轨道车辆用轻质饰板及其制备方法和性能调节方法与流程

本发明涉及一种轨道车辆用轻质饰板及其制备方法和性能调节方法，属于轨道车车辆车体装饰技术领域。

背景技术：

蜂窝夹层结构以其轻质高刚度的特点广泛应用于减重结构中，目前，蜂窝夹层复合材料主要采用热压罐成型工艺制造，但热压罐成型工艺的制造灵活性有限，对于一些复杂外形的结构无法实现应用，且制造成本较高。

近年来，以树脂传递模塑成型工艺(rtm)与真空辅助树脂浸渗成型工艺(vari)等为代表的复合材料低成本液态成型工艺迅速兴起，现已逐渐成为整体化、复杂结构复合材料制件制造的重要手段，且能够极大地提高如轨道车辆、飞机和船舶等的减重效率、降低制造成本。目前轨道行业内外饰板中采用的蜂窝夹心板，主要存在阻燃较差，虽然重量轻但力学性能不佳的问题；而采用的abs板材，玻璃钢夹芯板，碳纤维夹芯板，复合麻毡板，则主婪存在阻燃较差，有的质量较重，力学性能完成富余的问题。例如：

cn203567287公布了一种蜂窝夹芯板，采用铝合金蒙皮，蜂窝芯以及方形骨架，主要用于方舱的隔热，材料比较重，不适合于轨道交通内外饰

cn205498228u公布了一种三聚氰胺泡棉与芳纶蜂窝的复合材料，主要应用于航空、高速列车吸声、隔热领域，三聚氰胺虽然具有良好的吸声隔热性能，但本身属于软质泡沫，没有较大的结构支撑力，主要靠芳纶的强度，具有较低的压缩强度与弯曲刚度，表面硬度低，对于轨道交通内饰件的应用具有一定限制。

cn204398415u公布了一种高强度轻质防火复合内饰板，由三层组成，底成为纤维毡，中间为粘结层，表面层为三聚氰胺面板或其他纤维面板，实用于轨道交通、汽车、舰船等内饰。但该材料成型较为麻烦，要达到一定刚度需要增加底层厚度，同时带来成本与重量的增加。

研发出一种刚度好、重量轻、具有优异的吸声性能，阻燃性能、耐湿热稳定性，在力学性能上具有较高的压缩强度，弯曲刚度，并且可根据减重需求在成型过程中可有效控制产品密度的蜂窝夹层结构，应用于轨道车辆内外饰板中，以满足轨道车辆内外饰板的使用需求，是本发明的目的。

技术实现要素：

本发明提供的轨道车辆用轻质饰板，刚度好，重量轻，在力学性能上具有较高的压缩强度和弯曲刚度；具有优异的吸声性能、阻燃性能和耐湿热稳定性，可充分满足轨道车辆内外饰板的使用需求。本发明还提供轨道车辆用轻质饰板的制备方法和性能调节方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

轨道车辆用轻质饰板，包括蜂窝骨架和填充在蜂窝骨架内腔的泡沫芯，其特征在于还包括将蜂窝骨架表面包裹的包裹层，所述的包裹层为硬质发泡层，且其硬度大于或等于泡沫芯的硬度，小于蜂窝骨架的硬度。

优选的，所述的泡沫芯和包裹层为同步成型的一体结构，包裹层与泡沫芯贯穿蜂窝骨架内腔，将蜂窝内架内腔及外壁完全包覆。

优选的，所述的蜂窝骨架的数量大于，且上下叠层设置，包裹层延伸至相邻的蜂窝骨架之间，使相邻的蜂窝骨架被包裹层隔开不接触。

优选的，所述的包裹层在蜂窝骨架上表面和上表面的厚度之和小于蜂窝骨架的厚度，且包裹层在蜂窝骨架上表面和上表面的厚度均小于包裹层在蜂窝骨架四周的厚度。

优选的，所述的泡沫芯和包裹层的材质均为硬质发泡聚氨酯，所述的蜂窝骨架的材质为芬纶蜂窝。

优选的，所述的芬纶蜂窝为正六边形蜂窝结构，密度为30~100kg/m³，孔径长度为3~6mm，抗压强度为1~10mpa，硬质发泡聚氨酯的密度为0.06~0.4g/cm³,闭孔率大于90%，传热系数低于0.04w/(m·k)，且达到din5510-2阻燃标准。

