一种多场所用轻质功能性复合材料的制作方法

1.本实用新型属于功能性复合材料技术领域，具体涉及一种多场所用轻质功能性复合材料。


背景技术：

2.材料是科学技术发展的基础，复合材料作为最新发展起来的一大类新型材料，对现代科学技术的发展产生了极大的推动作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。在如今城市化进程中，大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的轨道交通建设、航空航天项目的需求，促使各种新型复合材料及其制备技术犹如雨后春笋般出现，为复合材料产业的发展带来广阔的发展空间。
3.另一方面，随着科学技术的发展，特别是尖端科学技术的突飞猛进，对材料的性能要求越来越高，因而对复合材料也提出了更高的要求。面对诸如航空航天、高速轨道列车、轮船等对材料重量要求极高的领域，材料的减重意味着能耗的降低。如何实现材料的重量在不断减轻而依然可以满足材料的初始性能要求，例如保持材料耐热性能、隔热保温性能、防火阻燃性能、吸声降噪性能、缓冲回弹性能等，是复合材料领域研究学者们需要解决实现的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多场所用轻质功能性复合材料，可有效解决上述问题。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种多场所用轻质功能性复合材料，自上向下，依次包括防护层(1)、阻燃层(2)、隔热层(3)、降噪层(4)、缓冲层(5)和粘接层(6)；其中，所述降噪层(4)和所述缓冲层(5)之间通过嵌入式方式连接。
7.优选的，所述防护层(1)和所述阻燃层(2)之间的界面、所述阻燃层(2) 和所述隔热层(3)之间的界面、所述隔热层(3)和所述降噪层(4)之间的界面，均通过胶黏剂实现粘接。
8.优选的，所述防护层(1)为对复合材料内层具有保护作用的材料，包括金属箔、无纺布、防火布、陶瓷纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种；
9.和/或
10.所述阻燃层(2)为三聚氰胺泡沫；所述阻燃层(2)厚度占整个复合材料厚度的3/20～7/20；所述阻燃层(2)采用的三聚氰胺泡沫为极限氧指数为30％～45％的三聚氰胺泡沫；
11.和/或
12.所述隔热层(3)为聚酰亚胺泡沫；所述隔热层(3)厚度占整个复合材料厚度的5/20～11/20；所述隔热层(3)采用的聚酰亚胺泡沫为导热系数为 0.025～0.042w/(m
·
k)的聚
酰亚胺泡沫；
13.和/或
14.所述降噪层(4)为聚氨酯泡沫；所述降噪层(4)厚度占整个复合材料厚度的3/20～9/20；所述降噪层(4)采用的聚氨酯泡沫为降噪系数为0.55～0.85的聚氨酯泡沫；
15.和/或
16.所述缓冲层(5)为硅胶泡棉；所述缓冲层(5)厚度占整个复合材料厚度的3/20～9/20；所述缓冲层(5)采用的硅胶泡棉为回弹系数为50％
‑
70％的硅胶泡棉；
17.和/或
18.所述粘接层(6)为方便复合材料铺装的不干胶，为铜版纸不干胶、铝箔纸不干胶、易碎纸不干胶、热敏纸不干胶、可移除胶不干胶、聚乙烯pe不干胶、聚丙烯pp不干胶和pvc不干胶中的一种。
19.优选的，所述降噪层(4)和所述缓冲层(5)之间通过嵌入式方式连接，具体为：所述降噪层(4)和所述缓冲层(5)之间通过凹凸梯形结构嵌入式连接。
20.优选的，所述降噪层(4)采用凹梯形结构材料；所述缓冲层(5)采用凸梯形结构材料。
21.优选的，所述降噪层(4)包括降噪层基材以及形成于所述降噪层基材底部的多个凹梯形结构单元；所述缓冲层(5)包括缓冲层基材以及形成于所述缓冲层基材顶部的多个凸梯形结构单元；其中，所述凸梯形结构单元与所述凹梯形结构单元为啮合结构，所述凸梯形结构单元嵌入到所述凹梯形结构单元的内部。
