本发明涉及到机械工业领域中的汽车工业，具体的说是一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料。
背景技术：
汽车工业经历了100多年的发展历史，已经从最初的简单代步工具演变成集当代科技精华于一身的高科技产物。越来越多的新材料及新工艺的出现，使汽车的轻质化、低成本、智能化水平越来越高。从20世纪90年代开始，汽车材料向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展。而汽车的“轻量化”之所以得到汽车行业的重视，是因为它可直接降低油耗、减少排放，目前已成为行业的共识。研究表明，车重减轻10％，可节省燃油3％-7％。但是，在过去的10多年当中，由于舒适、安全性要求的提高，汽车的质量却在逐年增加，质量增加20％-30％。与此同时，新能源汽车（如燃料电池、混合动力和氢能源车等）的发展对汽车轻量化的要求更加迫切。
为了实现汽车的轻量化，近年来世界各大车厂、钢铁协会、铝协会等组织和一些钢厂先后进行了多项汽车轻量化项目的研究。尽管其实现轻量化的技术路线不同，但其轻量化目标相同，均能实现20%-40％的减重效果，主要通过汽车材料、设计和工艺三方面的工作来实现减重。特别是随着材料科学的飞速发展，现代汽车制造材料的构成发生了很大的变化，高密度材料比例下降，低密度材料大幅增长在材料的选择方面，铝合金、镁合金、塑料和纳米材料等在汽车领域的应用，对汽车的发展产生了重大的影响。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料，该复合材料为多层结构，通过不同成分的层间结合，从而实现了在保持强度满足需要的同时，尽可能降低材料的重量，而且保证具有一定的缓冲弹性作用。
本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料，该复合材料为多层结构，且由最内层向最外层依次为弹性橡胶层、纤维布层、纤维混杂层、铝合金薄板层、聚氨酯泡沫层、金属丝网层和环氧树脂强化纤维板层；其中，纤维混杂层为玻璃纤维丝和石棉纤维按重量比2:3的比例混杂，并与两者总重6-8%的硅烷偶联剂和两者总重10-12%的粘合剂混合均匀后压制而成，所述有机结合剂通过以下方法制得：将猪粪晒干后磨粉，并与其重量8-10倍的水混合后加入猪粪重量3-4%的二乙基羟胺，而后在隔绝空气的条件下煮沸5-10min，之后冷却、过滤得到滤液，再将滤液浓缩至原体积的20%，最后将浓缩液与改性淀粉以7-9:1-2的重量比混合即制得粘合剂；
所述改性淀粉的制备方法为，将淀粉加入到为其重量3-5倍的水中混合均匀，然后向其中加入淀粉重量8-10％的锡偶联剂并用硫酸调节ph值至4-5，再向其中加入淀粉重量1-3%的杜仲提取物，混合均匀后调节温度至60-65℃并保温2-3h，最后向其中加入淀粉重量4-5%的硬脂酸，搅拌均匀后在100-110℃条件下烘干至恒重，即得到改性淀粉；所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸20-30min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末；
所述环氧树脂强化纤维板层的制备方法为，将玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维以2:1:2的比例混杂后，先用三者总重6-8%的硅烷偶联剂混合均匀，而后将其浸入熔融的环氧树脂中2-3min，捞出后再向其中加入三者总重8-10倍的马来酸酐接枝改性的聚丙烯后热压成型即得到环氧树脂强化纤维板层。
所述纤维布层为pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝按2-3:1:4-6的重量比混杂后以常规针刺无纺工艺制成的无纺布，且省略常规针刺无纺工艺中的烧毛步骤，以保留其表面的纤维毛刺。
所述pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过以下处理再进行常规针刺无纺工艺加工：将三者的混合物与三者总重6-8%的硅烷偶联剂混匀，而后浸入熔融的环氧树脂中2-3min，捞出后向其中加入三者总重4-5%的改性纳米二氧化硅混合均匀即完成处理过程；所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成。
按照重量比，所述弹性橡胶层由83-85份的天然橡胶、5-7份的改性淀粉、4-5份的填充剂、4-5份的硫化剂和3-4份的环氧树脂混炼而成，其中，填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按10-12:0.5:0.5:5-6:3-4的比例制成。
