一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料，其特征在于所述的夾層復(fù)合材料上下面板為Glare層合板，由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板交替層壓構(gòu)成，具有突出的抗拉和抗壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能，可使結(jié)構(gòu)減重25％?30％，抗疲勞壽命提高10?15倍；夾層為玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿，玻璃纖維在泡綿基體中均勻分布，起到增強三聚氰胺泡綿力學(xué)性能的作用，使其在具有降噪效果優(yōu)異的基礎(chǔ)上，同時能承受較大的力學(xué)載荷。夾層復(fù)合材料較目前高鐵動車地板用的橡膠地板相比具有密度低、隔聲性能好、傳熱系數(shù)低、彎曲強度高、抗拉強度高等優(yōu)點，可以適用于高速動車組、地鐵、有軌電車、輕軌、探傷車等軌道交通車輛地板。
【專利說明】
一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及一種夾層復(fù)合材料，特別是涉及一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料，可直接應(yīng)用于高鐵動車車廂內(nèi)部或其它有環(huán)保要求的強噪聲環(huán)境，尤其適用于高鐵動車地板。
技術(shù)背景
[0002]隨著中國“走出去”戰(zhàn)略的引領(lǐng)，中國已開始進入高鐵時代，高鐵動車給人們帶來快捷、安全、舒適的同時，也給人們帶來了環(huán)境污染噪聲和振動等危害，隨著客車車內(nèi)噪音限值標(biāo)準(zhǔn)的逐步改進，噪聲問題日益重要，車內(nèi)噪聲不僅是客車出廠的強制檢驗要求，也是出口車滿足國外認(rèn)證的強制性要求項目之一，可以說，控制車內(nèi)噪聲不僅是對乘客的保護，更是客車制造水平的重要體現(xiàn)，如何控制車內(nèi)的噪音，提高地板材料的強度是我們目前研究的首要問題。
[0003]“十一五”期間我國高速鐵路建設(shè)在國家的大力支持下實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，隨著京滬高鐵的開通目前我國高速鐵路運營里程已位居世界第一，其中京津城際高速鐵路列車運行速度已達到300km/h，京滬高速鐵路的設(shè)計時速達到350km/h。隨著列車的提速，噪聲與振動問題顯得愈加突出，噪聲與振動的污染不僅嚴(yán)重影響車內(nèi)的安靜性、乘員的舒適性和高鐵沿線區(qū)域居民的生活環(huán)境，而且也導(dǎo)致了列車的主要機械設(shè)備工作時磨損疲勞甚至失效，降低設(shè)備使用壽命的同時也威脅著高速列車的安全運行，已成為制約高速鐵路技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
[0004]高速列車車內(nèi)噪聲環(huán)境是決定乘客舒適度的重要因素之一，為了解高速列車車內(nèi)噪聲的特點，研究人員曾對國內(nèi)研制的高速列車四節(jié)型號不同車廂運行時內(nèi)部噪聲特性進行試驗研究，噪聲測量數(shù)據(jù)表明:當(dāng)運行速度在160km/h以上時，其車廂內(nèi)部的噪聲值大都超過容許值65dB ；當(dāng)車速達到200km/h時，噪聲最大值高達80.8dB，遠遠超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容許值。車廂內(nèi)部噪聲試驗研究結(jié)果還表明:車內(nèi)低頻噪聲突出，噪聲大小和頻譜特性隨空間位置分布不均勻、列車運行速度是影響車內(nèi)噪聲的主要因素。以上的測試結(jié)果表明高速列車的噪聲問題已經(jīng)十分突出，迫切需要進一步采取相應(yīng)地減振降噪措施來降低列車車廂內(nèi)部噪聲。
[0005]申請?zhí)枮?00920309806.3的中國實用新型專利公開了一種鐵路車輛隔音地板，該地板自上至下依次包括實木地板層、膠合板層及金屬板層，在所述膠合板層的中間設(shè)有一層隔音材的夾層，該隔音地板結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，其下部的金屬板層及內(nèi)部隔音材具有良好的隔音效果，隔音材對車下噪音產(chǎn)生有效的反射的同時，還兼顧阻尼作用，通過自身的震動消耗聲波能量，確保地板整體結(jié)構(gòu)的隔音減振阻尼效果，保證內(nèi)部舒適度。另外實木地板的使用也使鐵路車輛車廂內(nèi)部格調(diào)耳目一新，大大提高了車輛豪華、高檔、舒適、美觀的性能，滿足旅客對車廂環(huán)境越來越高的要求。其缺點是實木地板的承載能力和抗沖擊性能較差，隨著尚鐵的不斷提速，不能長時間承受尚負(fù)荷，限制其進一步的應(yīng)用。
[0006]申請?zhí)枮?00810249837.4的中國發(fā)明專利公開了一種具有隔音降噪功能的客車地板，所述地板包括以下幾層，由上到下依次為:地板革層、阻尼膠板層、夾膠木板層、多層復(fù)合消音棉層、鋼板層、自結(jié)皮橡塑海綿層，夾膠木板層與多層復(fù)合消音棉層之間還設(shè)有空腔，多層復(fù)合消音棉層包括三層，由上到下依次為:多孔海綿吸音層、高密度橡塑海綿隔聲層、自粘阻尼隔音層。該發(fā)明的優(yōu)點是采用密封、吸音、隔音、減振四方面實現(xiàn)隔音降噪功能，可有效地降低車內(nèi)的噪音，使車廂內(nèi)的環(huán)境變得更加舒適。其缺點是該多層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不易于生產(chǎn)應(yīng)用，另外該結(jié)構(gòu)中只有鋼板層能夠承重，大大影響了材料的抗沖擊性和承載能力，限制了其進一步的應(yīng)用。
