一种复合材料轨道交通地板及其制备方法与流程

本发明涉及轨道交通地板材料领域，特别涉及一种复合材料轨道交通地板及其制备方法。

背景技术：

我国轨道交通建设已进入繁荣期,现有轨道交通地板为铝板，铝板上侧铺地板革，现有地板重量大、存在气味、地板维修不便、不方便清洁等问题急需解决，这为复合材料地板提供了一个大有可为的空间，采用复合材料做成的地板重量轻、强度高、刚性大、无毒无气味，低voc排放，实现减重、减振、降噪、隔热,、环保、易维修、易清洁，提高了车辆的舒适性、安全性、节能环保且降低维修成本,已成为理想的轨道交通用结构件。复合材料除用作轨道交通内部设施和装饰材料外,其在承重结构上的应用也越来越广泛。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题：提供一种重量轻、强度高、刚性大、无毒无气味，低voc排放的多层复合材料地铁地板。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种复合材料轨道交通地板，所述复合材料轨道交通地板为三明治夹芯结构，所述三明治夹芯结构由上面板、夹芯层和下面板通过真空袋压或模压工艺制备而成。

优选地，所述上面板为石英砂层，所述夹芯层为结构泡沫、轻木、铝蜂窝、波浪铝板等中的一种，所述下面板为玻璃纤维层。

优选地，所述石英砂层表面镶嵌有“指示”功能的荧光带，所述荧光带与石英砂层一体成型。

优选地，所述石英砂层表面含有防滑耐磨层。

一种上述复合材料轨道交通地板的制备方法，具体步骤如下：

1、荧光带的制作：

(1)将手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重；按照手糊树脂与气硅质量配比100:5～60称取气硅，将气硅加入手糊树脂的a组分中进行混合得混合物一；

(2)将白砂、黑砂按照质量配比6:1～3的比例进行混合得石英砂；按照石英砂和手糊树脂质量配比5:3～5，将石英砂加入混合物一中进行混合得混合物二；

(3)按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量比4:0.5～2称取荧光粉，将荧光粉加入混合物二中进行混合得混合物三；

(4)按照手糊树脂+石英砂总重的0.1～0.3％称取短切玻纤，将3～10mm短切玻纤加入混合物三中进行混合得混合物四；

(5)将手糊树脂的b组分加入进行混合物四中混合，混匀后倒入模具中刮平，随后进行80℃×20min的固化处理，待达到初固状态，进行下一步制作。

或采用如下方法制备荧光带：

(a)将手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重；按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量比4:0.5～2称取荧光粉，将荧光粉加入手糊树脂的a组分中进行混合得混合物α；

(b)将手糊树脂的b组分加入混合物α中进行混合得混合物β；

(c)在模具表面铺贴2层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的混合物β均匀涂覆到玻璃毡上，手糊树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(d)进行80℃×2h的固化处理，待完全固化后，按照尺寸要求裁切得到所需的荧光带；

2、三明治夹芯结构的复合制备：采用真空袋压或模压工艺将石英砂层，夹芯层和玻璃纤维层按照自下而上的顺序进行复合后即得具有夹芯结构的轨道交通地板。

优选地，所述模压工艺的具体步骤为：

(1)将上、下平板模具温度升高至80℃，下模具出模到操作工位。

(2)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。按照混合后树脂(a+b)与滑石粉质量配比100:10～60的比例，将滑石粉加入进行a组分中进行混合得混合物五。

(3)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:1～3的比例进行混合；按照石英砂和混合后树脂(a+b)质量配比5:3～5，将石英砂加入进行混合得混合物六。

(4)按照手糊树脂与炭黑质量配比为100:0.01～0.05称取炭黑，将炭黑加入混合物六中进行混合得混合物七；

(5)按照手糊树脂+石英砂总重的0.1～0.3％称取短切玻纤，将3～10mm短切玻纤加入混合物七中进行混合得混合物八；

(6)将手糊树脂b组分加入混合物八中进行混合得混合物九；

(7)将荧光带铺贴在模具底部，再将混匀物九倒入铺贴有荧光带的模具中，并用刮刀刮平，保证表面平整得石英砂层；

(8)在所述石英砂层上铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，手糊树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(9)铺贴结构泡沫/轻木/铝蜂窝/波浪铝板作为芯材；

(10)在芯材上表面铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，手糊树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(11)在玻璃毡上铺贴一层600g/m²玻璃布，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃布上，手糊树脂需浸透玻璃布并排除气泡，不得有褶皱，重复以上步骤再铺贴一层600g/m²玻璃布，涂敷手糊树脂并排除气泡；

(12)立刻将下模具进模到压制工位20s；快速合模60s；慢速合模4s，合模完成设定板材压力0.5～2.0mpa，保持压力热压2h，模压完成，并将板材表面的树脂等残留除去，保证板材和模具表面的清洁；

