1.本技术涉及一种硬质泡沫复合结构，尤其涉及一种硬质聚苯乙烯泡沫材料蒙皮复合结构的成型方法。
背景技术：
2.硬质闭孔泡沫材料作为一种优异的结构材料，它具有柔韧性差，但压缩硬度大，应力达到一定值能产生形变，解除应力后不能恢复原状，容重很低、冲击抗振动性优良、对温湿度的变化适应性强、吸水率低、吸湿性小，化学稳定性好，对酸、碱等化学药品有较强的耐受性、导热率低等、成型加工方便，可以采用模压、挤出、注射等成型方法制备、容易进行二次成型加工等突出特点。代表性的产品是硬质聚苯乙烯泡沫、硬质聚氨酯泡沫和硬质聚氯乙烯泡沫等。
3.虽然硬质闭孔泡沫具有以上优点，但是单纯的硬质闭孔泡沫在被广泛应用时还会受限于其他条件。因此，将硬质闭孔泡沫材料作为夹芯结构，外层做蒙皮处理后将大大提高材料的应用范围。硬质泡沫蒙皮是指包围在硬质泡沫结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成复合材料外形的维形构件。硬质泡沫蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递载荷的作用。
4.现有的蒙皮复合材料粘接技术对于硬质聚苯乙烯泡沫不是完全适用，主要缺点是复合粘接截面强度不高，剥离性较差。
技术实现要素：
5.本技术的目的在于提出一种工艺易于控制，粘接界面强度易于调控的一种硬质聚苯乙烯泡沫材料蒙皮复合结构的成型方法。
6.本技术是这样实现的：一种硬质聚苯乙烯泡沫材料蒙皮复合结构的成型方法，其包括下述步骤：第一步，选硬质聚苯乙烯泡沫材料作为基板材料，选金属板或碳纤维板或碳布层压板或芳纶板或芳纶纤维布压板或酚醛层压板或玻璃钢增强板作为蒙皮材料；第二步，在基板材料上打孔形成灌胶孔；第三步，对基板材料打有灌胶孔的表面进行粗糙化处理形成基板材料的粘贴面，对蒙皮材料表面对应的进行粗糙化处理形成蒙皮材料的粘贴面；接着对基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面分别进行表面浮尘脱尘处理；第四步，对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面涂抹胶粘剂；贴合基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面得到待固化的复合结构；第五步，将待固化的复合结构平铺放置至真空层热压机中，在上、下面盖上无孔膜和透气毡，进行抽真空处理，至胶粘剂完全固化。
7.进一步的，第一步中，作为基本材料的硬质聚苯乙烯泡沫材料以软模板法为技术路线进行制备，胶凝剂的稳定作用，使连续相和分散相形成一种互为穿插结构的三维网络凝胶乳液，将所述凝胶乳液进行聚合即得到内腔微观孔径分布均匀的硬质聚苯乙烯泡沫材料。
8.进一步的，基板材料的厚度为10至50mm，内部孔尺寸直径为100至250μm。
9.进一步的，第二步中，先对基板材料和基板材料进行裁切，而后在基板材料上打孔形成灌胶孔，灌胶孔的孔径为0.5至1.5mm，灌胶孔的孔深为1cm至4cm；灌胶孔的排列方式采用线形阵列、圆形阵列、多边形阵列中的任意一种分布形式。
10.进一步的，第三步中，对基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面进行粗糙化处理采用180目或240目的砂纸进行表面打磨，打磨后的基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面满足相对平整且无异形突出。
11.进一步的，第三步中，打磨后，接着先采用压缩空气对基板材料和蒙皮材料进行表面浮尘脱尘处理，再将基板材料和蒙皮材料放入超声清洗器中，使用酒精溶液进行超声清洗。
12.进一步的，第四步中，胶粘剂为硅胶粘合剂、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯粘合剂、环氧ab胶、丙烯酸粘中的任意一种；涂抹胶粘剂每平米胶量不超过35g。
13.进一步的，在第五步抽真空处理中，真空度维持在
‑
0.4至
‑
0.6mpa，温度保持在110℃至130℃，层压机压合压力维持在4mpa至6mpa，保持压力、温度不变，胶粘剂完全固化时间为25min至40min；卸压脱模。
14.进一步的，第五步中，将卸压脱模得到的复合结构凸出的多余基体材料裁掉，用锉刀打磨处理四周的飞边，溢出的多余胶料用砂纸打磨掉后，用胶粘接剂填补缝隙。
