一种温度可调车厢板及其制备方法
阅读说明：本技术 一种温度可调车厢板及其制备方法 (Temperature-adjustable carriage plate and preparation method thereof ) 是由 谭志均 杨剑波 杨宇 谭自成 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于复合板材的制备领域,公开一种温度可调车厢板及其制备方法。包括第一面板层、第二面板层以及位于两者之间的夹芯层,所述夹心层为一层泡沫层或由两层以上泡沫层叠加而成,每层泡沫层由若干个泡沫块相互拼接而成；所述第一面板层、第二面板层为纤维增强树脂基复合材料；所述泡沫块为聚氨酯泡沫块、PVC泡沫块或酚醛泡沫块；所述泡沫块自其一侧表面中间部位向内开设有凹槽,凹槽内部填充有相变材料。本发明车厢板将泡沫块与相变材料组合作为夹心层,泡沫块采用中空结构,其内部填充相变材料,相变材料的加入可以吸收过热能量,维持温度恒定,从而在不影响板材整体厚度的情况下,使夹心层整体具备优良的保温性能。(The invention belongs to the field of preparation of composite boards, and discloses a temperature-adjustable carriage board and a preparation method thereof. The sandwich layer is a foam layer or is formed by laminating more than two layers of foams, and each foam layer is formed by mutually splicing a plurality of foam blocks; the first panel layer and the second panel layer are made of fiber reinforced resin matrix composite materials; the foam block is a polyurethane foam block, a PVC foam block or a phenolic foam block; the foam block is provided with a groove inwards from the middle part of one side surface of the foam block, and the phase-change material is filled in the groove. The carriage board combines the foam block and the phase-change material to form the sandwich layer, the foam block adopts a hollow structure, the phase-change material is filled in the foam block, and the phase-change material can absorb overheating energy and maintain constant temperature, so that the sandwich layer has excellent heat insulation performance on the whole under the condition of not influencing the whole thickness of the board.)
技术领域
本发明属于复合板材的制备领域，具体涉及一种温度可调车厢板及其制备方法。
背景技术
轻质、保温隔热的性能一直是板材应用中重要的功能属性，也是板材领域中研究的热点方向。
目前，这种轻质保温复合板材多由隔热夹心层与面板组成，面板多采用高强度的纤维板材、石板等，隔热夹心层材料绝大多数为普通有机泡沫类如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等，但为了进一步提高保温性能，势必需要增加夹心层的厚度，这与目前轻质复合材料要求的板材的厚度相矛盾，因此为了适应更高的隔热保温性能需求，在保持复合板材较薄的应用需求的同时，提高板材的隔热保温性能仍是现阶段研究过程中需要考虑问题的之一。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种温度可调车厢板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种温度可调车厢板，包括第一面板层、第二面板层以及位于两者之间的夹芯层，所述夹心层为一层泡沫层或由两层以上泡沫层叠加而成，每层泡沫层由若干个泡沫块相互拼接而成；所述第一面板层、第二面板层为纤维增强树脂基复合材料；所述泡沫块为聚氨酯泡沫块、PVC泡沫块或酚醛泡沫块；所述泡沫块自其一侧表面中间部位向内开设有凹槽，凹槽内部填充有相变材料。
较好地，所述相变材料为正十四烷、溴代十六烷、 正十六烷、石蜡、有机聚氧乙烯醚、辛酸/月桂酸混合物或无机类相变材料。
较好地，相邻泡沫块的拼接缝中设有缓冲材料或加强筋，加强筋的材质与第一面板层、第二面板层相同。
较好地，所述缓冲材料为橡胶块。
较好地，所述橡胶块中的橡胶为丁苯橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、聚异戊二烯橡胶、氟橡胶或硅橡胶。
制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）、首先按照整个车厢板的尺寸裁切出若干个夹心层用泡沫块，此时将每个泡沫块自其一侧表面中间部位向内加工出一个凹槽，然后将胶衣树脂喷涂在凹槽内表面并成膜；所述机加工的侧面为朝向整个板材厚度方向的上端面的一个面；
（2）、将相变材料填充在凹槽里；