优选的，所述的轨道车辆用轻质饰板的弯曲刚度为0.5~5×10⁷n·mm²，密度为0.1-0.5g/cm³，压缩强度为1.5~12mpa。

以上所述的轨道车辆用轻质饰板的制备方法，其特征在于首先根据蜂窝骨架的尺寸和包裹层的尺寸，选择与产品体积相对应且材质为玻璃或金属的模具；然后将将蜂窝骨架放入模具中并合模密封；最后利用rtm成型工艺在蜂窝骨架内腔中形成泡沫芯，在蜂窝骨架表面形成包裹层，成型后脱模得到产品。

优选的，所述的泡沫芯和包裹层的原料通过抽真空灌入的方式加入至模具内，并通过控制灌入量，来调节产品的密度。

以上所述的轨道车辆用轻质饰板的性能调节方法，调节蜂窝骨架的密度、孔径长度和在产品中的厚度占比，从而调节产品的刚度与压缩强度；调节包裹层在蜂窝骨架四周的厚度，从而调节产品的弯曲刚度；在蜂窝骨架确定的情况下，调节泡末芯和包裹层的质量，从而调节产品的密度。

本发明的有益效果是：

1、本发明的轨道车辆用轻质饰装，包括蜂窝骨架、泡沫芯和包裹层，蜂窝骨架质量轻，强度好，泡沫芯质量轻且填充性能好，两者结合可以有效降低产品密度，增加蜂窝骨架的刚度和强度，在蜂窝骨架表面设置包裹层，且包裹层为硬质发泡层，使骨架的四周和上下面完全被包裹覆盖，可有效的增加产品的压缩强度和弯曲刚度，使产品刚度好，重量轻，在力学性能上具有较高的压缩强度和弯曲刚度。

2、泡沫芯和包裹层为同步成型的一体结构，包裹层与泡沫芯贯穿蜂窝骨架内腔，将蜂窝内架内腔及外壁完全包覆，泡沫芯和包裹层一体成型，提高产品的结构稳定性，并通过采用阻燃性能和吸声性能好的原材料型成整体结构的泡沫芯和包裹层，使产品中具有优异的吸声性能、阻燃性能和耐湿热稳定性。

3、调节蜂窝骨架的密度、孔径长度和在产品中的厚度占比，从而调节产品的刚度与压缩强度；调节包裹层在蜂窝骨架四周的厚度，从而调节产品的弯曲刚度；在蜂窝骨架确定的情况下，调节泡末芯和包裹层的质量，从而调节产品的密度，使轨道车辆用轻质饰板的弯曲刚度为0.5~5×10⁷n·mm²，密度为0.1-0.5g/cm³，压缩强度为1.5~12mpa，用作轨道车辆的内外装饰板的内层，不易变形，密封低且强度好，可充分满足轨道车辆内外饰板的使用需求。

4、产品通过rtm成型工艺进行制造，能较好的控制泡沫芯和包裹层的密度与成型性能，使产品密度精准控制，尺寸稳定性和表面平整性佳。

附图说明

图1为轨道车辆用轻质饰板的纵截面示意图。

图2为轨道车辆用轻质饰板的横截面示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2对本发明的实施例做详细说明。

轨道车辆用轻质饰板，包括蜂窝骨架1和填充在蜂窝骨架1内腔的泡沫芯2，其特征在于还包括将蜂窝骨架1表面包裹的包裹层3，所述的包裹层3为硬质发泡层，且其硬度大于或等于泡沫芯2的硬度，小于蜂窝骨架1的硬度。

如图所示的轨道车辆用轻质饰板，包括蜂窝骨架1、泡沫芯2和包裹层3，蜂窝骨架1质量轻，强度好，泡沫芯2质量轻且填充性能好，两者结合可以有效降低产品密度，增加蜂窝骨架的刚度和强度，在蜂窝骨架1表面设置包裹层3，且包裹层为硬质发泡层，使骨架的四周和上下面完全被包裹覆盖，可有效的增加产品的压缩强度和弯曲刚度，使产品刚度好，重量轻，在力学性能上具有较高的压缩强度和弯曲刚度。

