轻质塑料材料及其应用的制作方法

技术领域

本发明涉及固化材料领域，具体涉及一种光固化材料。

背景技术：

树脂基复合材料产品在生产和生活中被广泛应用。树脂基复合材料可以用于制造各种各样的产品，为生产和生活都带来了很大便利。但是由于这些产品生产较为复杂，使用者不能根据自己的意愿随意设计自己需要的物品。

另外，我们生活中有很多物品因为体积较大，不便于运输和存储。比如桌、椅、盆、桶等生活用品，再比如设备外壳、长条状设备部件、大型片状设备部件等。由于形状构造的问题，虽然这些物品虽然重量不是很重，但是占用空间大，存在运输和存储不方便的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻质塑料材料，以解决上述技术问题。

本发明的目的还在于提供一种轻质塑料材料应用，以解决上述技术问题。

本发明可以采用以下技术方案来实现：

轻质塑料材料，包括光固化树脂基复合材料，其特征在于，包括一基体，所述基体包括两个膜层，两个所述膜层间构成一夹层，所述夹层内设有至少两个颗粒，至少两个所述颗粒间填充有未固化的光固化树脂基复合材料；两个所述膜层中至少一个膜层为透光材料。两个所述膜层间可以设置内充有气体的囊泡。从而减少重量。

光固化树脂基复合材料是含有光固化剂的树脂基复合材料，未固化的光固化树脂基复合材料中的未固化是说含有光固化剂的树脂基复合材料还未见光，尚处于非固态。通过光照射，实现未固化的光固化树脂基复合材料的固化，从而使颗粒与颗粒间位置得以固定，进而使基体形状得以固定，进而实现轻质塑料材料的固化。因为很大部分材料为颗粒，而非光固化树脂基复合材料，所以成本较低。

颗粒可以为泡沫颗粒、玻璃珠、玻璃微珠、金属颗粒、石料颗粒、塑料颗粒等。优选玻璃珠和玻璃微珠。

两个所述膜层间还可以设有微囊，微囊内填充有未固化的光固化树脂基复合材料。以改善机械特性。

两个所述膜层为柔性。以便于使整个结构呈现柔性，进而允许弯折存放。

所述颗粒为柔性，以便于使整个结构呈现柔性，进而允许弯折存放。优选泡沫颗粒、柔性塑料颗粒等。

两个所述膜层间的距离大于所述颗粒平均厚度的2倍。以便于颗粒间相互叠加，增强机械性能。

所述微囊壁为柔性。以便于使整个结构呈现柔性，进而允许弯折存放。所述微囊的厚度可以设置为小于两个所述膜层间的距离的一半。以便于相互叠加。

所述基体的一个膜层位于下方，上方固定有一层辅助膜，所述辅助膜上固定有所述颗粒。通过将颗粒设置在辅助膜上，使辅助膜对颗粒起到一定的固定作用。进而使颗粒排布不会过于集中在一处或者过于分散。

两个所述膜层间可以设置两层或者两层以上辅助膜层。

部分微囊中可以不被未固化的光固化树脂基复合材料充满，剩余空间内填充固体颗粒或者气体，以调整性能。填充的固体颗粒可以为泡沫、玻璃珠、金属颗粒、石料颗粒、塑料颗粒等。

所述微囊壁为弹性材料。以便于更加随意的进行弯折，增强存放和使用的随意性。

所述基体的两个膜层分别为弹性材料，以便于更加随意的进行弯折、拉伸、制造凹陷或者凸起，增强存放和使用的随意性。

所述基体的两个膜层中有一个为不透明，以防在进行光照射时光线穿透整个基体。

所述基体的两个膜层中的一个内侧为反光材质，以便于将光线反射，促使尽快实现固化，并节约光照能量。

轻质塑料材料包括两个基体，两个基体平行设置，所述基体与基体间设有支撑件，所述支撑件为柔性管体，柔性管体内填充有未固化的光固化树脂基复合材料。在没有进行固化之前，支撑件以及两个基体均为柔性，允许弯折，并且基体与基体间的距离得不到固定，所以轻质塑料材料的厚度在固化之前可以较薄。

所述轻质塑料材料的两个基体周边密封，并设有一进气口。在存放时，将两个基体间的空气抽出，使支撑件弯曲，进而使两个基体向内合拢，变薄，便于存放。

在固化前，通过进气口向两个基体间的空间内充入空气，进而使两个基体分离并涨开，使支撑件拉伸开，然后进行光固化。从而使两个基体以及支撑件分别固化，从而使所述轻质塑料材料在固化后能具备一定厚度，且因为为中空结构，所以重量较轻。

