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CN109514947A - 方舱舱板及其制备方法 - Google Patents

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CN109514947A CN201811557675.0A CN201811557675A CN109514947A CN 109514947 A CN109514947 A CN 109514947A CN 201811557675 A CN201811557675 A CN 201811557675A CN 109514947 A CN109514947 A CN 109514947A
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Abstract

一种方舱舱板及其制备方法，涉及舱板结构领域。本发明提供的方舱舱板包括外蒙皮、发泡蜂窝层、内蒙皮和腻子层；其中，外蒙皮和内蒙皮分别位于发泡蜂窝层的两侧，发泡蜂窝层和腻子层具有吸波能力，外蒙皮具有透波能力，内蒙皮具有电磁屏蔽能力，腻子层用于与外蒙皮和内蒙皮配合密闭发泡蜂窝层。本发明提供的方舱舱板具有轻质和保温、隔热、吸波、电磁屏蔽性能强的优点。此外本发明还涉及上述方舱舱板的制备方法。

Description

方舱舱板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种舱板结构领域，且特别涉及一种方舱舱板及其制备方法。
背景技术
车载方舱是装载专用设备和人员并提供所需要的工作条件和环境防护的可移动厢体，其一般由夹芯板组装成型得到，车载方舱被广泛的应用于通信、医疗、后勤保障等领域。
近年来，随着新型复合材料的出现，轻量化车载方舱应运而生，目前结构轻量化是车载方舱产品的一个重要发展方向，轻质化的复合材料舱体不仅具有质轻的优点，而且通过优化结构设计等措施，使得方舱还具有强度高、耐腐蚀、防盐雾等特点，但是目前现有的传统铝蒙皮夹芯大板式结构金属方舱不仅重量大，而且对湿热环境的适应性差，难以满足使用的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方舱舱板，其具有轻质和保温、隔热、吸波、电磁屏蔽性能强的优点。
本发明的另一目的在于提供一种方舱舱板的制备方法，其具有工艺简单、操作方便、适合大规模生产制备的优点。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种方舱舱板，其包括：
发泡蜂窝层，其具有吸波能力；
外蒙皮，其设于发泡蜂窝层的一侧且具有透波能力；
内蒙皮，其设于发泡蜂窝层的一侧且与外蒙皮相背布置，内蒙皮具有电磁屏蔽能力；
腻子层，其具有吸波能力，腻子层用于与外蒙皮和内蒙皮配合密闭发泡蜂窝层。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述发泡蜂窝层为发泡芳纶蜂窝芯；优选的，发泡蜂窝层的厚度为18mm～48mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述外蒙皮为树脂基玻璃纤维复合板；优选的，外蒙皮的厚度为0.5mm～3mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述内蒙皮为铝合金板；优选的，内蒙皮的厚度为0.8mm～3mm，内蒙皮在150KHz～10GHz的频段范围内，屏蔽效能在40dB以上。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述发泡蜂窝层和内蒙皮之间还设有碳纤维加强筋。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述碳纤维加强筋的抗拉强度在3500MPa以上，剪切强度在110MPa以上。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述方舱舱板的传热系数≤2.0W/(m2·℃)，方舱舱板的垂直入射平板反射率R4GHz～30GHz≤-10dB。