(13)玻璃化转变温度测试：在板材边缘取样，采用dsc测试材料玻璃化转变温度tg，tg≥80℃以上为合格；如果tg达不到要求，需加热至90℃固化，保温2h，板材制作完成；

(14)表面喷涂防滑耐磨层，防止走路时摔倒，同时减小尖锐物体冲击。

优选地，所述真空袋压的具体步骤为：

(1)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。按照混合后树脂(a+b)与滑石粉质量配比100:10～60的比例，将滑石粉加入进行a组分中进行混合得混合物五。

(2)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:1～3的比例进行混合；按照石英砂和混合后树脂(a+b)质量配比5:3～5，将石英砂加入进行混合得混合物六。

(3)按照手糊树脂与炭黑质量配比为100:0.01～0.05称取炭黑，将炭黑加入混合物六中进行混合得混合物七；

(4)按照手糊树脂+石英砂总重的0.1～0.3％称取短切玻纤，将3～10mm短切玻纤加入混合物七中进行混合得混合物八；

(5)将手糊树脂b组分加入混合物八中进行混合得混合物九；

(6)将荧光带铺贴在模具底部，再将混匀物九倒入铺贴有荧光带的模具中，并用刮刀刮平，保证表面平整得石英砂层；

(7)在所述石英砂层上铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(8)铺贴结构泡沫/轻木/铝蜂窝/波浪铝板作为芯材；

(9)在芯材上表面铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(8)在玻璃毡上铺贴一层600g/m²玻璃布，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃布上，树脂需浸透玻璃布并排除气泡，不得有褶皱，重复以上步骤再铺贴一层600g/m²玻璃布，涂敷手糊树脂并排除气泡；

(10)在玻璃布上铺设隔离膜及导流网，并铺设真空系统；

(11)真空系统真空度检验完成后，在室温状态下，对铺好的真空袋持续抽真空，约半小时待压力值稳定后停止抽真空，并继续保持当前的真空度，保证真空袋的真空度≤-0.095mpa，放入烘房中进行80℃×2h的固化处理；

(12)抽真空结束后，将抽真空的相关设备工具及辅料等移除，并将板材表面的树脂等残留除去，保证板材和模具表面的清洁；

(13)玻璃化转变温度测试：在板材边缘取样，采用dsc测试材料玻璃化转变温度tg，tg≥80℃以上为合格；如果tg达不到要求，需加热至90℃固化，保温2h，板材制作完成；

(14)表面喷涂防滑耐磨层，防止走路时摔倒，同时减小尖锐物体冲击。

本发明获得的有益效果：

1)本发明复合材料轨道交通地板，采用三明治夹芯结构，起到较好的减重效果。

2)本发明复合材料轨道交通地板，面板采用玻璃纤维复合材料，阻尼系数较高，减震、降噪效果良好。

3)本发明复合材料轨道交通地板，面板采用玻璃纤维复合材料，导热系数低，隔热效果良好。

4)本发明复合材料轨道交通地板，低voc，符合相应的环保标准。

5)本发明复合材料轨道交通地板，石英砂层表面具有防滑耐磨材料，省去地板革的使用，不使用地板革覆盖，方便拆卸，维修方便。

附图说明

图1为一种复合材料轨道交通地板的制作方案真空袋压工艺流程示意图。

图2为一种复合材料轨道交通地板的制作方案模压工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1：本发明中使用的原材料包括：

1、艾达索高新材料芜湖有限公司的环保阻燃手糊树脂，包含a、b组分，a+b混合调配后即为可使用的手糊树脂。其中a组分中双份a环氧树脂nep-127、稀释剂xy-622、稀释剂xy-636、偶联剂kh-560、消泡剂byk-a530的质量配比为80：15：5：0.65：0.35，b组分中聚醚胺固化剂d230、固化促进剂n-aep、固化剂ipda的质量配比为16.5：0.6：12.9。