15.由于实施上述技术方案，本技术通过在硬质聚苯乙烯泡沫材料基板材料上预先打好根据粘接需求设计的灌胶孔结构，合理布置胶孔位置；将蒙皮材料贴覆于基板材料外部，选取合适的粘接剂，加热固化后形成复合结构泡沫；该方法工艺易于控制，复合结构泡沫材料力学性能优异，且粘接强度易于控制，兼具结构承载能力和广泛的应用范围，同时满足特殊环境的应用需求。
附图说明
16.本技术的具体结构由以下的附图和实施例给出：图1是本技术的工艺流程示意图；图2是本技术实施例1的立体结构示意图；图3是本技术实施例1的正视结构示意图；图4是本技术实施例4的立体结构示意图；图5是本技术实施例4的正视结构示意图。
具体实施方式
17.本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
18.如图1所示，一种硬质聚苯乙烯泡沫材料蒙皮复合结构的成型方法包括下述步骤：第一步，选硬质聚苯乙烯泡沫材料作为基板材料，选金属板或碳纤维板或碳布层压板或芳纶板或芳纶纤维布压板或酚醛层压板或玻璃钢增强板作为蒙皮材料；第二步，在基板材料上打孔形成灌胶孔；第三步，对基板材料打有灌胶孔的表面进行粗糙化处理形成基板材料的粘贴面，对蒙皮材料表面对应的进行粗糙化处理形成蒙皮材料的粘贴面；接着对基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面分别进行表面浮尘脱尘处理；第四步，对基板材料的灌胶
孔、基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面涂抹胶粘剂；贴合基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面得到待固化的复合结构；第五步，将待固化的复合结构平铺放置至真空层热压机中，在上、下面盖上无孔膜和透气毡，进行抽真空处理，至胶粘剂完全固化。
19.如图1所示，第一步中，作为基本材料的硬质聚苯乙烯泡沫材料以软模板法为技术路线进行制备，胶凝剂的稳定作用，使连续相和分散相形成一种互为穿插结构的三维网络凝胶乳液，将所述凝胶乳液进行聚合即得到内腔微观孔径分布均匀的硬质聚苯乙烯泡沫材料。
20.如图1所示，基板材料的厚度为10至50mm，内部孔尺寸直径为100至250μm。
21.如图1所示，第二步中，先对基板材料和基板材料进行裁切，而后在基板材料上打孔形成灌胶孔，灌胶孔的孔径为0.5至1.5mm，灌胶孔的孔深为1cm至4cm；灌胶孔的排列方式采用线形阵列、圆形阵列、多边形阵列中的任意一种分布形式。
22.如图2、4所示，第三步中，对基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面进行粗糙化处理采用180目或240目的砂纸进行表面打磨，打磨后的基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面满足相对平整且无异形突出。
23.如图2、4、5所示，第三步中，打磨后，接着先采用压缩空气对基板材料和蒙皮材料进行表面浮尘脱尘处理，再将基板材料和蒙皮材料放入超声清洗器中，使用酒精溶液进行超声清洗。
24.第四步中，胶粘剂为硅胶粘合剂、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯粘合剂、环氧ab胶、丙烯酸粘中的任意一种；涂抹胶粘剂每平米胶量不超过35g。优选为环氧ab胶配合固化剂。
25.如图1所示，在第五步抽真空处理中，真空度维持在
‑
0.4至
‑
0.6mpa，温度保持在110℃至130℃，层压机压合压力维持在4mpa至6mpa，保持压力、温度不变，胶粘剂完全固化时间为25min至40min；卸压脱模。真空层热压机的上下模需要提前涂抹环氧树脂脱模剂。
26.如图1所示，第五步中，将卸压脱模得到的复合结构凸出的多余基体材料裁掉，用锉刀打磨处理四周的飞边，溢出的多余胶料用砂纸打磨掉后，用胶粘接剂填补缝隙。
27.本技术增加了轻质高强硬质聚苯乙烯的应用范围，提供了一种较优的蒙皮复合结构的成型工艺解决方案。本技术工艺易于控制、制备工艺参数便于稳定控制，克服现有硬质聚苯乙烯泡沫稳定性不易控制，粘接强度不高的缺点，克服了因胶层涂胶不均，导致局部积胶或缺胶，影响粘贴面平整度，从而影响复合材料的粘接强度。