本发明还提供了一种方舱舱板的制备方法，其包括以下步骤：
将具有透波能力的外蒙皮、具有吸波能力的发泡蜂窝层、具有电磁屏蔽能力的内蒙皮依次铺设布置，随后使用模压或袋压成型，得到坯料；
将坯料裁切后使用具有吸波能力的腻子封闭边缘。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述铺设发泡蜂窝层之前，将发泡蜂窝层临近内蒙皮的一侧铣出凹槽，并在凹槽内铺设碳纤维。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述具有吸波能力的发泡蜂窝层是在芳纶纸蜂窝芯上包裹吸波涂料后烘干、发泡制备得到。
本发明实施例的方舱舱板及其制备方法的有益效果是：本发明实施例提供的方舱舱板包括外蒙皮、发泡蜂窝层、内蒙皮和腻子层；其中，外蒙皮和内蒙皮分别位于发泡蜂窝层的两侧，发泡蜂窝层和腻子层具有吸波能力，外蒙皮具有透波能力，内蒙皮具有电磁屏蔽能力，腻子层用于与外蒙皮和内蒙皮配合密闭发泡蜂窝层。本发明提供的方舱舱板具有轻质和保温、隔热、吸波、电磁屏蔽性能强的优点。此外本发明还涉及上述方舱舱板的制备方法，其具有工艺简单、操作方便、适合大规模生产制备的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的方舱舱板的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的方舱舱板的剖视图；
图3为本发明实施例2提供的方舱舱板的结构示意图；
图4为本发明实施例2提供的方舱舱板的剖视图。
图中：100-发泡蜂窝层；110-外蒙皮；120-内蒙皮；130-腻子层；140-碳纤维加强筋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的方舱舱板及其制备方法进行具体说明。
本申请实施例提供了一种方舱舱板，该方舱舱板的传热系数≤2.0W/(m2·℃)，方舱舱板的垂直入射平板反射率R4GHz～30GHz≤-10dB，该方舱舱板包括：
发泡蜂窝层100，其具有吸波能力；优选的，发泡蜂窝层100为发泡芳纶蜂窝芯；更优选的，发泡蜂窝层100的厚度为18mm～48mm。
外蒙皮110，其设于发泡蜂窝层100的一侧且具有透波能力；优选的，外蒙皮110为树脂基玻璃纤维复合板；更优选的，外蒙皮110的厚度为0.5mm～3mm。
内蒙皮120，其设于发泡蜂窝层100的一侧且与外蒙皮110相背布置，内蒙皮120具有电磁屏蔽能力；优选的，内蒙皮120为铝合金板；更优选的，内蒙皮120的厚度为0.8mm～3mm，内蒙皮120在150KHz～10GHz的频段范围内，屏蔽效能在40dB以上。
腻子层130，其具有吸波能力，腻子层用于与外蒙皮110和内蒙皮120配合密闭发泡蜂窝层100。
本申请实施例提供的方舱舱板采用具有吸波能力的发泡蜂窝层100作为中间夹层，并利用具有透波能力的外蒙皮110和具有电磁屏蔽能力的内蒙皮120贴覆于发泡蜂窝层100的两侧，最后使用具有吸波能力的腻子层130配合外蒙皮110和内蒙皮120密闭发泡蜂窝层100，使制备得到的方舱舱板具有轻质和保温、隔热、吸波、电磁屏蔽性能强的优点，其中方舱舱板通过作为中间夹层的发泡蜂窝层100和外蒙皮110配合，以对投射到方舱舱板表面的电磁波能量进行吸收，并通过发泡蜂窝层100另一侧的内蒙皮120的电磁屏蔽能力以避免电磁波对方舱舱板内部的电子元器件造成干扰，同时采用腻子层130对发泡蜂窝层100的端面进行覆盖，利用腻子层130和外蒙皮110、内蒙皮120配合包裹发泡蜂窝层100，以便于充分的提高方舱舱板的保温、隔热、吸波、电磁屏蔽性能。
在本申请实施例的一种优选的方案中，发泡蜂窝层100和内蒙皮120之间还设有碳纤维加强筋140；优选的，碳纤维加强筋140的抗拉强度在3500MPa以上，剪切强度在110MPa以上；更优选的，碳纤维加强筋140为十字形。本申请实施例提供的方舱舱板通过在发泡蜂窝层100和内蒙皮120之间设置碳纤维加强筋140，能够有效的提高方舱舱板的结构强度，保证方舱舱板在质量较轻的情况下也能具有优异的结构强度。