所述填充剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1500-1600℃的条件煅烧1-2h，而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂。
所述环氧树脂强化纤维板层中还含有玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维三者总重量8-10%的增强剂，增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4-5:1-2:10-15的重量比制成；该增强剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:8-10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350-370khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂。
所述环氧树脂强化纤维板层中所用的环氧树脂为复合环氧树脂，该复合环氧树脂由双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠，而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物。
所述复合环氧树脂的制备方法为：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1-2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8-1%的乙酸钠，而后在70-80℃条件下搅拌1-2h得到的混合物；
2）按照所述的比例称取各组分，然后将双酚f型环氧树脂融化后，向其中依次加入称量好的氢化双酚a型环氧树脂和双酚s型环氧树脂，搅拌至完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂复合物。
按照重量比，所述聚氨酯泡沫层由150-170份的聚酯多元醇、160-180份的多异氰酸酯、26-30的环己烷、1-2份的二月桂酸二丁基锡、3-5份的偶氮二甲酸异丙酯和20-24份的缓冲剂制成，所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100-120:20-30:10-15的重量比混合后得到，该表面处理剂为kh750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3-4:80:1-2的比例混合而成。
所述聚氨酯泡沫层中还含有1-2份的改性海泡石绒粉，所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量3-5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成。
本发明中，所述杜仲提取物在制备时，先对杜仲叶片进行以下处理：
1）将杜仲叶片用水清洗干净后浸泡到质量浓度为30%的氯化钠溶液中2h，而后捞出并浸泡到质量浓度为35%的氢氧化钠溶液中20min，然后捞出并用清水冲洗干净；
其中，杜仲叶片在氢氧化钠溶液中浸泡10min后，向溶液中施加功率为400w的微波处理2min；
2）将步骤1）中清水冲洗干净的杜仲叶片浸泡其重量3-5倍的清水中，然后向其中加入杜仲叶片重量1%的纤维素酶，并静置3-4h，再将杜仲叶片捞出后用清水清洗干净即完成对杜仲叶片的处理。
采用以上方法对杜仲叶片进行处理，而后再提取杜仲提取物时，杜仲叶片依次经过氯化钠溶液和氢氧化钠溶液的浸泡，能够对表层的细胞壁造成一定程度的破坏，从而使其内部细胞内的有效成分能够更容易的透过细胞膜和细胞壁而析出，而且使其纤维素结构能够变得疏松，从而在后续被纤维素酶所酶解，进而能够使其内部的有效成分能够有效的析出；同样的，在氢氧化钠溶液中浸泡时处以微波辅助，能够有效去除杜仲叶片细胞壁中含有的木质素和戊聚糖，从而对细胞壁造成更大程度的破坏，便于细胞内的有效成分能够通过细胞壁析出，最终提高了杜仲苷的提取获得率。
本发明中，所述pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过处理后再进行常规针刺无纺工艺加工，在处理过程中使纤维丝的表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应或者物理结合将其与纤维混杂层和弹性橡胶层连接起来，保证三者之间具有良好的界面结合力；而且，由于纤维丝在熔融的环氧树脂中浸泡后，其表面被环氧树脂所包覆，从而改善了纤维丝的性能，提高了纤维丝之间的结合力，并且，使其与改性纳米二氧化硅更好地结合，从而使得最后织成的无纺布含有环氧树脂和纳米二氧化硅填充其间隙，进而增强了其强度；