所述支撑件一端固定在一侧基体上，形成一顶点，在所述顶点处至少还固定有另一支撑件的一端，即一个顶点处固定有至少两根支撑件；在一侧基体上共顶点的支撑件，在另一侧基体上不再共顶点。因此两根支撑件与基体间会构成一三角状结构，因为三角状结构具有稳定特点，可以增强材料的稳定性。

一顶点处可以引出两根、三根或四根支撑件，也可以引出更多根。但是优选引出三根、四根支撑件的结构。

各顶点处均引出两根、三根或四根支撑件，以使结构稳固。

两个所述膜层中至少有一层为防爆膜，增强牢固性。也可以设置为防弹膜。

两个所述膜层中其中一层为防紫外线膜。放置光固化中紫外线外漏，并在固化后也起到隔绝紫外线的作用。

所述轻质塑料材料为片状。使用时可以实现进行裁剪、折叠、打款等操作中的一种或一种以上操作的组合，从而得到需要的物品形状，然后进行固化。对于复杂的结构，可以分别对各个简单的部件进行固化，固化后进行组装。也可以在固化前进行组合，组合好后进行固化，以便于结合牢固。

所述轻质塑料材料撑起后为所要形成的部件形状，或者为多个部件的组合。使用时，取出材料撑起后，进行固化即可得到需要的部件。所述的撑起操作，可以是将一个部件单独撑起，或者将几个部件组合后实现撑起操作，构成需要的物品。

所述轻质塑料材料撑起后为船形。固化后成为船。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为房子形状。固化后成为房子。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为设备外壳形状。固化后成为设备外壳。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为桌子形状。固化后成为桌子。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为椅子形状。固化后成为椅子。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为床体形状。固化后成为床。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为柜子形状。固化后成为柜子。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为鱼缸形状。固化后成为鱼缸。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为花瓶形状。固化后成为花瓶。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为茶几形状。固化后成为茶几。可以是一个单独的所述轻质塑料材料撑起后形成，也可以是多个轻质塑料材料进行组合，实现撑起后形成。

所述轻质塑料材料撑起后为齿轮形状。固化后成为齿轮。

对于与船、房子、设备外壳等大型部件，所需要的轻质塑料材料包括两个基体，两个基体平行设置，所述基体与基体间设有支撑件，所述支撑件为柔性管体，柔性管体内填充有未固化的光固化树脂基复合材料。以便于收缩存放和增强固化后的机械强度。

预先将充气后的所述轻质塑料材料形状设置为所需要部件的形状，在需要使用时，将气体充入即可呈现部件的形状，通过光线固化即可得到需要的部件。

未固化的光固化树脂基复合材料中的树脂基材料中埋设有纤维增强材料，纤维增强材料可以采用玻璃纤维、植物纤维、碳纤维等增强纤维中的一种或者几种。

所述微囊内的未固化的光固化树脂基复合材料内混有颜料，进行着色。以适应颜色或者图案需求。

所述基体的两个膜层间填充的未固化的光固化树脂基复合材料内混有颜料，进行着色，以适应颜色或者图案需求。

未固化的光固化树脂基复合材料内混有颜料混有电致发光粉，并埋设有导线。以便于实现电致发光，从而实现照明或者美化。

还包括一遮光容器，所述轻质塑料材料折叠后存放在所述遮光容器内，以便于长期存储。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的另一种结构示意图；

图3为本发明的另一种结构示意图；

图4为本发明的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1、图2、图3和图4，轻质塑料材料，包括一基体，基体包括两个，两个膜层11间构成一夹层，夹层内设有至少两个颗粒12，至少两个颗粒12间填充有未固化的光固化树脂基复合材料；两个膜层11中至少一个膜层为透光材料。通过光照射，实现未固化的光固化树脂基复合材料的固化，从而使颗粒12与颗粒12间位置得以固定，进而使基体形状得以固定，进而实现轻质塑料材料的固化。因为很大部分材料为颗粒12，而非光固化树脂基复合材料，所以成本较低。

采用透光材料制成的膜层外可以设有一遮光层，以避免其在储存过程中缓慢固化，影响性能。遮光层上设有至少一条连接强度易于其他部位的开启线3，如连接强度相对其他部位较弱的开启线或连接强度相对于其他部位较强的开启线。由于开启线3与其他部分的连接强度不一致，遮光层容易沿着连接强度变化的地方撕开来，这样就通过开启线3方便的除掉了遮光层。

