轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板及其制备方法与流程

本发明涉及轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板及其制备方法。

背景技术：

目前，轨道交通车辆的中顶板一般由玻璃钢或铝板制备，都存在重量大的缺点，此外，铝蒙皮不适合大面积整体成型，刚度差，易变形的问题，玻璃钢蒙皮虽然可以整体成型，但是产品不环保。芳纶蜂窝夹芯结构复合材料是由芳纶纸蜂窝和酚醛/玻璃纤维层板复合而成，在减重方面具有突出优势，同时具备及其优良的阻燃性能，适合大面积整体成型。

传统的玻璃钢蒙皮产品主要是采用真空导入树脂成型工艺制备，把玻璃纤维布按设计方案铺叠在刷好胶衣的模具上，密封抽真空，然后利用真空将不饱和聚酯树脂吸入，最后固化成型。铝蒙皮主要是通过压机冲压制备，需要大型压机和金属模具。传统的玻璃钢蒙皮产品和铝蒙皮存在如下主要缺点：

（1）传统玻璃钢蒙皮：产品质量过大，此外，因为使用的不饱和聚酯中含有大量的苯乙烯，在生产过程中会挥发大量的刺激性气体，危害生产人员身体健康。在产品使用过程中，容易发生变形。

（2）铝蒙皮：产品质量大，不能大面积整体成型，需要大型设备投入。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种质量轻、结构稳定的轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板的制备方法，包括如下步骤：

s1、在模具上涂抹脱模剂；

s2、在模具上依次铺设第一酚醛/玻璃纤维预浸料、第一环氧胶膜、芳纶蜂窝芯、第二环氧胶膜、第二酚醛/玻璃纤维预浸料，然后在第二酚醛/玻璃纤维预浸料上铺一层脱模布，然后铺一层隔离膜，再于隔离膜上放透气毡，进行真空袋密封；

s3、在抽真空的同时，将整个模具置于烘箱中加热固化成型，获得轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板成品；优选地，保持真空度在-95kpa以上；

其中，加热固化成型分三段进行，即先在75-85℃条件下保温0.8-1.2h，再在110-130℃条件下保温0.8-1.2h，最后在140-160℃条件下保温0.4-1h。

本发明通过真空袋压成型制备芳纶蜂窝中顶板，可满足用于轨道车辆的大尺寸异型复合板的一次性整体成型；酚醛/玻璃纤维预浸料、芳纶蜂窝芯之间通过环氧胶膜粘接，粘接强度高，可解决酚醛树脂在芳纶蜂窝芯之间粘接性能差的问题，有利于获得结构强度稳定的蜂窝复合板。制作过程中，各结构层或功能层依次铺设即可，无需人工或机器涂刷起粘接作用的功能层，省时省力，提升制作效率。

步骤s1中，脱模剂的涂抹次数为3次以上，每次涂抹间隔为10min，以方便脱模。

步骤s2中，第一酚醛/玻璃纤维预浸料的厚度为0.2-3mm；第二酚醛/玻璃纤维预浸料的厚度为0.2-3mm。

进一步地，步骤s2中，第一酚醛/玻璃纤维预浸料的铺设数量至少为2层，第二酚醛/玻璃纤维预浸料的铺设数量至少为2层。

本发明中，酚醛/玻璃纤维预浸料中基体树脂为酚醛树脂，增强纤维为玻璃纤维或玻璃纤维织物。

步骤s2中，第一环氧胶膜、第二环氧胶膜的面密度度为100-400g/m²。

步骤s2中，芳纶蜂窝芯的厚度为1-50mm。

优选地，步骤s3中，加热固化成型时，先在80℃条件下保温1h，再在120℃条件下保温1h，最后在150℃条件下保温0.5h。

轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板，由如上所述的制备方法制成而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）质量轻，同样厚度的产品，比传统玻璃钢蒙皮减重50%，比铝蒙皮减重达100%以上。

（2）易成型，大尺寸的异型结构，可一次性整体成型。

（3）结构稳定、刚度好，还具有良好的防火、隔热和隔音性能。

（4）成型时间短，整个过程无需人工刷涂树脂，省时省力。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的蜂窝复合板的横截面结构示意图。

图中，1-芳纶蜂窝，2-环氧胶膜，3-酚醛/玻璃纤维预浸料。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板的制备方法，包括如下步骤：

s1、先将模具组装完成，然后将金属模具用酒精或丙酮清洗干净，最后在模具上涂抹脱模剂，需涂抹3次以上，每次间隔10分钟，待用；

s2、在模具上依次铺设3层第一酚醛/玻璃纤维预浸料、第一环氧胶膜、芳纶蜂窝芯、第二环氧胶膜、3层第二酚醛/玻璃纤维预浸料，然后在第二酚醛/玻璃纤维预浸料上铺一层隔离膜，再于隔离膜上放透气毡，进行真空袋密封；

s3、在抽真空的同时，将整个模具置于烘箱中加热固化成型，获得轨道交通车辆芳纶蜂窝种顶板成品；

其中，加热固化成型分三段进行，即先在75-85℃条件下保温0.8-1.2h，再在110-130℃条件下保温0.8-1.2h，最后在140-160℃条件下保温0.4-0.6h。

获得的轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板成品包括芳纶蜂窝芯层，芳纶蜂窝芯层的上表面和下表面分别复合有一酚醛/玻璃纤维层。

其中，步骤s2中，第一酚醛/玻璃纤维预浸料的厚度为2.5mm；第二酚醛/玻璃纤维预浸料的厚度为2.5mm。步骤s2中，第一环氧胶膜、第二环氧胶膜的面密度度为250g/m²。芳纶蜂窝芯的厚度为25mm。步骤s3中，加热固化成型时，先在80℃条件下保温1h，再在120℃条件下保温1h，最后在150℃条件下保温0.5h。

本发明的产品具有良好的防火性能，已通过en45545r1防火测试，阻燃等级到hl3级；产品有害物质限量可满足tb/t3139《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》相关要求。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板及其制备方法，制备时，先在模具上涂抹脱模剂；再在模具上依次铺设第一酚醛/玻璃纤维预浸料、第一环氧胶膜、芳纶蜂窝芯、第二环氧胶膜、第二酚醛/玻璃纤维预浸料，然后在第二酚醛/玻璃纤维预浸料上铺一层隔离膜，再于隔离膜上放透气毡，进行真空袋密封；真空袋压成型，获得轨道交通车辆芳纶蜂窝中顶板成品。本发明的蜂窝复合板质量轻，同样厚度的产品，比传统玻璃钢蒙皮减重50%，比铝蒙皮减重达100%以上；易成型，大尺寸的异型结构，可一次性整体成型；结构稳定、刚度好，还具有良好的防火、隔热和隔音性能；成型时间短，整个过程无需人工刷涂树脂，省时省力。

技术研发人员：张虎;吴凡;冯正峰;任舟;尹利;屈发家;谭艳
受保护的技术使用者：株洲电力机车广缘科技有限责任公司
技术研发日：2018.09.26
技术公布日：2019.02.05