改性纳米二氧化硅在制备时，利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的sio2粒子的表面能够受到羟基的作用，从而含有一定数量的含氧官能团，增加了纳米级sio2粒子的有关表面相容性，在纳米级sio2粒子与其余原料充分混合时，因为sio2颗粒很小，且比表面积大，细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大，使sio2粒子可以均匀粘附在环氧树脂表面，从而便于sio2与其余物质发生化学键合或者物理结合；
本发明环氧树脂强化纤维板层含有的增强剂中，由于海泡石绒具有很大的内表面积，在超声波作用下会破坏掉一部分海泡石绒的结构，从而使正硅酸乙酯水解产生的二氧化硅直接进入到海泡石绒内部，从而改善了二氧化硅的表面特性以及海泡石绒的物理性能，这样在作为增强剂时，能够充分与纤维丝结合，从而使纤维丝能够形成有机的一体结构，而且海泡石绒具有的微孔结构也能吸收并削减一部分震动，从而起到提高抗震缓冲性能的作用；
本发明弹性橡胶层的填充剂中，纳米晶勃姆石与氟化铵、硼酸和单质硅粉在高温下煅烧，纳米晶勃姆石煅烧制得的纳米氧化铝并不会出现通常纳米材料的团聚现象，也就是说，烧结后形成的氧化铝颗粒是处于单个纳米颗粒分散状态，并不会表现出团聚现象，这样在氟化铵和硼酸的诱导促进下，使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种与单质硅粉氧化生成的二氧化硅结合并逐渐长大，从而得到纳米级的氧化铝与氧化硅结合增强体，从而在其加入到天然橡胶基体中时，能够大幅度提高基体的耐磨性和强度；
此外，弹性橡胶层中加入改性淀粉，研究发现，淀粉经改性后与橡胶基体的相容性很好，能够提高橡胶基体的柔韧性和抗拉伸性能，淀粉进行改性时，向其中加入杜仲提取物，杜仲提取物中含有的杜仲苷具有多个极性官能团，性质活泼，在锡偶联剂和淀粉的作用下产生了与戊二醛相似的双醛结构，从而使生成的改性淀粉能够更加均匀的弥散分布于橡胶基体中；
本发明环氧树脂强化纤维板层中所用的环氧树脂由三种环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶制成，不仅兼具三种环氧树脂的特性，而且其中含有的改性纳米二氧化硅在制备时，利用氢氧化钡和碳酸钠混合作为催化剂让纳米级的sio2粒子的表面能够受到羟基的作用，从而含有一定数量的含氧官能团，增加了纳米级sio2粒子的有关表面相容性，因为sio2颗粒很小，且比表面积大，细微化的结构使得其余物料与其的接触面积增大，使sio2粒子可以在物料中均匀分散，从而便于sio2与其余物质发生化学键合或者物理结合；而且，由于加入了改性硅溶胶微粒和改性纳米二氧化硅，可以大大改善复合环氧树脂的力学性能和热学性能，同时还发现改性硅溶胶微粒的加入对制备过程中的组份混合、产物的拉伸性能的提高以及环氧树脂产品的最终互穿形态均有利。
本发明聚氨酯泡沫层中含有的缓冲剂，通过使用空心玻璃微珠和废弃分子筛与表面改性剂混合，从而使表面改性剂对空心玻璃微珠和废弃分子筛的表面性质进行改性，不仅使两者能够均匀分散在聚氨酯基体中，而且改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来，保证二者具有良好的界面结合力，使材料在受到外力时，空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等，从而吸收冲击能量，提高抗冲击性能，同时还可以引发银纹，终止裂缝扩展，在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所承受的外力，提高聚氨酯基体的压缩强度、弯曲强度、耐磨性和抗冲击强度（即抗震缓冲性）；由于废弃分子筛也具有微孔结构，具有很大的比表面积，其分散到聚氨酯基体中也能吸收震动和冲击的作用，从而提高了聚氨酯基体的抗震缓冲性能和耐磨性；采用kh750、聚乙烯醇和氢氧化钡混合作为表面改性剂，其中氢氧化钡起到催化作用，能够大幅度提高改性的效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本发明通过以铝合金薄板层和金属丝网层作为基体，然后在两者之间粘接聚氨酯泡沫层，在铝合金薄板层的下表面依次设置纤维混杂层、纤维布层和弹性橡胶层，从而在不降低材料强度的条件下，大幅度提高了材料的柔韧性和缓冲性能，在金属丝网层表面设置环氧树脂强化纤维板层作为最表层，其实质是对玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维组成的复合纤维进行改性、而后再进行预浸环氧树脂后用于增强聚丙烯，从而得到的一种复合塑料，不仅具有高强度的特点，而且大幅度降低了材料的重量；