颗粒12可以为泡沫颗粒、玻璃珠、玻璃微珠、金属颗粒、石料颗粒、塑料颗粒等。优选玻璃珠和玻璃微珠。塑料颗粒还可以是再生塑料颗粒，再生塑料颗粒的原料可以是在加工新料的过程之中，剩余的小边角，或者是质量不过关的原料。例如：没有落地的边角料、下角料、水口料、胶头料等。再生塑料颗粒的原料还可以是已经使用过的新料或使用过多次的废弃的塑料。采用再生塑料颗粒有利于节约成本。

两个所述膜层11采用柔性或弹性材料制成。采用柔性材料便于使整个结构呈现柔性，可进行弯折、拉伸、制造凹陷或者凸起，允许弯折存放。可以将轻质塑料材料预制成某种形态，采用弹性材料允许存放和运输过程中进行部分变形，以方便存储，使用时便于复原为预制成的形态。

所述颗粒12为柔性，以便于使整个结构呈现柔性，进而允许弯折存放。优选泡沫颗粒、柔性塑料颗粒等。

作为一种优选方案，两个所述膜层11间的距离大于所述颗粒12平均厚度的2倍。以便于颗粒12间相互叠加，增强机械性能。

所述基体的两个膜层11中有一个为不透明，以防在进行光照射时光线穿透整个基体。所述基体的两个膜层11中的一个内侧可以为反光材质，以便于将光线反射，促使尽快实现固化，并节约光照能量。

设有微囊13的轻质塑料材料的结构：两个膜层11间还可以设有微囊13，微囊13内填充有未固化的光固化树脂基复合材料。以改善机械特性。微囊壁可以采用柔性材料制成。以便于使整个结构呈现柔性，进而允许弯折存放。微囊13的厚度可以设置为小于两个膜层11间的距离的一半。以便于相互叠加。部分微囊13中可以不被未固化的光固化树脂基复合材料充满，剩余空间内填充固体颗粒或者气体，以调整性能。填充的固体颗粒可以为泡沫、玻璃珠、金属颗粒、石料颗粒、塑料颗粒等。

微囊13内的未固化的光固化树脂基复合材料内可以混入颜料，进行着色。以适应颜色或者图案需求。微囊壁优选弹性材料。以便于更加随意的进行弯折，增强存放和使用的随意性。

参见图2，设有辅助膜的填充式光固化材料的结构：基体的一个膜层位于下方，上方固定有一层辅助,14，辅助膜14上固定有颗粒12。通过将颗粒12设置在辅助膜14上，使辅助膜14对颗粒12起到一定的固定作用。进而使颗粒12排布不会过于集中在一处或者过于分散。在设有辅助膜14的情况下，颗粒12的厚度可以等于或略小于两个膜层11间的距离，即颗粒12在辅助膜上单层排布。两个膜层11间可以设置两层或者两层以上辅助膜层。图2中膜层11间设有两层辅助膜。

设有囊泡15的填充式光固化材料的结构：两个膜层11间可以设置内充有气体的囊泡15。从而减少重量。

参见图3，设有支撑件16的填充式光固化材料的结构：轻质塑料材料包括两个基体，两个基体平行设置，基体与基体间设有支撑件16，支撑件16为内填充有未固化的光固化树脂基复合材料的柔性管体。在没有进行固化之前，支撑件16以及两个基体均为柔性，允许弯折，并且基体与基体间的距离得不到固定，所以轻质塑料材料的厚度在固化之前可以较薄。

作为一种优选方案，两个基体周边密封，并设有一进气口2。进气口联通两个基体间的空间。在存放时，将两个基体间的空气抽出，使支撑件弯曲，进而使两个基体向内合拢，变薄，便于存放。

在固化前，通过进气口2向两个基体间的空间内充入空气，进而使两个基体分离并涨开，使支撑件16拉伸开，然后进行光固化。从而使两个基体以及支撑件16分别固化，从而使轻质塑料材料在固化后能具备一定厚度，且因为为中空结构，所以重量较轻。