[0007]申請?zhí)枮?01110358991.7的中國發(fā)明專利公開了一種用于高速列車的多功能分層復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料至少包括一層多孔保溫材料層和一層硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，且多孔保溫材料層與硬質(zhì)阻尼隔聲材料層交錯層疊，在不占有車廂內(nèi)更多使用空間的前提下具備良好的吸聲、隔聲和減振性能。本發(fā)明的優(yōu)點是綜合利用多孔吸聲保溫材料和硬質(zhì)阻尼材料性能的優(yōu)勢，發(fā)展保溫、吸隔聲、減振一體化多功能復(fù)合材料技術(shù)進行列車內(nèi)部噪聲控制，對降低高速列車車廂內(nèi)部的噪聲水平以及提高乘客的舒適度有著重要的意義。其缺點是實施例中硬質(zhì)阻尼隔聲材料一般為硬質(zhì)橡膠隔聲材料，與多孔保溫材料復(fù)合使用時，其強度較低，不能承受一定的力學(xué)載荷作用，表面容易損壞，破壞其多層結(jié)構(gòu)，限制其應(yīng)用。
[0008]如上述三個專利，為了提高高鐵動車地板材料的強度和隔音效果，采取了多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，但是均存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷，不能承受較大的載荷，因此，開發(fā)新型的高鐵動車地板用多層復(fù)合材料成為高鐵進一步得到推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明專利的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隔音效果更好、整體厚度更薄、抗壓性能更好的高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料。
[0010]為實現(xiàn)本發(fā)明專利的目的所采用的技術(shù)方案是:一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料，其特征在于所述的夾層復(fù)合材料由上中下三層結(jié)構(gòu)組成，上下面板為Glare層合板，由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板構(gòu)成，超細(xì)玻璃纖維的直徑為I微米-2微米，長度為5毫米-30毫米，單層纖維的厚度為2微米-6微米，超細(xì)玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)為
0.02ff/m.K-0.04ff/m.K，鋁合金薄板的厚度為0.2毫米-0.4毫米，鋁合金薄板與超細(xì)玻璃纖維預(yù)浸料交替層壓而成，制備出的Glare層合板厚度為I毫米-1.5毫米，具有突出的抗拉和抗壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能，可使結(jié)構(gòu)減重25%-30%，抗疲勞壽命提高10-15倍。
[0011]夾層為超細(xì)玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿，三聚氰胺泡綿的厚度為10毫米-12毫米，密度為5kg/m3-6kg/m3，隔聲量為30dB_35dB，超細(xì)玻璃纖維的質(zhì)量百分比為20%~40% ,在泡綿基體中均勻分布，起到增強三聚氰胺泡綿力學(xué)性能的作用，使其在具有降噪效果優(yōu)異、密度低的基礎(chǔ)上，同時能承受較大的力學(xué)載荷。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:①夾層復(fù)合材料是由鋁合金薄板-超細(xì)玻璃纖維交替層壓的Glare層合板和超細(xì)玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿構(gòu)成，具有輕質(zhì)高強、防火阻燃、低煙低毒、隔音降噪好、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓性能好等優(yōu)點，可以提高乘坐的舒適性及安全性;②夾層復(fù)合材料的上下面板是由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板通過交替層壓構(gòu)成，不僅降低了材料的密度，還增加了表面處理的剛性，使其具有優(yōu)異的抗壓抗拉性能，能夠承受較大的載荷而不會變形，與硬質(zhì)阻尼隔聲材料相比，力學(xué)性能更加突出；③夾層復(fù)合材料較目前高鐵動車地板用的橡膠地板相比具有密度低(<300kg/m3)、隔聲性能好(彡29dB)、傳熱系數(shù)低(<6W/(m2.K))、彎曲強度高(彡40MPa)、抗拉強度高(彡4Mpa)、剝離強度好(多40N.cm/cm)等優(yōu)點，可以適用于高速動車組、地鐵、有軌電車、輕軌、探傷車等軌道交通車輛地板。