2）本发明的纤维混杂层以玻璃纤维和石棉纤维混杂后采用硅烷偶联剂改性处理，从而使其表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将两者与粘合剂、纤维布层和铝合金薄板层结合起来，保证几者之间具有良好的界面结合力；同时，由于纤维混杂层中含有特殊成分的粘合剂，粘合剂以猪粪为原料，其与水混合并加入二乙基羟胺后在隔绝空气条件下煮沸，二乙基羟胺在消耗水中的溶解氧的同时，能够有效消除猪粪中的臭味，而过滤后能够使猪粪中含有的有机油份保留，进而浓缩后与改性淀粉混合，从而形成了有机油份与改性淀粉共存的有机粘结体系，能够将接枝有大量硅羟基的纤维进行粘接，使玻璃纤维和石棉纤维能够混杂并结合形成紧密又松散无序分布的轻质层；
3）本发明的纤维布层采用pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过处理后再进行常规针刺无纺工艺加工，在处理过程中使纤维丝的表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应或者物理结合将其与纤维混杂层和弹性橡胶层连接起来，保证三者之间具有良好的界面结合力；而且，由于纤维丝在熔融的环氧树脂中浸泡后，其表面被环氧树脂所包覆，从而改善了纤维丝的性能，提高了纤维丝之间的结合力，并且，使其与改性纳米二氧化硅更好地结合，从而使得最后织成的无纺布含有环氧树脂和纳米二氧化硅填充其间隙，进而增强了其强度和硬度；
4）本发明弹性橡胶层中含有的填充剂，由纳米晶勃姆石与氟化铵、硼酸和单质硅粉在高温下煅烧，纳米晶勃姆石煅烧制得的纳米氧化铝并不会出现通常纳米材料的团聚现象，也就是说，烧结后形成的氧化铝颗粒是处于单个纳米颗粒分散状态，并不会表现出团聚现象，这样在氟化铵和硼酸的诱导促进下，使纳米晶勃姆石由于煅烧形成的纳米氧化铝作为晶种与单质硅粉氧化生成的二氧化硅结合并逐渐长大，从而得到纳米级的氧化铝与氧化硅结合增强体，从而在其加入到天然橡胶基体中时，能够大幅度提高基体的耐磨性和强度；而在弹性橡胶层中加入改性淀粉，淀粉经改性后与橡胶基体的相容性很好，能够提高橡胶基体的柔韧性和抗拉伸性能，淀粉进行改性时，向其中加入杜仲提取物，杜仲提取物中含有的杜仲苷具有多个极性官能团，性质活泼，在锡偶联剂和淀粉的作用下产生了与戊二醛相似的双醛结构，从而使生成的改性淀粉能够更加均匀的弥散分布于橡胶基体中；
5）本发明的环氧树脂强化纤维板层含有的增强剂中，由于海泡石绒具有很大的内表面积，在超声波作用下会破坏掉一部分海泡石绒的结构，从而使正硅酸乙酯水解产生的二氧化硅直接进入到海泡石绒内部，从而改善了二氧化硅的表面特性以及海泡石绒的物理性能，这样在作为增强剂时，能够充分与纤维丝结合，从而使纤维丝能够形成有机的一体结构，增强了纤维板层的硬度，而且海泡石绒具有的微孔结构也能吸收并削减一部分震动，从而起到提高抗震缓冲性能的作用；
6）本发明聚氨酯泡沫层中含有的缓冲剂，通过使用空心玻璃微珠和废弃分子筛与表面改性剂混合，从而使表面改性剂对空心玻璃微珠和废弃分子筛的表面性质进行改性，不仅使两者能够均匀分散在聚氨酯基体中，而且改性过程中使空心玻璃微珠表面接枝大量的硅羟基，这些基团通过化学反应将空心玻璃微珠与基体连接起来，保证二者具有良好的界面结合力，使材料在受到外力时，空心玻璃微珠粒子在材料中受到应力发生形变、破坏等，从而吸收冲击能量，提高抗冲击性能，同时还可以引发银纹，终止裂缝扩展，在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所承受的外力，提高聚氨酯基体的压缩强度、弯曲强度、耐磨性和抗冲击强度（即抗震缓冲性）；
7）本发明通过对纤维丝进行特殊的处理后形成纤维布层和纤维混杂层，从而增强了这两种复合材料的硬度，再使用铝合金薄板层、金属丝网层作为骨架，其间填充弹性橡胶层和聚氨酯泡沫层，从而提高了复合材料的弹性和韧性，而最外层采用环氧树脂强化纤维板层，其利用改性处理后的纤维强化了聚丙烯，能够增强表层的强度和韧性；最终复合得到的材料，相比较于现有的汽车金属材料来说，不仅强度并未有很大的降低（完全能够满足需要），而且其重量降低了30-60%。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
附图标记：1、弹性橡胶层，2、纤维布层，201、纤维毛刺，3、纤维混杂层，4、铝合金薄板层，5、聚氨酯泡沫层，6、金属丝网层，7、环氧树脂强化纤维板层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述和说明，以下实施例中所用的金属纤维为铝纤维，当然，其余的如镍纤维、高温合金纤维、碳钢纤维等金属纤维均可。
实施例1
如图1所示，一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料，该复合材料为多层结构，且由最内层向最外层依次为弹性橡胶层1、纤维布层2、纤维混杂层3、铝合金薄板层4、聚氨酯泡沫层5、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7；其中，纤维混杂层3为玻璃纤维丝和石棉纤维按重量比2:3的比例混杂，并与两者总重6%的硅烷偶联剂和两者总重10%的粘合剂混合均匀后压制而成，所述有机结合剂通过以下方法制得：将猪粪晒干后磨粉，并与其重量8倍的水混合后加入猪粪重量3%的二乙基羟胺，而后在隔绝空气的条件下煮沸5min，之后冷却、过滤得到滤液，再将滤液浓缩至原体积的20%，最后将浓缩液与改性淀粉以7:1的重量比混合即制得粘合剂；