22.优选的，所述凸梯形结构单元的参数为：
23.凸梯形结构的上底为10～20mm；凸梯形结构的下底为20～30mm；凸梯形结构的高度为5～10mm；凸梯形结构的梯形角度为30～60
°
。
24.优选的，所述凸梯形结构单元的梯形高度占所述缓冲层(5)厚度的1/5～2/5。
25.优选的，所述凹梯形结构单元的梯形高度占所述降噪层(4)厚度的1/5～2/5。
26.本实用新型提供的一种多场所用轻质功能性复合材料具有以下优点：
27.本实用新型提供的一种多场所用轻质功能性复合材料，综合利用三聚氰胺泡沫良好的阻燃性能、聚酰亚胺泡沫优异的隔热保温性能、聚氨酯泡沫突出的降噪性能以及硅胶泡棉优良的缓冲性能。在降噪层和缓冲层连接处引入特殊的梯形结构嵌入式连接方式，可有效解决胶粘接而导致缓冲性能下降的问题，此外还具有自粘快捷、方便铺装的优点。本实用新型提供的多场所用轻质功能性复合材料，在航空航天、舰船、轨道交通和汽车领域具有广阔的应用前景。
附图说明
28.图1为本实用新型提供的多场所用轻质功能性复合材料的结构示意图；
29.图2为本实用新型提供的多场所用轻质功能性复合材料的剖面图；
30.图3为本实用新型提供的降噪层的剖面图；
31.图4为本实用新型提供的缓冲层的剖面图。
32.其中：
[0033]1‑
防护层；2
‑
阻燃层；3
‑
隔热层；4
‑
降噪层；5
‑
缓冲层；6
‑
粘接层；a
‑
梯形高度；b
‑
梯
形下底长度；c
‑
梯形上底长度；α
‑
梯形角度。
具体实施方式
[0034]
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035]
为了满足社会各行业、相关领域中对复合材料日益增长的需求和高要求，本实用新型提供一种多场所用轻质功能性复合材料，在多场所中具有阻燃隔热降噪缓冲的作用，场所包括航空航天、轨道交通、舰船、汽车中的一种或多种。因此，是一种适用于多场所综合性能优异的轻质功能性复合材料。
[0036]
参考图1
‑
图4，本实用新型提供一种多场所用轻质功能性复合材料，自上向下，依次包括防护层1、阻燃层2、隔热层3、降噪层4、缓冲层5和粘接层6；其中，降噪层4和缓冲层5之间通过嵌入式方式连接。
[0037]
下面对本实用新型提供的一种多场所用轻质功能性复合材料的具体结构特征详细介绍：
[0038]
(一)界面粘接特征
[0039]
防护层1和阻燃层2之间的界面、阻燃层2和隔热层3之间的界面、隔热层3和降噪层4之间的界面，均通过胶黏剂实现粘接。其中，采用的胶黏剂包括环氧胶黏剂、聚酰胺胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂中的一种或多种。
[0040]
(二)材料特征
[0041]
防护层1为对复合材料内层具有保护作用的材料，包括金属箔、无纺布、防火布、陶瓷纤维布和芳纶纤维布中的一种或多种；
[0042]
阻燃层2为三聚氰胺泡沫；阻燃层2厚度占整个复合材料厚度的3/20～7/20；阻燃层2采用的三聚氰胺泡沫为极限氧指数为30％～45％的三聚氰胺泡沫；
[0043]
隔热层3为聚酰亚胺泡沫；隔热层3厚度占整个复合材料厚度的5/20～11/20；隔热层3采用的聚酰亚胺泡沫为导热系数为0.025～0.042w/(m
·
k)的聚酰亚胺泡沫；
[0044]
降噪层4为聚氨酯泡沫；降噪层4厚度占整个复合材料厚度的3/20～9/20；降噪层4采用的聚氨酯泡沫为降噪系数为0.55～0.85的聚氨酯泡沫，根据astm c423 标准测试方法测定。
[0045]
缓冲层5为硅胶泡棉；缓冲层5厚度占整个复合材料厚度的3/20～9/20；缓冲层5采用的硅胶泡棉为回弹系数为50％
‑
70％的硅胶泡棉，根据gb/t6670
‑
2008标准测试方法测定。
[0046]
粘接层6为方便复合材料铺装的不干胶，为铜版纸不干胶、铝箔纸不干胶、易碎纸不干胶、热敏纸不干胶、可移除胶不干胶、聚乙烯pe不干胶、聚丙烯pp 不干胶和pvc不干胶中的一种。