28.本技术通过在硬质聚苯乙烯泡沫材料基板材料上预先打好根据粘接需求设计的灌胶孔结构，合理布置胶孔位置、孔径、孔间距和用胶量，具有胶粘强度高，粘贴工艺易于控制优点；通过对粘接剂的控制，可提高硬质聚苯乙烯泡沫材料的机械强度，进而提高复合结构的力学性能；本技术可通过调整粘接剂的工艺参数，实现蒙皮与基本材料复合的设计可调性，获得外观质量稳定的复合结构制件，满足不同的应用需求。解决了硬质聚苯乙烯泡沫在粘接界面处易剥离的缺点，并提出了一种适合硬质聚苯乙烯泡沫材料与蒙皮复合粘接的方法。
29.实施例1，如图2、3所示，选取100mm
×
100mm
×
0.2mm的模压成型的碳纤维布层压板作蒙皮材料，裁切102mm
×
102mm
×
15mm尺寸、密度为300 kg/m3的硬质聚苯乙烯泡沫材料作基板材料。用直径0.5 mm的钻头对基板材料打灌胶孔，孔径为0.5mm，正方形阵列，钻孔深度2.5 mm，孔洞位置纵向和横向统一间距20mm，边缘位置距孔圆心距离10mm，打孔距离尺寸公
差取
±
1mm，接着用240目砂纸对基板材料的粘贴面进行打磨，用180目砂纸对蒙皮材料的粘贴面进行粗糙打磨，打磨完成后需确保平面平整、无突出结构，粗糙程度可目视，然后将基板材料和蒙皮材料用压缩空气吹扫后放入装有酒精溶液的超声清洗器超声清洗，超声时间设定为10min，清洗干净后放入100摄氏度烘箱干燥5min。将对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面均匀涂抹上e44型环氧树脂和e650型环氧固化剂按1：1配制成的胶粘剂，胶粘剂的用量为每平方米30 g，用刮板将胶粘剂均匀平整于基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面。将蒙皮材料碳纤维层压板和基板材料硬质聚苯乙烯泡沫紧密贴合后，用透气膜包覆后放入真空层热压机内部的下模，真空层热压机真空度设定为
‑
0.5mpa，固化温度设定为120℃，保温时间设定为0.5h，层压机压合压力维持在5mpa。固化过程结束后，用角磨机将多余的基本材料切掉，然后用锉刀将多于的粘接剂去掉，用砂纸打磨四周，使得复合结构外观平整无异形凸起，粘接效果很理想，未见明显缺陷。
30.实施例2，选取100mm
×
100mm
×
0.2mm的模压成型的碳纤维布层压板作蒙皮材料，裁切102mm
×
102mm
×
12mm尺寸、密度为300 kg/m3的硬质聚苯乙烯泡沫材料作基板材料。用直径1mm的钻头对基板材料打灌胶孔，孔径为1mm，圆形阵列，钻孔深度2.5mm，圆形排列的孔洞位置由基板材料粘贴面的几何中心由内向外拓展排列，形状为若干个同心圆，圆的半径分别为0、25和45 mm，每一个圆上均匀分布16个灌胶孔，打孔距离尺寸公差取
±
1mm，接着用240目砂纸对基板材料的粘贴面进行打磨，用180目砂纸对蒙皮材料的粘贴面进行粗糙打磨，打磨完成后需确保平面平整、无突出结构，粗糙程度可目视，然后将基板材料和蒙皮材料用压缩空气吹扫后放入装有酒精溶液的超声清洗器超声清洗，超声时间设定为5min，清洗干净后放入100摄氏度烘箱干燥5min。将对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面均匀涂抹上e44型环氧树脂和e650型环氧固化剂按1：1配制成的胶粘剂，胶粘剂的用量为每平方米35 g，用刮板将胶粘剂均匀平整于基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面。将蒙皮材料碳纤维层压板和基板材料硬质聚苯乙烯泡沫紧密贴合后，用透气膜包覆后放入真空层热压机内部的下模，真空层热压机真空度设定为
‑
0.4mpa，固化温度设定为110℃，保温时间设定为25min，层压机压合压力维持在4mpa。固化过程结束后，用角磨机将多余的基本材料切掉，然后用锉刀将多于的粘接剂去掉，用砂纸打磨四周，使得复合结构外观平整无异形凸起，粘接效果很理想，未见明显缺陷。
31.实施例3，选取100mm
×
100mm
×
0.2mm的模压成型的碳纤维布层压板作蒙皮材料，裁切102mm
×
102mm
×
40mm尺寸、密度为300 kg/m3的硬质聚苯乙烯泡沫材料作基板材料。用直径0.5 mm的钻头对基板材料打灌胶孔，孔径为0.5mm，正方形阵列，钻孔深度2.5 mm，孔洞位置纵向和横向统一间距20 mm，边缘位置距孔圆心距离10mm，打孔距离尺寸公差取
±
