)程如下首先，超高分子量聚乙烯纖維進(jìn)行 表面改性，其次，用配好的異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂體系浸潤(rùn)改性的超高分子量聚乙烯 纖維單向布和碳纖維斜紋布，接著，將浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂的超高分子量聚 乙烯纖維單向布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂的碳纖維斜 紋布，間隔布置有泡桐木，并再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂的超高分子量聚 乙烯纖維單向布。鋪設(shè)完成后，在試件表面加載0.6MPa的壓力，保證其成型質(zhì)量。在70°C 下進(jìn)行加熱固化，待試件內(nèi)樹(shù)脂完全固化后，即可得到所需要的集裝箱底板。40mm厚的復(fù)合 材料車(chē)板每平米重量為20Kg，與相似性能碳鋼車(chē)板比較，重量減輕了 30%。采用萬(wàn)能材料 試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1452-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次， 測(cè)得該車(chē)板的拉伸強(qiáng)度為200Mpa，拉伸模量為lOGpa。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1456-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，彎曲強(qiáng)度為205Mpa。采 用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，測(cè)得復(fù)合車(chē)板單位面密度的比抗沖擊強(qiáng)度為25J *m2/ kg。采用帶有橡膠研磨輪的磨耗試驗(yàn)機(jī)，在室溫25-30°C，濕度45% -55%對(duì)復(fù)合車(chē)板的摩 擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，接觸面受力為1000g，研磨輪轉(zhuǎn)速為1000r，測(cè)得表面磨耗為36mg/cm2。
實(shí)施例4
一種重型卡車(chē)用輕質(zhì)耐磨底板，其面板I (覆于芯材2之上)由橡膠改性的環(huán)氧 樹(shù)脂和55dtex超高分子量聚乙烯纖維單向布固化而成，面板厚度為10mm，纖維百分含量為70%。芯材2為同一種橡膠改性的環(huán)氧樹(shù)脂和6K碳纖維/玻璃纖維混雜雙向布固化而成， 芯材厚度為40mm，纖維百分含量為70 %。且芯材2中間間隔放置有厚度為20mm的輕質(zhì)夾芯 材料3聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫相互之間的間隔為50mm。制作過(guò)程如下首先，超高分子量 聚乙烯纖維進(jìn)行表面改性，其次，用配好的橡膠改性的環(huán)氧樹(shù)脂體系浸潤(rùn)改性的超高分子 量聚乙烯纖維單向布和碳纖維/玻璃纖維混雜雙向布，接著，將浸潤(rùn)過(guò)橡膠改性的環(huán)氧樹(shù) 脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)橡膠改性的環(huán)氧樹(shù)脂 的碳纖維/玻璃纖維混雜雙向布，間隔布置有聚氨酯泡沫，并再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)橡膠改性的 環(huán)氧樹(shù)脂的超高分子量聚乙烯纖維單向布。鋪設(shè)完成后，在試件表面加載2. OMPa的壓力， 保證其成型質(zhì)量。在130°C下進(jìn)行加熱固化，待試件內(nèi)樹(shù)脂完全固化后，即可得到所需要的 重型卡車(chē)底板。40mm厚的復(fù)合材料車(chē)板每平米重量為24Kg，與相似性能碳鋼車(chē)板比較，重 量減輕了 27%。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1452-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的拉伸強(qiáng) 度進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，測(cè)得該車(chē)板的拉伸強(qiáng)度為210Mpa，拉伸模量為10.1Gpa0采用 萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1456-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)重 復(fù)六次，彎曲強(qiáng)度為195Mpa。采用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，測(cè)得復(fù)合車(chē)板單位面 密度的比抗沖擊強(qiáng)度為25J*m2/kg。采用帶有橡膠研磨輪的磨耗試驗(yàn)機(jī)，在室溫25-30°C，濕 度45% -55%對(duì)復(fù)合車(chē)板的摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，接觸面受力為1000g，研磨輪轉(zhuǎn)速為1000r， 測(cè)得表面磨耗為31mg/cm2。
實(shí)施例5
一種集裝箱用輕質(zhì)耐磨側(cè)板，其面板I (覆于芯材2之上)由異氰酸酯改性的乙烯 酯樹(shù)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2mm，纖維百分含 量為60%。芯材2為同一異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂和1200dtex玻璃纖維單向布固化而 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(zhì)夾 芯材料3泡桐木，泡桐木相互之間的間隔為10mm。制作過(guò)程如下首先，超高分子量聚乙烯 纖維進(jìn)行表面改性，其次，用配好的異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂體系浸潤(rùn)改性的超高分子 量聚乙烯纖維單向布和玻璃纖維單向布，接著，將浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂的超 高分子量聚乙烯纖維單向布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂 的玻璃纖維單向布，間隔布置有泡桐木，并再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂的 超高分子量聚乙烯纖維單向布。鋪設(shè)完成后，在試件表面加載1. OMPa的壓力，保證其成型 質(zhì)量。在40°C下進(jìn)行加熱固化，待試件內(nèi)樹(shù)脂完全固化后，即可得到所需要的集裝箱底板。 40mm厚的復(fù)合材料車(chē)板每平米重量為20Kg，與相似性能碳鋼車(chē)板比較，重量減輕了 30%。 