[0047]
(三)嵌入式结构特征
[0048]
述降噪层4和缓冲层5之间通过嵌入式方式连接，具体为：降噪层4和缓冲层5之间通过凹凸梯形结构嵌入式连接。
[0049]
实用应用中，参考图3和图4，降噪层4采用凹梯形结构材料；缓冲层5采用凸梯形结
构材料。
[0050]
具体的，降噪层4包括降噪层基材以及形成于降噪层基材底部的多个凹梯形结构单元；缓冲层5包括缓冲层基材以及形成于缓冲层基材顶部的多个凸梯形结构单元；其中，凸梯形结构单元与凹梯形结构单元为啮合结构，凸梯形结构单元嵌入到凹梯形结构单元的内部。
[0051]
凸梯形结构单元的参数为：
[0052]
凸梯形结构的上底为10～20mm；凸梯形结构的下底为20～30mm；凸梯形结构的高度为5～10mm；凸梯形结构的梯形角度为30～60
°
。
[0053]
凸梯形结构单元的梯形高度占缓冲层5厚度的1/5～2/5。
[0054]
凹梯形结构单元的梯形高度占降噪层4厚度的1/5～2/5。
[0055]
本实用新型提供的一种多场所用轻质功能性复合材料，综合利用三聚氰胺泡沫良好的阻燃性能、聚酰亚胺泡沫优异的隔热保温性能、聚氨酯泡沫突出的降噪性能以及硅胶泡棉优良的缓冲性能。在降噪层和缓冲层连接处引入特殊的梯形结构嵌入式连接方式，可有效解决胶粘接而导致缓冲性能下降的问题，此外还具有自粘快捷、方便铺装的优点。本实用新型提供的多场所用轻质功能性复合材料，在航空航天、舰船、轨道交通和汽车领域具有广阔的应用前景。
[0056]
下面列举一个实施例：
[0057]
实施例：
[0058]
本实施例提供一种多场所用轻质功能性复合材料，如图1所示，包括防护层 1、阻燃层2、隔热层3、降噪层4、缓冲层5和粘接层6。防护层1、阻燃层2、隔热层3和降噪层4相邻两个组成部分之间通过环氧胶黏剂实现粘接。降噪层和缓冲层通过凹凸梯形结构连接。
[0059]
本实施例防护层1为无纺布，对复合材料内层具有保护作用。
[0060]
阻燃层2为三聚氰胺泡沫，阻燃层2厚度占整个复合材料厚度的1/5，采用的三聚氰胺泡沫的极限氧指数为40％。
[0061]
隔热层3为聚酰亚胺泡沫，隔热层3厚度占整个复合材料厚度的3/10，采用的聚酰亚胺泡沫的导热系数为0.037w/(m
·
k)。
[0062]
降噪层3为聚氨酯泡沫，降噪层3厚度占整个复合材料厚度的1/4，采用的聚氨酯泡沫的降噪系数为0.68。
[0063]
缓冲层5为硅胶泡棉，缓冲层5厚度占整个复合材料厚度的1/4，采用的硅胶泡棉的回弹系数为55％。
[0064]
粘接层6为铜版纸不干胶，方便复合材料铺装。
[0065]
本实施例中，降噪层4为凹梯形结构；缓冲层5为凸梯形结构。梯形上底c为 10mm；梯形下底b为20mm；梯形高度a为6mm；梯形角度α为60
°
。梯形高度a 占缓冲层5厚度的1/5；梯形高度a占降噪层4厚度的1/5。
[0066]
本实施例提供的复合材料在多场所中起阻燃隔热降噪缓冲的作用。场所为轨道交通、舰船和汽车。
[0067]
本实用新型提供一种多场所用轻质功能性复合材料，具有以下优点：
[0068]
(1)以具有较高氧指数的轻质三聚氰胺泡沫作为阻燃层，具有较低导热系数的轻质聚酰亚胺泡沫作为隔热层，具有较高降噪系数的轻质聚氨酯泡沫作为降噪层，具有较高
回弹系数的轻质硅胶泡棉作为缓冲层。因此，本实用新型具有质轻、导热系数低，良好的阻燃、降噪和缓冲性能等优点。材料背面复合不干胶，自粘快捷、方便铺装。
[0069]
(2)缓冲层与降噪层特殊的梯形结构嵌入式连接，可以有效避免该处因胶粘接而导致缓冲性能下降的问题，保证材料缓冲性能。
[0070]
(3)本实用新型非常利于在航空航天、舰船、轨道交通和汽车等领域的应用与推广。
[0071]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。