2、玻璃毡。

3、玻璃纤维布。

4、石英砂。

5、滑石粉、气硅、炭黑等填料。

6、短切玻纤。

7、结构泡沫/轻木/铝蜂窝/波浪铝板等夹芯材料；

8、防滑耐磨材料；

一种复合材料轨道交通地板的真空袋压制作方案如下(如图1所示)：

第一步：荧光带制作

各部分按照以下顺序进行混合，每次混合后都需用高速分散机搅拌均匀。

(1)将要求厚度的模具1按尺寸要求放置到操作平台上。

(2)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。

(3)按照手糊树脂(a+b)与气硅质量配比100:5的比例，将气硅加入a组分中进行混合。

(4)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:1的比例进行混合。

(5)按照石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比5:3，将石英砂加入进行混合。

(6)按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比4:0.5，将荧光粉加入进行混合。

(7)按照混合后混合料(a+b+石英砂)与3mm短切玻纤质量配比为100:0.1的比例，将短切玻纤加入进行混合。

(8)将手糊树脂b组分加入进行混合。

(9)将混匀物倒入模具1中，并用刮刀刮平，保证表面平整。

(10)进行80℃×20min的固化处理，待达到初固状态，进行下一步制作。

第二步：板材复合

各部分按照以下顺序进行混合，每次混合后都需用高速分散机搅拌均匀。

(1)将要求厚度的模具2居中放置到操作平台上。

(2)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。

(3)按照手糊树脂(a+b)与滑石粉质量配比100:10的比例，将滑石粉加入进行a组分中混合。

(4)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:1的比例进行混合。

(5)按照石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比5:3，将石英砂加入进行混合。

(6)按照手糊树脂(a+b)与炭黑质量配比为100:0.01的比例，将炭黑加入进行混合。

(7)按照混合后混合料(a+b+石英砂)与3mm短切玻纤质量配比为100:0.1的比例，将短切玻纤加入进行混合。

(8)将手糊树脂b组分加入进行混合。

(9)将加入b组分的石英砂混匀物倒入铺贴有荧光带的模具2中，并用刮刀刮平，保证表面平整。

(10)在其上再铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱。

(11)铺贴结构泡沫/轻木/铝蜂窝/波浪铝板等芯材。

(12)在芯材上表面铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱。

(13)在玻璃毡上铺贴一层600g/m²玻璃布，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃布上，树脂需浸透玻璃布并排除气泡，不得有褶皱，重复以上步骤再铺贴一层600g/m²玻璃布，涂敷手糊树脂并排除气泡。

(14)在玻璃布上铺设隔离膜及导流网，并铺设真空系统。

(15)真空系统真空度检验完成后，在室温状态下，对铺好的真空袋持续抽真空，约半小时待压力值稳定后停止抽真空，并继续保持当前的真空度，保证真空袋的真空度≤-0.095mpa，放入烘房中进行80℃×2h的固化处理。

(16)抽真空结束后，将抽真空的相关设备工具及辅料等移除，并将板材表面的树脂等残留除去，保证板材和模具表面的清洁。

(17)玻璃化转变温度测试：在板材边缘取样，采用dsc测试材料玻璃化转变温度tg，tg≥80℃以上为合格；如果tg达不到要求，需加热至90℃固化，保温2h，板材制作完成。

(18)表面喷涂防滑耐磨层，防止走路时摔倒，同时减小尖锐物体冲击。

实施例2：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

第一步：荧光带制作

手糊树脂(a+b)与气硅的质量配比为100:10；

石英砂中白砂、黑砂质量配比为6:3；

石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比为5:5；

手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比为4:1.25。

混合后混合料(a+b+石英砂)与10mm短切玻纤质量配比为100:0.3。

第二步：板材复合

手糊树脂(a+b)与滑石粉的质量配比为100:20；

石英砂中白砂、黑砂质量配比为6:3；

石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比为5:5；

手糊树脂(a+b)与炭黑质量配比为100:0.02；

混合后混合料(a+b+石英砂)与10mm短切玻纤质量配比为100:0.3。

实施例3：其余均与实施例1相同，不同之处在于：

手糊树脂(a+b)与气硅的质量配比为100:15；

石英砂中白砂、黑砂质量配比为6:2；

石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比为5:3；

手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比为4:1.25。

混合后混合料(a+b+石英砂)与3mm短切玻纤质量配比为100:0.3。

第二步：板材复合

手糊树脂(a+b)与滑石粉的质量配比为100:20；

石英砂中白砂、黑砂质量配比为6:2；

石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比为5:3；

手糊树脂(a+b)与炭黑质量配比为100:0.04；

混合后混合料(a+b+石英砂)与3mm短切玻纤质量配比为100:0.3。

实施例4：其余均与实施例1相同，不同之处在于，荧光带的制作工艺不同：

(a)将手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重；按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量比4:1.2称取荧光粉，将荧光粉加入手糊树脂的a组分中进行混合得混合物α；

(b)将手糊树脂的b组分加入混合物α中进行混合得混合物β；

(c)在模具表面铺贴2层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的混合物β均匀涂覆到玻璃毡上，手糊树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(d)进行80℃×2h的固化处理，待完全固化后，按照尺寸要求裁切得到所需的荧光带。