根据需要基体数可以增加，各基体平行设置，基体与基体间设有支撑件，各基体周边密封，并通过内部的通气孔联通，设有一进气口，进气口联通基体间的空间。在存放时，将基体间的空气抽出，使支撑件弯曲，进而使基体向内合拢，变薄，便于存放。在固化前，通过进气口向两个基体间的空间内充入空气，进而使两个基体分离并涨开，使支撑件拉伸开，然后进行光固化。从而使两个基体以及支撑件分别固化，从而使所述颗粒12填充式光固化材料在固化后能具备一定厚度，且因为为中空结构，所以重量较轻。这种结构特别适用于用轻质塑料材料制作砖的情况，而且做砖用的颗粒12填充式光固化材料内的可以设置较多内充有气体的囊泡，以减轻砖体质量。

支撑件一端固定在一侧基体上，形成一顶点，在顶点处至少还固定有另一支撑件的一端，即一个顶点处固定有至少两根支撑件；在一侧基体上共顶点的支撑件，在另一侧基体上不再共顶点。因此两根支撑件与基体间会构成一三角状结构，因为三角状结构具有稳定特点，可以增强材料的稳定性。支撑件还可以采用弹性材料做成，这样填充式光固化材料可以在外部压力撤去后，通过支撑件的弹性自动复原为填充式光固化材料的设定形状。

一顶点处可以引出两根、三根或四根支撑件，也可以引出更多根。但是优选引出三根、四根支撑件的结构。可以采用各顶点处均引出两根、三根或四根支撑件的结构，以使结构稳固。

使用者，可以根据需要单独设置微囊、辅助膜、囊泡或支撑件，也可以将微囊、辅助膜、囊泡或支撑件进行组合后设置，另外由于微囊和囊泡具有颗粒的特性，故可以分别看做颗粒，根据微囊内的填充物不同，可以看做具有不同性能的颗粒，囊泡内充入的是气体，可以看做气体颗粒。

为了增加固化后的填充式光固化材料的牢固性，两个膜层11中至少有一层为防爆膜或防弹膜。为了防止光固化中紫外线外漏，并在固化后也起到隔绝紫外线的作用，两个膜层11中其中一层为防紫外线膜。

所述轻质塑料材料优选片状结构。使用时可以实现进行裁剪、折叠、打弯等操作中的一种或一种以上操作的组合，从而得到需要的物品形状，然后进行固化。对于复杂的结构，可以分别对各个简单的部件进行固化，固化后进行组装。也可以在固化前进行组合，组合好后进行固化，以便于结合牢固。

参见图4，轻质塑料材料还可以采用管状结构，即基体采用管状结构。位于管状基体外侧的膜层11为透光材料。使用时可以实现进行裁剪、弯折、拉伸等操作中的一种或一种以上操作的组合，从而得到需要的管件形状，然后进行固化。例如：需要一直管，可以将轻质塑料材料进行裁剪直接得到；当需要的管径小于基体的外径时，可以对基体进行攥、拉等操作，迫使轻质塑料材料变细，然后将其插入与需要的管径等内径的管内进行固化定型；当需要的管径大于基体的外径时，可以在基体内插入一扩充物，迫使轻质塑料材料扩径，然后进行固化定型；当需要弯管时，可以对其弯折，得到需要的形状，然后再进行固化。再做水管时，金属颗粒优选铝粒子颗粒。未固化的光固化树脂基复合材料内含有的树脂基材料优选聚乙烯、聚丁烯或聚丙烯树脂材料。

轻质塑料材料还可以采用线状结构，外膜层为管状结构，内膜层简化为位于采用管状结构的外膜层内的一条增强筋，外膜层为透光材料，所述内膜层可以采用纤维增强材料制成，纤维增强材料可以采用玻璃纤维、植物纤维、碳纤维等增强纤维中的一种或者几种。还可以采用另一种结构，两个膜层边侧相连，构成一管状体，两个膜层均采用透光材料制成。

所述轻质塑料材料撑起后为所要形成的部件形状，或者为多个部件的组合。使用时，取出材料撑起后，进行固化即可得到需要的部件。所述的撑起操作，可以是将一个部件单独撑起，或者将几个部件组合后实现撑起操作，构成需要的物品。

所述轻质塑料材料撑起后为中空管形。固化后成为管件或管件接头。所述轻质塑料材料撑起后为砖形。固化后成为砖。所述轻质塑料材料撑起后为船形。固化后成为船。所述轻质塑料材料撑起后为房子形状。固化后成为房子。所述轻质塑料材料撑起后为设备外壳形状。固化后成为设备外壳。所述轻质塑料材料撑起后为桌子形状。固化后成为桌子。所述轻质塑料材料撑起后为椅子形状。固化后成为椅子。所述轻质塑料材料撑起后为床体形状。固化后成为床。所述轻质塑料材料撑起后为柜子形状。固化后成为柜子。所述轻质塑料材料撑起后为鱼缸形状。固化后成为鱼缸。所述轻质塑料材料撑起后为花瓶形状。所述轻质塑料材料撑起后为茶几形状。固化后成为茶几。所述轻质塑料材料撑起后为齿轮形状。固化后成为齿轮。