所述改性淀粉的制备方法为，将淀粉加入到为其重量3倍的水中混合均匀，然后向其中加入淀粉重量8％的锡偶联剂并用硫酸调节ph值至4-5，再向其中加入淀粉重量1%的杜仲提取物，混合均匀后调节温度至60℃并保温2h，最后向其中加入淀粉重量4%的硬脂酸，搅拌均匀后在100℃条件下烘干至恒重，即得到改性淀粉；所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸20min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末；
所述环氧树脂强化纤维板层7的制备方法为，将玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维以2:1:2的比例混杂后，先用三者总重6%的硅烷偶联剂混合均匀，而后将其浸入熔融的环氧树脂中2min，捞出后再向其中加入三者总重8倍的马来酸酐接枝改性的聚丙烯后热压成型即得到环氧树脂强化纤维板层7（所述马来酸酐接枝改性的聚丙烯是将聚丙烯与马来酸酐在反应器中进行固相接枝改性，属于本领域的常规方法）。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，以铝合金薄板层4为基准，弹性橡胶层1、纤维混杂层3和聚氨酯泡沫层5的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的4、2和3倍，纤维布层2、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的50%、80%和30%；
又如，所述纤维布层2为pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝按2:1:4的重量比混杂后以常规针刺无纺工艺制成的无纺布，且省略常规针刺无纺工艺中的烧毛步骤，以保留其表面的纤维毛刺201；
进一步的，所述pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过以下处理再进行常规针刺无纺工艺加工：将三者的混合物与三者总重6%的硅烷偶联剂混匀，而后浸入熔融的环氧树脂中2min，捞出后向其中加入三者总重4%的改性纳米二氧化硅混合均匀即完成处理过程；所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6:2:50的比例混合而成；
又如，按照重量比，所述弹性橡胶层1由83份的天然橡胶、5份的改性淀粉、4份的填充剂、4份的硫化剂和3份的环氧树脂混炼而成，其中，填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按10:0.5:0.5:5:3的比例制成；
进一步的，所述填充剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1500℃的条件煅烧1h，而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂；
又如，所述环氧树脂强化纤维板层7中还含有玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维三者总重量8%的增强剂，增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4:1:10的重量比制成；该增强剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:8的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率350khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂；
再如，所述环氧树脂强化纤维板层7中所用的环氧树脂为复合环氧树脂，该复合环氧树脂由双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6:2:50的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2-3%的硅微粉、硅溶胶重量1%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠，而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物；