本申请实施例还提供了一种方舱舱板的制备方法，其包括以下步骤：
将具有透波能力的外蒙皮110、具有吸波能力的发泡蜂窝层100、具有电磁屏蔽能力的内蒙皮120依次铺设布置，随后使用模压或袋压成型，得到坯料；优选的，具有吸波能力的发泡蜂窝层100是在芳纶纸蜂窝芯上包裹吸波涂料后烘干、发泡制备得到；更优选的，吸波涂料选自于铁氧体、陶瓷、导电聚合物、金属微粉、纳米材料中的一种；其中，铁氧体选自于氧化镍铁氧体、氧化锌铁氧体、氧化锰铁氧体；陶瓷可选用碳化硅陶瓷材料；导电聚合物选自于聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩；金属微粉可选用羰基铁粉；纳米材料选自于碳化硅纳米材料、氮化硅纳米材料；进一步优选的，发泡是采用聚氨酯发泡材料进行发泡处理；更进一步优选的，铺设发泡蜂窝层100之前，将发泡蜂窝层100临近内蒙皮120的一侧铣出凹槽，并在凹槽内铺设碳纤维。
将坯料裁切后使用具有吸波能力的腻子封闭边缘。
本申请实施例提供的方舱舱板的制备方法使用袋压或模压工艺，将依次铺设的具有透波能力的外蒙皮110、具有吸波能力的发泡蜂窝层100、具有电磁屏蔽能力的内蒙皮120压制成型，使制备得到的方舱舱壁具有自加强的特点，同时在发泡蜂窝层100中预埋碳纤维加强筋140结构以作为骨架，从而有效的提高了方舱舱板的结构强度，该方舱舱板可以直接拼舱，不需要额外的钢制骨架，对比传统的大板骨架方舱结构可以减重30％～50％；其中，具有吸波能力的腻子主要由质量百分比为7-73％的树脂(例如环氧树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂中的至少一种)和9-63％的吸波材料(例如铁氧体、羰基铁、铁硅铝、铁硅铬和铁镍钼中的至少一种)两部分组成，此外还包括质量百分比为1-12％的固化剂(酚醛胺、芳香胺、聚醚胺、脂肪胺、聚酰胺中的至少一种)和4-26％的溶剂(碳酸二甲酯)。根据使用环境、施工工况等确定吸波腻子的树脂体系，根据电性能要求确定吸波材料的种类。本发明中，可以通过对不同种类吸波材料的选择，调节吸波材料在各个波长下的介电和磁导率，实现在4～18GHz内对雷达波的高效吸收。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种方舱舱板，其包括依次布置的内蒙皮120、发泡蜂窝层100和外蒙皮110，发泡蜂窝层100的端面还具有腻子层130，腻子层130与外蒙皮110和内蒙皮120配合密闭发泡蜂窝层100。其中，发泡蜂窝层100为发泡芳纶蜂窝芯，厚度为30mm；外蒙皮110为树脂基玻璃纤维复合板，厚度为2mm；内蒙皮120为5052-H26型铝合金板，厚度为2mm，内蒙皮120在150KHz～10GHz的频率范围内，衰减量达54dB。腻子层130是由吸波涂料固化得到，吸波材料由以下质量百分比的原料制备得到：60％的环氧树脂、15％的碳酸二甲酯、15％的铁氧体、10％的二氨基二苯甲烷。
本申请实施例还提供了上述方舱舱板的制备方法，其具体包括以下步骤：
在工具台上铺层玻璃纤维预浸料，使用模压工艺制成具有透波能力的外蒙皮110；
在芳纶纸蜂窝芯上使用浸渍的工艺包覆雷达吸波涂料，烘干后使用发泡工艺在芳纶纸蜂窝芯的孔洞中发泡，制备得到发泡蜂窝层100；
将外蒙皮110、发泡蜂窝层100、铝合金板依次铺设布置于工作台上，随后使用模压成型，得到坯料；
将坯料裁切后使用具有吸波能力的腻子封闭四周边缘，待腻子层130固化后打磨平整即得。
对上述实施例1制备得到的方舱舱板进行性能检测，其传热系数为1.44W/(m2·℃)，该方舱舱板的垂直入射平板反射率R4GHz～30GHz平均值为-10.82dB。
实施例2