对于与船、房子、设备外壳等大型部件，所需要的轻质塑料材料包括两个基体，两个基体平行设置，所述基体与基体间设有支撑件，所述支撑件为柔性管体，柔性管体内填充有未固化的光固化树脂基复合材料。以便于收缩存放和增强固化后的机械强度。

预先将充气后的所述轻质塑料材料形状设置为所需要部件的形状，在需要使用时，将气体充入即可呈现部件的形状，通过光线固化即可得到需要的部件。

未固化的光固化树脂基复合材料中的树脂基材料中埋设有纤维增强材料，纤维增强材料可以采用玻璃纤维、植物纤维、碳纤维等增强纤维中的一种或者几种。

所述基体的两个膜层11间填充的未固化的光固化树脂基复合材料内混有颜料，进行着色，以适应颜色或者图案需求。

未固化的光固化树脂基复合材料内混有颜料混有电致发光粉，并埋设有导线。以便于实现电致发光，从而实现照明或者美化。比如在具有交变电场的情况下，电致发光粉能够发光。

所述轻质塑料材料内还可以填充光导纤维，在光导纤维的一端或者两端，还可以设有光源。如果光导纤维是体发光的光导纤维，那么可以通过光源照亮光导纤维进而照亮整个轻质塑料材料。光源可以是LED光源。

作为一种优选方案，轻质塑料材料还可以采用管状结构，即基体采用管状结构。内侧膜层内设有导线或光导纤维，导线或光导纤维可以通过外部插入的方式插入管状基体内侧的膜层内，也可以直接埋设在轻质塑料材料，即可以采用位于管状基体内侧的膜层作为导线的外绝缘层，可以采用位于管状基体内侧的膜层作为用于约束光导纤维束的位置的约束层，光导纤维选体发光的光导纤维。在体发光的光导纤维内置的结构时，位于管状基体内侧的膜层可以为透光材料，位于管状基体外侧的膜层可以为遮光材料，利用光导纤维发出的光将其固化。

参照图4，还包括一遮光容器4，所述轻质塑料材料折叠后存放在所述遮光容器4内，以便于长期存储。遮光容器4设有可以开启的开口5。使用前将轻质塑料材料放置在具有遮光功能的遮光容器4内，进行避光保存。使用时，将轻质塑料材料在遮光容器4内取出。制作成需要的形状后，进行固化，可以开启紫外线灯帮助加快固化速度。

另外，轻质塑料材料的至少一个膜层还可以是弹性材料制成弹性膜层，弹性膜层的优点有很多：1.运输和存储的过程中，可以迫其进行一定的形变，以建小体积，节省空间；2.使用时，可以撤去外力，利用其自身的弹性进行一定的恢复，不是必须要像上面那样进行充气，但是可以通过充气的方式，加快其复原速度；3.对于要修复或需要进一步形变的地方，可以利用其弹力在不改变大轮廓的情况下进行适当变形。这种结构特别适用于膜层具有一定的形状、基体预制为一具有特定形态的物品时。

例如：基体为封闭型，如球形、罐子、箱子，包括两个膜层，位于内部的膜层为内膜层、位于外部的膜层为外膜层，内膜层采用弹性材料制成。球形基体上设有充气孔，运输和存储的过程中，通过充气孔经内部气体压出，以减小体积。使用时，将外力撤去，充气孔内进入气体，内膜层渐渐复原，还可以通过打气的方式，加快其复原速度。而且如果外膜层采用柔性材料，柔性材料制成的外膜层一方面在运输和存储的过程中，可以缓冲外压起到保护作用；一方面制作时，利用柔性材料的可变性可以对表面修补以及压花纹等变形。

再例如：基体为半封闭型，如碗、勺子、杯子、盘子、烟灰缸等包括两个膜层，位于内部的膜层为内膜层、位于外部的膜层为外膜层，内膜层采用弹性材料制成，运输和存储的过程中，外力迫其形变，以减小体积。使用时，将外力撤去，内膜层渐渐复原，还可以通过手捏、拍打、拉伸等方式，加快其复原速度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。