【附圖說明】
[0013]圖1是一種高鐵動車用的夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中10為Glare層合板，20為鋁合金薄板，30為超細(xì)玻璃纖維，40為三聚氰胺泡綿。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
[0016]實施例1
[0017]參照圖1，是一種高鐵動車用的夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖，10為Glare層合板，20為鋁合金薄板，30為超細(xì)玻璃纖維，40為三聚氰胺泡綿，所述的夾層復(fù)合材料由上中下三層結(jié)構(gòu)組成，上下面板為Glare層合板，由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板構(gòu)成，超細(xì)玻璃纖維的直徑為I微米，長度為5毫米，單層纖維的厚度為2微米，超細(xì)玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)為0.02W/m.K，鋁合金薄板的厚度為0.2毫米，鋁合金薄板與超細(xì)玻璃纖維預(yù)浸料交替層壓而成，制備出的Glare層合板厚度為I毫米，具有突出的抗拉和抗壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能，可使結(jié)構(gòu)減重30%，抗疲勞壽命提高15倍。
[0018]夾層為超細(xì)玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿，三聚氰胺泡綿的厚度為10毫米，密度為5kg/m3，隔聲量為30dB，超細(xì)玻璃纖維的質(zhì)量百分比為20 %，在泡綿基體中均勻分布，起到增強三聚氰胺泡綿力學(xué)性能的作用，使其在具有降噪效果優(yōu)異、密度低的基礎(chǔ)上，同時能承受較大的力學(xué)載荷。
[0019]夾層復(fù)合材料的整體厚度為12毫米，較目前高鐵動車地板用的橡膠地板相比具有密度低、隔聲性能好、傳熱系數(shù)低、彎曲強度高、抗拉強度高等優(yōu)點，可以適用于高速動車組、地鐵、有軌電車、輕軌、探傷車等軌道交通車輛地板。
[0020]實施例2
[0021]參照圖1，是一種高鐵動車用的夾層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖，10為Glare層合板，20為鋁合金薄板，30為超細(xì)玻璃纖維，40為三聚氰胺泡綿，所述的夾層復(fù)合材料由上中下三層結(jié)構(gòu)組成，上下面板為Glare層合板，由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板構(gòu)成，超細(xì)玻璃纖維的直徑為2微米，長度為30毫米，單層纖維的厚度為6微米，超細(xì)玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)為0.04W/m.K，鋁合金薄板的厚度為0.4毫米，鋁合金薄板與超細(xì)玻璃纖維預(yù)浸料交替層壓而成，制備出的Glare層合板厚度為1.5毫米，具有突出的抗拉和抗壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能，可使結(jié)構(gòu)減重25%，抗疲勞壽命提高10倍。
[0022]夾層為超細(xì)玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿，三聚氰胺泡綿的厚度為12毫米，密度為6kg/m3，隔聲量為35dB，超細(xì)玻璃纖維的質(zhì)量百分比為40 %，在泡綿基體中均勻分布，起到增強三聚氰胺泡綿力學(xué)性能的作用，使其在具有降噪效果優(yōu)異、密度低的基礎(chǔ)上，同時能承受較大的力學(xué)載荷。
[0023]夾層復(fù)合材料的整體厚度為15毫米，較目前高鐵動車地板用的橡膠地板相比具有密度低、隔聲性能好、傳熱系數(shù)低、彎曲強度高、抗拉強度高等優(yōu)點，可以適用于高速動車組、地鐵、有軌電車、輕軌、探傷車等軌道交通車輛地板。
[0024]上述僅為本發(fā)明的二個【具體實施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高鐵動車地板用的夾層復(fù)合材料，其特征在于所述的夾層復(fù)合材料由上中下三層結(jié)構(gòu)組成，上下面板為Glare層合板，由超細(xì)玻璃纖維增強復(fù)合材料和高強度的鋁合金薄板構(gòu)成，超細(xì)玻璃纖維的直徑為I微米-2微米，長度為5毫米-30毫米，單層纖維的厚度為2微米-6微米，鋁合金薄板的厚度為0.2毫米-0.4毫米，Glare層合板的厚度為I毫米-1.5毫米；夾層為超細(xì)玻璃纖維增強的三聚氰胺泡綿，三聚氰胺泡綿的厚度為10毫米-12毫米，密度為5kg/m3-6kg/m3，超細(xì)玻璃纖維的質(zhì)量百分比為20%~40% ,在泡綿基體中均勻分布。
【文檔編號】B32B15/04GK106003920SQ201610281613
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】陳照峰, 葉信立
【申請人】蘇州派歐技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司