进一步的，所述复合环氧树脂的制备方法为：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6:2:50的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2%的硅微粉、硅溶胶重量1%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.8%的乙酸钠，而后在70℃条件下搅拌1h得到的混合物；
2）按照所述的比例称取各组分，然后将双酚f型环氧树脂融化后，向其中依次加入称量好的氢化双酚a型环氧树脂和双酚s型环氧树脂，搅拌至完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂复合物；
又再如，按照重量比，所述聚氨酯泡沫层5由150份的聚酯多元醇、160份的多异氰酸酯、26的环己烷、1份的二月桂酸二丁基锡、3份的偶氮二甲酸异丙酯和20份的缓冲剂制成，所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以100:20:10的重量比混合后得到，该表面处理剂为kh750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3:80:1的比例混合而成；
最后，所述聚氨酯泡沫层5中还含有1份的改性海泡石绒粉，所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量3%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6:2:50的比例混合而成。
实施例2
如图1所示，一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料，该复合材料为多层结构，且由最内层向最外层依次为弹性橡胶层1、纤维布层2、纤维混杂层3、铝合金薄板层4、聚氨酯泡沫层5、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7；其中，纤维混杂层3为玻璃纤维丝和石棉纤维按重量比2:3的比例混杂，并与两者总重8%的硅烷偶联剂和两者总重12%的粘合剂混合均匀后压制而成，所述有机结合剂通过以下方法制得：将猪粪晒干后磨粉，并与其重量10倍的水混合后加入猪粪重量4%的二乙基羟胺，而后在隔绝空气的条件下煮沸10min，之后冷却、过滤得到滤液，再将滤液浓缩至原体积的20%，最后将浓缩液与改性淀粉以9:2的重量比混合即制得粘合剂；
所述改性淀粉的制备方法为，将淀粉加入到为其重量5倍的水中混合均匀，然后向其中加入淀粉重量10％的锡偶联剂并用硫酸调节ph值至5，再向其中加入淀粉重量3%的杜仲提取物，混合均匀后调节温度至65℃并保温3h，最后向其中加入淀粉重量5%的硬脂酸，搅拌均匀后在110℃条件下烘干至恒重，即得到改性淀粉；所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸30min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末；
所述环氧树脂强化纤维板层7的制备方法为，将玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维以2:1:2的比例混杂后，先用三者总重8%的硅烷偶联剂混合均匀，而后将其浸入熔融的环氧树脂中3min，捞出后再向其中加入三者总重10倍的马来酸酐接枝改性的聚丙烯后热压成型即得到环氧树脂强化纤维板层7（所述马来酸酐接枝改性的聚丙烯是将聚丙烯与马来酸酐在反应器中进行固相接枝改性，属于本领域的常规方法）。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，以铝合金薄板层4为基准，弹性橡胶层1、纤维混杂层3和聚氨酯泡沫层5的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的4、2和3倍，纤维布层2、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的60%、40%和70%；
又如，所述纤维布层2为pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝按3:1:6的重量比混杂后以常规针刺无纺工艺制成的无纺布，且省略常规针刺无纺工艺中的烧毛步骤，以保留其表面的纤维毛刺201；
进一步的，所述pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过以下处理再进行常规针刺无纺工艺加工：将三者的混合物与三者总重8%的硅烷偶联剂混匀，而后浸入熔融的环氧树脂中3min，捞出后向其中加入三者总重5%的改性纳米二氧化硅混合均匀即完成处理过程；所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成；