其中，所述的泡沫芯2和包裹层3为同步成型的一体结构，包裹层3与泡沫芯2贯穿蜂窝骨架1内腔，将蜂窝内架1内腔及外壁完全包覆。泡沫芯2和包裹层3一体成型，提高产品的结构稳定性，并通过采用阻燃性能和吸声性能好的原材料型成整体结构的泡沫芯和包裹层，使产品中具有优异的吸声性能、阻燃性能和耐湿热稳定性。

其中，所述的蜂窝骨架1的数量大于1，且上下叠层设置，包裹层3延伸至相邻的蜂窝骨架1之间，使相邻的蜂窝骨架1被包裹层3隔开不接触。根据轨道车辆内外装饰板的厚度需求，可将蜂窝骨架1设置为一层或多层，多层时为叠层设置，相邻的蜂窝骨架之间被包裹层3隔开，使每层的蜂窝骨架1均被包裹层3完全包覆，具有多层蜂窝骨架1的产品结构稳定性更好。

其中，所述的包裹层3在蜂窝骨架1上表面和上表面的厚度之和小于蜂窝骨架1的厚度，蜂窝骨架1的厚度决定了产品的压缩强度和刚度，其厚度占比越大，产品的压缩强度和刚度越大，因此要保证产品的压缩强度和刚度，必须保证蜂窝骨架1的厚度大于包裹层3在蜂窝骨架1上表面和上表面的厚度之和，即h>h3+h4；且包裹层3在蜂窝骨架1上表面和上表面的厚度均小于包裹层3在蜂窝骨架1四周的厚度，即h3和h4均小于h1以及h3和h4均小于h2，因为包裹层3在蜂窝骨架1四周的厚度，决定了产品的弯曲刚度，增加包裹层3在蜂窝骨架1四周的厚度，可以增加产品的弯曲刚度。

其中，所述的泡沫芯2和包裹层3的材质均为硬质发泡聚氨酯，所述的蜂窝骨架1的材质为芬纶蜂窝。所述的芬纶蜂窝为正六边形蜂窝结构，密度为30~100kg/m3，孔径长度为3~6mm，抗压强度为1~10mpa，硬质发泡聚氨酯的密度为0.06~0.4g/cm3,闭孔率大于90%，传热系数低于0.04w/(m·k)，且达到din5510-2阻燃标准。采用了芳纶蜂窝作为蜂窝骨架，在力学性能上具有较高的压缩强度、弯曲刚度，低密度的硬质发泡聚氨酯，可有效减小产品的密度。

其中，所述的轨道车辆用轻质饰板的弯曲刚度为0.5~5×10⁷n·mm²，密度为0.1-0.5g/cm3，压缩强度为1.5~12mpa。用作轨道车辆的内外装饰板的内层，不易变形，密封低且强度好，可充分满足轨道车辆内外饰板的使用需求。

以上所述的轨道车辆用轻质饰板的制备方法，其特征在于首先根据蜂窝骨架1的尺寸和包裹层3的尺寸，选择与产品体积相对应且材质为玻璃或金属的模具；然后将将蜂窝骨架1放入模具中并合模密封；最后利用rtm成型工艺在蜂窝骨架1内腔中形成泡沫芯2，在蜂窝骨架1表面形成包裹层3，成型后脱模得到产品。

所述的泡沫芯2和包裹层3的原料通过抽真空灌入的方式加入至模具内，并通过控制灌入量，来调节产品的密度。

产品通过rtm成型工艺进行制造，能较好的控制泡沫芯和包裹层的密度与成型性能，使产品密度精准控制，尺寸稳定性和表面平整性佳。

以上所述的轨道车辆用轻质饰板的性能调节方法，调节蜂窝骨架1的密度、孔径长度和在产品中的厚度占比，从而调节产品的刚度与压缩强度；调节包裹层3在蜂窝骨架1四周的厚度，从而调节产品的弯曲刚度；在蜂窝骨架1确定的情况下，调节泡末芯2和包裹层3的质量，从而调节产品的密度。使轨道车辆用轻质饰板的弯曲刚度为0.5~5×10⁷n·mm²，密度为0.1-0.5g/cm3，压缩强度为1.5~12mpa，用作轨道车辆的内外装饰板的内层，不易变形，密封低且强度好，可充分满足轨道车辆内外饰板的使用需求。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。