如图3和图4所示，本申请实施例提供了一种方舱舱板，其包括依次布置的内蒙皮120、发泡蜂窝层100和外蒙皮110，发泡蜂窝层100的端面还具有腻子层130，腻子层130与外蒙皮110和内蒙皮120配合密闭发泡蜂窝层100，发泡蜂窝层100和内蒙皮120之间还设有碳纤维加强筋140，碳纤维加强筋140的抗拉强度在3500MPa以上，剪切强度在110MPa以上。其中，发泡蜂窝层100为发泡芳纶蜂窝芯，厚度为40mm；外蒙皮110为树脂基玻璃纤维复合板，厚度为3mm；内蒙皮120为5052-H26型铝合金板，厚度为3mm，内蒙皮120在150KHz～10GHz的频率范围内，衰减量达65dB。腻子层130是由吸波涂料固化得到，吸波材料由以下质量百分比的原料制备得到：55％的聚脲树脂、18％的碳酸二甲酯、18％的羰基铁、9％的二氨基二苯甲烷。
本申请实施例还提供了上述方舱舱板的制备方法，其具体包括以下步骤：
在工具台上铺层石英预浸料，使用袋压工艺制成具有透波能力的外蒙皮110；
在芳纶纸蜂窝芯上使用浸渍的工艺包覆雷达吸波涂料，烘干后使用发泡工艺在芳纶纸蜂窝芯的孔洞中发泡，制备得到发泡蜂窝层100；
将发泡蜂窝层100临近内蒙皮120的一侧铣出凹槽，并在凹槽内铺设碳纤维；
将具有透波能力的外蒙皮110、具有吸波能力的发泡蜂窝层100、铝合金板依次铺设布置于工作台上，使发泡蜂窝层100具有碳纤维的一侧临近内蒙皮120布置，随后使用袋压成型，得到坯料；
将坯料裁切后使用具有吸波能力的腻子封闭四周边缘，待腻子层130固化后打磨平整即得。
对上述实施例2制备得到的方舱舱板进行性能检测，其传热系数为0.65W/(m2·℃)，该方舱舱板的垂直入射平板反射率R4GHz～30GHz为平均值为-14.74dB。
综上所述，本申请实施例提供的方舱舱板具有轻质和保温、隔热、吸收电磁波、电磁屏蔽性能强的优点。此外本申请还涉及上述方舱舱板的制备方法，其具有工艺简单、操作方便、适合大规模生产和制备的优点。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种方舱舱板，其特征在于，其包括：
发泡蜂窝层，其具有吸波能力；
外蒙皮，其设于所述发泡蜂窝层的一侧且具有透波能力；
内蒙皮，其设于所述发泡蜂窝层的一侧且与所述外蒙皮相背布置，所述内蒙皮具有电磁屏蔽能力；
腻子层，其具有吸波能力，所述腻子层用于与所述外蒙皮和所述内蒙皮配合密闭所述发泡蜂窝层。
2.根据权利要求1所述的方舱舱板，其特征在于，所述发泡蜂窝层为发泡芳纶蜂窝芯；优选的，所述发泡蜂窝层的厚度为18mm～48mm。
3.根据权利要求1所述的方舱舱板，其特征在于，所述外蒙皮为树脂基玻璃纤维复合板；优选的，所述外蒙皮的厚度为0.5mm～3mm。
4.根据权利要求1所述的方舱舱板，其特征在于，所述内蒙皮为铝合金板；优选的，所述内蒙皮的厚度为0.8mm～3mm，所述内蒙皮在10KHz～150GHz的频段范围内，屏蔽效能在40dB以上。
5.根据权利要求1所述的方舱舱板，其特征在于，所述发泡蜂窝层和所述内蒙皮之间还设有碳纤维加强筋。
6.根据权利要求5所述的方舱舱板，其特征在于，所述碳纤维加强筋的抗拉强度在3500MPa以上，剪切强度在110MPa以上。
7.根据权利要求1所述的方舱舱板，其特征在于，所述方舱舱板的传热系数≤2.0W/(m2·℃)，所述方舱舱板的垂直入射平板反射率R4GHz～30GHz≤-10dB。
8.一种方舱舱板的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将具有透波能力的外蒙皮、具有吸波能力的发泡蜂窝层、具有电磁屏蔽能力的内蒙皮依次铺设布置，随后使用模压或袋压成型，得到坯料；
将所述坯料裁切后使用具有吸波能力的腻子封闭边缘。
9.根据权利要求8所述的方舱舱板的制备方法，其特征在于，铺设所述发泡蜂窝层之前，将所述发泡蜂窝层临近所述内蒙皮的一侧铣出凹槽，并在所述凹槽内铺设碳纤维。
10.根据权利要求8所述的方舱舱板的制备方法，其特征在于，所述具有吸波能力的发泡蜂窝层是在芳纶纸蜂窝芯上包裹吸波涂料后烘干、发泡制备得到。
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