又如，按照重量比，所述弹性橡胶层1由85份的天然橡胶、7份的改性淀粉、5份的填充剂、5份的硫化剂和4份的环氧树脂混炼而成，其中，填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按12:0.5:0.5:6:4的比例制成；
进一步的，所述填充剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1600℃的条件煅烧2h，而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂；
又如，所述环氧树脂强化纤维板层7中还含有玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维三者总重量10%的增强剂，增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以5:2:15的重量比制成；该增强剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:10的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率370khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂；
再如，所述环氧树脂强化纤维板层7中所用的环氧树脂为复合环氧树脂，该复合环氧树脂由双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠，而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物；
进一步的，所述复合环氧树脂的制备方法为：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量3%的硅微粉、硅溶胶重量2%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量1%的乙酸钠，而后在80℃条件下搅拌2h得到的混合物；
2）按照所述的比例称取各组分，然后将双酚f型环氧树脂融化后，向其中依次加入称量好的氢化双酚a型环氧树脂和双酚s型环氧树脂，搅拌至完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂复合物；
又再如，按照重量比，所述聚氨酯泡沫层5由170份的聚酯多元醇、180份的多异氰酸酯、30的环己烷、2份的二月桂酸二丁基锡、5份的偶氮二甲酸异丙酯和24份的缓冲剂制成，所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以120:30:15的重量比混合后得到，该表面处理剂为kh750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比4:80:2的比例混合而成；
最后，所述聚氨酯泡沫层5中还含有2份的改性海泡石绒粉，所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量5%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成。
实施例3
如图1所示，一种纤维增强型层结构汽车轻量化复合材料，该复合材料为多层结构，且由最内层向最外层依次为弹性橡胶层1、纤维布层2、纤维混杂层3、铝合金薄板层4、聚氨酯泡沫层5、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7；其中，纤维混杂层3为玻璃纤维丝和石棉纤维按重量比2:3的比例混杂，并与两者总重6-8%的硅烷偶联剂和两者总重11%的粘合剂混合均匀后压制而成，所述有机结合剂通过以下方法制得：将猪粪晒干后磨粉，并与其重量9倍的水混合后加入猪粪重量3.5%的二乙基羟胺，而后在隔绝空气的条件下煮沸8min，之后冷却、过滤得到滤液，再将滤液浓缩至原体积的20%，最后将浓缩液与改性淀粉以8:1.5的重量比混合即制得粘合剂；
所述改性淀粉的制备方法为，将淀粉加入到为其重量4倍的水中混合均匀，然后向其中加入淀粉重量9％的锡偶联剂并用硫酸调节ph值至4.5，再向其中加入淀粉重量2%的杜仲提取物，混合均匀后调节温度至63℃并保温2.5h，最后向其中加入淀粉重量4.5%的硬脂酸，搅拌均匀后在105℃条件下烘干至恒重，即得到改性淀粉；所述杜仲提取物为杜仲叶片在水中煮沸25min后过滤掉固体残渣所得的滤液蒸干最后得到的粉末；
所述环氧树脂强化纤维板层7的制备方法为，将玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维以2:1:2的比例混杂后，先用三者总重7%的硅烷偶联剂混合均匀，而后将其浸入熔融的环氧树脂中2.5min，捞出后再向其中加入三者总重9倍的马来酸酐接枝改性的聚丙烯后热压成型即得到环氧树脂强化纤维板层7（所述马来酸酐接枝改性的聚丙烯是将聚丙烯与马来酸酐在反应器中进行固相接枝改性，属于本领域的常规方法）。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定：