实施例5：原料同实施例1。

一种复合材料轨道交通地板的模压工艺制作方案如下(如图2所示)：

第一步：荧光带制作

各部分按照以下顺序进行混合，每次混合后都需用高速分散机搅拌均匀。

(1)将上、下平板模具温度升高至80℃，下模具出模到操作工位。

(2)将要求厚度的模具1按尺寸要求放置到压机下平板模具上。

(3)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。

(4)按照手糊树脂(a+b)与气硅质量配比100:40的比例，将气硅加入进行a组分中混合。

(5)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:1～3的比例进行混合。

(6)按照石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比5:4，将石英砂加入进行混合。

(7)按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比4:1，将荧光粉加入进行混合。

(8)按照混合后混合料(a+b+石英砂)与5mm短切玻纤质量配比为100:0.2的比例，将短切玻纤加入进行混合。

(9)将手糊树脂b组分加入进行混合。

(10)将混匀物倒入模具中，并用刮刀刮平，保证表面平整。

(11)进行80℃×20min的固化处理，待达到初固状态，进行下一步制作。

第二步：板材复合

各部分按照以下顺序进行混合，每次混合后都需用高速分散机搅拌均匀。

(1)将要求厚度的模具2按照尺寸要求放置到下平板模具上。

(2)手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重。

(3)按照手糊树脂(a+b)与滑石粉质量配比100:40的比例，将滑石粉加入进行a组分中混合。

(4)石英砂的白砂、黑砂按照质量配比6:2的比例进行混合。

(5)按照石英砂和手糊树脂(a+b)质量配比5:4，将石英砂加入进行混合。

(6)按照手糊树脂(a+b)与炭黑质量配比为100:0.03的比例，将炭黑加入进行混合。

(7)按照混合后混合料(a+b+石英砂)与5mm短切玻纤质量配比为100:0.2的比例，将短切玻纤加入进行混合。

(8)将手糊树脂b组分加入进行混合。

(9)将加入b组分的石英砂混匀物倒入铺贴有荧光带的模具2中，并用刮刀刮平，保证表面平整。

(10)铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱。

(11)铺贴结构泡沫/轻木/铝蜂窝/波浪铝板等芯材。

(12)在芯材上表面铺贴一层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃毡上，树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱。

(13)在玻璃毡上铺贴一层600g/m²玻璃布，用刮刀将调配好的手糊树脂均匀涂覆到玻璃布上，树脂需浸透玻璃布并排除气泡，不得有褶皱，重复以上步骤再铺贴一层600g/m²玻璃布，涂敷手糊树脂并排除气泡。

(14)立刻将下模具进模到压制工位，约20s；快速合模，约60s；慢速合模，约4s，合模完成设定板材压力0.5mpa，保持压力热压2h，模压完成，并将板材表面的树脂等残留除去，保证板材和模具表面的清洁。

(15)玻璃化转变温度测试：在板材边缘取样，采用dsc测试材料玻璃化转变温度tg，tg≥80℃以上为合格；如果tg达不到要求，需加热至90℃固化，保温2h，板材制作完成。

(16)表面喷涂防滑耐磨层，防止走路时摔倒，同时减小尖锐物体冲击。

实施例6：其余均与实施例5相同，不同之处在于：

手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比为4:2，合模完成设定板材压力2.0mpa。

实施例7：其余均与实施例5相同，不同之处在于：

手糊树脂(a+b)和荧光粉质量配比为4:1.25，合模完成设定板材压力1.25mpa。

实施例8：其余均与实施例5相同，不同之处在于，荧光带的制作工艺不同：

(a)将手糊树脂的a、b组分按照质量配比100:16的比例称重；按照手糊树脂(a+b)和荧光粉质量比4:2称取荧光粉，将荧光粉加入手糊树脂的a组分中进行混合得混合物α；

(b)将手糊树脂的b组分加入混合物α中进行混合得混合物β；

(c)在模具表面铺贴2层50g/m²玻璃毡，用刮刀将调配好的混合物β均匀涂覆到玻璃毡上，手糊树脂需浸透玻璃毡并排除气泡，不得有褶皱；

(d)进行80℃×2h的固化处理，待完全固化后，按照尺寸要求裁切得到所需的荧光带。

将实施例3中制备的复合材料轨道交通地板与现有轨道交通地板进行性能和环保测试，结果如下：

表1轨道交通地板性能和环保测试结果

综上所述，本发明复合材料轨道交通地板，采用三明治夹芯结构，起到较好的减重效果。本发明复合材料轨道交通地板，面板采用玻璃纤维复合材料，阻尼系数较高，减震、降噪效果良好。本发明复合材料轨道交通地板，面板采用玻璃纤维复合材料，导热系数低，隔热效果良好。本发明复合材料轨道交通地板，低voc，符合相应的环保标准。本发明复合材料轨道交通地板，石英砂层表面具有防滑耐磨材料，省去地板革的使用，不使用地板革覆盖，方便拆卸，维修方便。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。