（3）、铺层：首先将步骤（2）所得泡沫块进行拼接形成与泡沫层层数相同的拼接层，当拼接层为一层时，该拼接层直接作为拼接体，当拼接层为两层以上时，所有拼接层叠加后作为拼接体；由下至上依次将离型膜、第一脱模布、第一纤维布、拼接体、第二纤维布、第二脱模布、导流件进行铺层，导流件连接有注胶件，至此获得层叠体；所述第一纤维布和第二纤维布中的纤维对应为纤维增强树脂复合材料中的纤维；
（4）、密封：将步骤（3）所得层叠体用真空袋膜密封并保证注胶件的注胶口外露于真空袋膜，然后抽真空保压处理；
（5）、配制胶液：将树脂、固化剂、促进剂按照质量比100∶（0-50）∶（0-2）混合均匀，即得到胶液；所述树脂为纤维增强树脂复合材料中对应的树脂；
（6）、注胶：通过注胶口向步骤（4）所得密封完好的层叠体注入步骤（5）所得胶液，保证胶液能够浸渍整个第一纤维布、第二纤维布直至它们吸收饱和；
（7）、固化：注胶完成后，将注胶口密封，真空状态下完成固化；
（8）、脱模：固化完成后脱模处理，即得车厢板。
较好地，步骤（3）中，对泡沫块进行拼接时，在相邻两泡沫块之间拼接一第三纤维布，所述第三纤维布中的纤维对应为纤维增强树脂复合材料中的纤维；当泡沫层层数为两层以上时，相邻层间的第三纤维布呈错位放置。
较好地，步骤（1）中，在裁切出泡沫块的同时裁切出橡胶块，橡胶块比泡沫块高2-5mm；对应地，步骤（3）中，对泡沫块进行拼接时，在相邻两泡沫块之间拼接一橡胶块。
较好地，步骤（5）中，所述固化剂为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、十二烯基琥珀酸酐、双氰胺及其衍生物、二氨基二苯砜、聚醚二胺型固化剂、间苯二甲酸酰肼、异氰酸酯改性咪唑、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮或过氧化苯甲酰，所述促进剂为有机脲UR300、有机脲UR500、DMP-30、吡啶、液体咪唑、过氧化苯酰胺、三乙胺、钴促进剂体系或N，N二甲基苯胺
较好地，步骤（7）中，所述固化条件为：固化温度为50-120℃，时间为2-8 h。
本发明中所述“纤维增强树脂复合材料”可按现有技术制备获得或通过市购获得。所述导流件和注胶件结构参见专利CN2020102591745。
有益效果：本发明车厢板将泡沫块与相变材料组合作为夹心层，泡沫块采用中空结构，其内部填充相变材料，相变材料的加入可以吸收过热能量，维持温度恒定，从而在不影响板材整体厚度的情况下，使夹心层整体具备优良的保温性能，同时相变材料被封装在泡沫块内，当受到高温时，吸热液化的相变材料不会溢出而污染板材，从而延长板材的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种温度可调车厢板，包括第一面板层、第二面板层以及位于两者之间的夹芯层，所述夹心层为一层泡沫层，泡沫层由若干个泡沫块相互拼接而成；所述第一面板层、第二面板层为玻璃纤维增强不饱和聚酯基复合材料；所述泡沫块为聚氨酯泡沫块；所述泡沫块自其一侧表面中间部位向内开设有凹槽，凹槽内部填充有相变材料；所述相变材料为石蜡；所述第一面板层的厚度为1 mm，第二面板层的厚度为2 mm；所述夹心层的厚度为10 mm。
制备方法，步骤如下：
（1）、首先按照整个车厢板的尺寸制备出若干个夹心层用泡沫块，此时将每个泡沫块自其一侧表面中间部位向内加工出一个凹槽，然后将胶衣树脂喷涂在凹槽内表面并成膜；所述机加工的侧面为朝向整个板材厚度方向的上端面的一个面；
（2）、将相变材料填充在步骤（1）中已成膜的凹槽里，并将切割下的泡沫块加工成泡沫薄片使用树脂粘结剂将其与凹槽处的四周粘结，泡沫薄片的上表面与凹槽周围的泡沫块表面平齐；
（3）、铺层：首先将步骤（2）中的泡沫块进行拼接形成与一拼接层，该拼接层直接作为拼接体；由下至上依次将离型膜、第一脱模布、第一纤维布、拼接体、第二纤维布、第二脱模布、导流件进行铺层，导流件连接有注胶件，至此获得层叠体；所述第一纤维布和第二纤维布为玻璃纤维布；所述离型膜为PET膜；所述第一脱模布和第二脱模布相同，为聚四氟乙烯脱模布；
（4）、密封：将步骤（3）所得层叠体用真空袋膜密封并保证注胶件的注胶口外露于真空袋膜，然后抽真空保压处理；
（5）、配制胶液：将不饱和聚酯、固化剂、促进剂按照质量比100∶2∶0.3混合均匀，即得到胶液，所述固化剂为环氧化甲乙酮，促进剂为钴系促进剂；
（6）、注胶：通过注胶口向步骤（3）所得密封完好的层叠体注入步骤（5）所得胶液，保证胶液能够浸渍整个第一纤维布、第二纤维布直至它们吸收饱和；
（7）、固化：注胶完成后，将注胶口密封，真空状态下在90 ℃固化8 h；
（8）、脱模：固化完成后脱模处理，即得车厢板。
本实施例制备的车厢板的导热系数为0.027 W/m·K，压缩强度为5.0 Mpa。
实施例2
一种温度可调车厢板，结构与实施例1的区别在于：所述夹心层为由两层泡沫层叠加而成；相邻泡沫块的拼接缝中设有加强筋；所述第一面板层、第二面板层和加强筋为玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料，所述泡沫块为聚苯乙烯泡沫块；对应地，制备方法与实施例1的区别在于：步骤（3）中，在相邻两泡沫块之间拼接一第三纤维布，第三纤维布为玻璃纤维布，将泡沫块、第三纤维布相互拼接起来形成两层拼接层并且相邻层间的第三纤维布呈错位放置，这两层拼接层上下叠加后作为拼接体。
本实施例制备的车厢板的导热系数为0.027 W/m·K，压缩强度为5.3 Mpa。
实施例3
一种温度可调车厢板，结构与实施例1的区别在于：相邻泡沫块的拼接缝中设有丁苯橡胶块；所述第一面板层的厚度为2 mm，第二面板层的厚度为2 mm；所述夹心层的厚度为20 mm；对应地，制备方法与实施例1的区别在于：步骤（1）中，在制备泡沫块的同时制备橡胶块，橡胶块比泡沫块高5 mm；步骤（3）中，在相邻两泡沫块之间拼接一橡胶块，将泡沫块、橡胶块相互拼接起来形成拼接层，该拼接层直接作为拼接体。
本实施例制备的车厢板的导热系数为0.027 W/m·K，压缩强度为5.8 Mpa。
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