如，以铝合金薄板层4为基准，弹性橡胶层1、纤维混杂层3和聚氨酯泡沫层5的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的2、3和4倍，纤维布层2、金属丝网层6和环氧树脂强化纤维板层7的厚度分别为铝合金薄板层4厚度的30%、50%和80%；
又如，所述纤维布层2为pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝按2.5:1:5的重量比混杂后以常规针刺无纺工艺制成的无纺布，且省略常规针刺无纺工艺中的烧毛步骤，以保留其表面的纤维毛刺201；
进一步的，所述pan基碳纤维原丝、玻璃纤维丝和聚丙烯纤维丝在混杂后先经过以下处理再进行常规针刺无纺工艺加工：将三者的混合物与三者总重7%的硅烷偶联剂混匀，而后浸入熔融的环氧树脂中2.5min，捞出后向其中加入三者总重4.5%的改性纳米二氧化硅混合均匀即完成处理过程；所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成；
又如，按照重量比，所述弹性橡胶层1由84份的天然橡胶、6份的改性淀粉、4.5份的填充剂、4.5份的硫化剂和3.5份的环氧树脂混炼而成，其中，填充剂为纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸、单质硅粉和硼酸镁晶须按11:0.5:0.5:5.5:3.5的比例制成；
进一步的，所述填充剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的纳米晶勃姆石、氟化铵、硼酸和单质硅粉在氧化气氛中以1550℃的条件煅烧1.5h，而后自然冷却、磨粉后与硼酸镁晶须混合得到填充剂；
又如，所述环氧树脂强化纤维板层7中还含有玻璃纤维、金属纤维和芳纶纤维三者总重量9%的增强剂，增强剂为海泡石绒、纳米锌粉和正硅酸乙酯以4.5:1.5:12.5的重量比制成；该增强剂的制备方法为：按照所述重量比称取各物料，然后将称取的正硅酸乙酯与去离子水按照1:9的比例混合，再向其中依次加入正硅酸乙酯重量10%的冰醋酸、正硅酸乙酯重量5%的碳粉、称量好的纳米锌粉混合均匀进行反应，反应过程中，每隔20min向反应体系内施加频率360khz的超声波1min，待反应结束后对反应体系进行超滤得到固体粉末烘干后即得到增强剂；
再如，所述环氧树脂强化纤维板层7中所用的环氧树脂为复合环氧树脂，该复合环氧树脂由双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶以6:5:4:2:3的重量比制成，所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成；所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠，而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物；
进一步的，所述复合环氧树脂的制备方法为：
1）分别制备改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，备用；
所述改性纳米二氧化硅是将市售纳米二氧化硅与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成；
所述改性硅溶胶是在市售硅溶胶中依次加入硅溶胶重量2.5%的硅微粉、硅溶胶重量1.5%的硼酸镁晶须和硅溶胶重量0.9%的乙酸钠，而后在75℃条件下搅拌1.5h得到的混合物；
2）按照所述的比例称取各组分，然后将双酚f型环氧树脂融化后，向其中依次加入称量好的氢化双酚a型环氧树脂和双酚s型环氧树脂，搅拌至完全融化后，再向其中加入步骤1）制得的改性纳米二氧化硅和改性硅溶胶，搅拌均匀后即制得环氧树脂复合物；
又再如，按照重量比，所述聚氨酯泡沫层5由160份的聚酯多元醇、170份的多异氰酸酯、28的环己烷、1.5份的二月桂酸二丁基锡、4份的偶氮二甲酸异丙酯和22份的缓冲剂制成，所述缓冲剂为空心玻璃微珠、废弃分子筛粉末和表面处理剂以110:25:12.5的重量比混合后得到，该表面处理剂为kh750、聚乙烯醇和氢氧化钡按照重量比3.5:80:1.5的比例混合而成；
最后，所述聚氨酯泡沫层5中还含有1.5份的改性海泡石绒粉，所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量4%的表面改性剂混合得到，该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比7:2.5:50的比例混合而成。