1mm，接着用240目砂纸对基板材料的粘贴面进行打磨，用180目砂纸对蒙皮材料的粘贴面进行粗糙打磨，打磨完成后需确保平面平整、无突出结构，粗糙程度可目视，然后将基板材料和蒙皮材料用压缩空气吹扫后放入装有酒精溶液的超声清洗器超声清洗，超声时间设定为10min，清洗干净后放入100摄氏度烘箱干燥5min。将对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面均匀涂抹上e44型环氧树脂和e650型环氧固化剂按1：1配制成的胶粘剂，胶粘剂的用量为每平方米30 g，用刮板将胶粘剂均匀平整于基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面。将蒙皮材料碳纤维层压板和基板材料硬质聚苯乙烯泡沫紧密贴合后，用透气膜包覆后放入真空层热压机内部的下模，真空层热压机真空度设定为
‑
0.6mpa，固化温度
设定为130℃，保温时间设定为40min，层压机压合压力维持在6mpa。固化过程结束后，用角磨机将多余的基本材料切掉，然后用锉刀将多于的粘接剂去掉，用砂纸打磨四周，使得复合结构外观平整无异形凸起，粘接效果很理想，未见明显缺陷。
32.实施例4，如图4、5所示，选取100mm
×
100 mm
×
0.2mm的玻璃钢增强板作蒙皮材料，裁切102mm
×
102mm
×
15mm尺寸、密度为100 kg/m3的硬质聚苯乙烯泡沫材料作基板材料。用直径0.5 mm的钻头对基板材料打灌胶孔，孔径为0.5mm，圆形阵列，钻孔深度2.5mm，圆形排列的孔洞位置由基板材料粘贴面的几何中心由内向外拓展排列，形状为若干个同心圆，圆的半径分别为0、25和45mm，每一个圆上均匀分布16个灌胶孔，打孔距离尺寸公差取
±
1mm，接着用240目砂纸对基板材料进行打磨，用180目砂纸对蒙皮材料进行粗糙打磨，打磨完成后需确保平面平整、无突出结构，具有一定的粗糙度，然后将基板材料和蒙皮材料用压缩空气吹扫后放入装有酒精溶液的超声清洗器超声清洗，超声时间设定为10 min，清洗干净后放入100℃烘箱干燥5min。将对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面均匀涂抹上e44型环氧树脂和e650型环氧固化剂按1：1配制成的胶粘剂，用刮板将胶粘剂均匀平整于基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面。将蒙皮材料玻璃钢增强板和基板材料硬质聚苯乙烯泡沫基材紧密贴合后，用透气膜包覆后放入真空层热压机内部的下模，真空层热压机真空度设定为
‑
0.5mpa，固化温度设定为120℃，保温时间设定为0.5h。固化过程结束后，用角磨机将多余的基本材料切掉，然后用锉刀将多于的粘接剂去掉，用砂纸打磨四周，使得复合结构外观平整无异形凸起，粘接效果很理想，未见明显缺陷。
33.实施例5，选取100mm
×
100mm
×
0.2mm的玻璃钢增强板作蒙皮材料，裁切102 mm
×
102 mm
×
15mm尺寸、密度为100 kg/m3的硬质聚苯乙烯泡沫材料作基板材料。用直径0.5mm的钻头对基板材料打灌胶孔，孔径为0.5mm，正方形阵列，钻孔深度2.5mm，孔洞位置纵向和横向统一间距20mm，边缘位置距孔圆心距离10mm，打孔距离尺寸公差取
±
1mm，接着用240目砂纸对基板材料进行打磨，用180目砂纸对蒙皮材料进行粗糙打磨，打磨完成后需确保平面平整、无突出结构，具有一定的粗糙度，然后将基板材料和蒙皮材料用压缩空气吹扫后放入装有酒精溶液的超声清洗器超声清洗，超声时间设定为10min，清洗干净后放入100℃烘箱干燥5min。将对基板材料的灌胶孔、基板材料的粘贴面和蒙皮材料的粘贴面均匀涂抹上e44型环氧树脂和e650型环氧固化剂按1：1配制成的胶粘剂，用刮板将胶粘剂均匀平整于基板材料的粘贴面、蒙皮材料的粘贴面。将蒙皮材料玻璃钢增强板和基板材料硬质聚苯乙烯泡沫基材紧密贴合后，用透气膜包覆后放入真空层热压机内部的下模，真空层热压机真空度设定为
‑
0.6mpa，固化温度设定为130℃，保温时间设定为40min。固化过程结束后，用角磨机将多余的基本材料切掉，然后用锉刀将多于的粘接剂去掉，用砂纸打磨四周，使得复合结构外观平整无异形凸起，粘接效果很理想，未见明显缺陷。
34.在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
35.以上技术特征构成了本技术的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。