采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1452-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，實(shí) 驗(yàn)重復(fù)六次，測(cè)得該車(chē)板的拉伸強(qiáng)度為169Mpa，拉伸模量為9. 2Gpa。采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)， 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1456-2005對(duì)復(fù)合車(chē)板的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)重復(fù)六次，彎曲強(qiáng)度 為175Mpa。采用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，測(cè)得復(fù)合車(chē)板單位面密度的比抗沖擊強(qiáng) 度為19J · m2/kg。采用帶有橡膠研磨輪的磨耗試驗(yàn)機(jī)，在室溫25-30°C，濕度45% -55%對(duì) 復(fù)合車(chē)板的摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)試，接觸面受力為1000g，研磨輪轉(zhuǎn)速為1000r，測(cè)得表面磨耗 為 38mg/cm2。
上述復(fù)合材料車(chē)板的制備方法多樣，可以采用手糊工藝、真空袋成型工藝、真空導(dǎo) 入成型工藝等。使用上述方法只要使用同一樹(shù)脂進(jìn)行一體固化，均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的所述效果。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料車(chē)板，包括面板(I)、芯材(2)和輕質(zhì)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(zhì)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(zhì)夾芯材料(3)由同一熱固性樹(shù)脂固化成一體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料車(chē)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(qiáng)體，熱固性樹(shù)脂為基體制成的超高分子量聚乙烯纖維復(fù)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(qiáng)體，熱固性樹(shù)脂為基體制成的纖維復(fù)合材料層板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料車(chē)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(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料車(chē)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(jù)權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)所述的復(fù)合材料車(chē)板，其特征在于，所述輕質(zhì)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(zhì)夾芯材料(3)的厚度為5 20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料車(chē)板，其特征在于，所述熱固性樹(shù)脂是改性的乙烯基樹(shù)脂或改性的環(huán)氧樹(shù)脂，固化溫度為40°C 130°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料車(chē)板，其特征在于，所述熱固性樹(shù)脂是環(huán)氧甲基丙烯酸乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧丙烯酸乙烯基酯樹(shù)脂、異氰酸酯改性的乙烯酯樹(shù)脂或橡膠改性的環(huán)氧樹(shù)脂。
8.權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述的復(fù)合材料車(chē)板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)用同一熱固性樹(shù)脂分別浸潤(rùn)面板和芯材的纖維布； 2)將浸潤(rùn)過(guò)的面板纖維布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上浸潤(rùn)過(guò)的的芯材纖維布，間隔布置有輕質(zhì)夾芯材料； 3)再次鋪上浸潤(rùn)過(guò)的面板纖維布； 4)鋪設(shè)完成后，對(duì)表面加載壓力，固化成型，即得到所述復(fù)合材料車(chē)板； 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。
9.權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述的復(fù)合材料車(chē)板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將面板纖維布鋪在模具內(nèi)，在其表面鋪上芯材纖維布，間隔布置有輕質(zhì)夾芯材料； 2)再次鋪上面板纖維布； 3)鋪設(shè)完成后，封閉模具，充入熱固性樹(shù)脂； 4)對(duì)表面加載壓力，固化成型，即得到所述復(fù)合材料車(chē)板； 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。
10.權(quán)利要求1 7任意一項(xiàng)所述的復(fù)合材料車(chē)板在卡車(chē)車(chē)廂和集裝箱上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復(fù)合材料車(chē)板及其制備方法和應(yīng)用。所述車(chē)板包括面板(1)、芯材(2)和輕質(zhì)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(zhì)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(zhì)夾芯材料(3)由同一熱固性樹(shù)脂固化成一體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的復(fù)合材料車(chē)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(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)和耐磨損方面以替代鋼的突破，特別適用于卡車(chē)車(chē)廂底板和側(cè)板、集裝箱底板等；并且制備方法簡(jiǎn)單，便于操作，適合工業(yè)化推廣和應(yīng)用。
文檔編號(hào)B32B27/02GK103009726SQ2011102890
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者孟秀青, 楊剛, 胡偉, 田宇黎 申請(qǐng)人:藍(lán)星環(huán)境工程有限公司