CN104328857A - 一种多孔轻质复合板 - Google Patents

Abstract

本发明中提及一种轻质复合板，包括端面封盖板I、支撑骨架II，两块端面封盖板I分别位于多孔轻质复合板的两端，中间拼插支撑骨架II，多孔轻质复合板中间填充聚合物材料；支撑骨架II由H型折板交错拼插而成；支撑骨架II和端面封盖板I之间通过拼插复合成一体化的复合结构；用金属折板交错拼插强化三明治夹层支撑结构。本发明的复合板，极大的降低了复合板的重量，不仅解决了在较大复合板冲击下的整块复合板的损毁或弯曲变形后替换问题，而且各复合板块间可相互组装拆卸。且可以随着施工的需要，移动到其它场地重复铺设，降低了成本，缩短了施工工期，复合结构可回收率大于95％，较实心结构减重20％以上，抗压强度提高50％以上。

Description

一种多孔轻质复合板

技术领域

本发明涉及一种引入金属板交错拼插复合技术而制成的能移动、高强度轻质减震的复合板，三明治结构内的填充物为多孔材料，使其既可移动再利用、抗震缓冲，也适于制作为墙、柱、板等，属于轻型工程材料领域范畴。

背景技术

1970年代至今，轻质复合材料由于其在高强度、轻质量间的优越平衡，一直受着国内外学者和工程人员的关注，一些代表性的三明治结构的轻质复合材料被成功应用到各工程领域。

美国多产研究有限责任公司的申请公布号CN102186666A的发明专利中提及一种可成型的轻质复合材料，该轻质复合材料的聚合物层中填充热塑性聚合物与金属纤维，该发明的复合材料可使用常规的冲压机器成型，也可通过电阻点焊焊接到其它的金属材料上。这种技术仍然难以避免复合材料的褶皱、凹陷等几何缺陷的问题，这有可能由于聚合物与金属纤维的拉伸比、屈服强度不同而造成。

日本株式会社神户制钢所的申请公布号CN102149541A的发明专利中提及了一种叠层板和复合成形体，该板由薄铝合金板层叠在单体的可成形性差的泡沫芯层树脂的两侧，使之成型后具有极好的形状稳定性。诚然，这种层叠在一定程度上增强了发泡特性的聚丙烯系树脂的形状稳定性，但是当规定形状经历冲击、压折等应力时，会使得原来平坦的形状的稳定性降低，材料的耐热温度也会发生变化，材料粘接强度也难以保证。

韩国株式会社晓星INNOTECH的授权公告号为CN2740704Y的实用新型专利中公开了一种用于建筑物内外墙的轻质复合板及其组合体，该复合板包含一块泡沫聚苯乙烯混合轻质混凝土，在其两侧粘接一对纤维素纤维水泥板，也可粘接石板、金属板或瓷砖，最外侧还可固定覆盖绝热材料，如玻璃纤维网。这种复合板具有重量轻、隔热隔音的效果，但是制造这种板材的铸模费用高、安装复杂，施工周期长。

现有技术中，工程材料大多采用实心结构、金属加强筋、增强纤维复合等技术满足工程材料的需求，但效果并不尽如人意，部分不能达到使用要求，特别是针对建筑工地等工期紧张的临用场合，其安装和拆除的工期和耗费巨大，实际使用时间短。

本发明中涉及的多孔轻质板，设计成三明治夹层结构，具有质量轻、刚度大、可移动、耐压减震等特性，在航空、汽车、船舶、建筑等多个工程领域有重要的应用。

发明内容

本发明为了克服传统工程材料的缺陷，提供一种新型多孔轻质板，具有三明治夹层结构，以进一步满足工程材料减重化、高强度的需求，并具有可移动、减震消声的独特功能，为其在除航空、汽车、船舶、建筑以外的更广阔工程领域推广应用创造条件。

针对现有技术的缺陷，本发明是这样实现的：

一种能移动、高强度多孔轻质复合板；包括端面封盖板I、支撑骨架II，两块端面封盖板I分别位于多孔轻质复合板的两端，中间拼插支撑骨架II，多孔轻质复合板中间填充聚合物材料；端面封盖板I为墙、柱、板等结构两端的槽型折板封盖；支撑骨架II由H型折板交错拼插而成；支撑骨架II和端面封盖板I之间通过拼插复合成一体化的高强度轻质复合结构，层间通过焊接、粘接、机械密封等方式结合。用金属折板交错拼插强化三明治夹层支撑结构，不仅可以提高其抗压抗折性能，优化抗震消声性能，而且在相同的荷载作用下，能够减轻板材重量，降低工程造价。

所述的端面封盖板I、支撑骨架II的材料为由抗压强度大于5MPa的金属或高聚物塑料，或两者的混合材料制成，端面盖板I设计成槽型折板形式的拼插结构，但不仅限于此，总厚度大于1毫米。

如图2所示，所述的端面封盖板I的槽型折板由两根垂直的侧板与一根水平放置的撑板连接组成槽形，侧板的一端与撑板的左右两端垂直相连，侧板的顶端向撑板侧开槽C1，槽深不超过侧板高。

如图4所示，所述的支撑骨架II折H型折板由左右各两根侧板及一根水平放置的撑板组成，左右两侧的侧板折板的折压方向按c→a→b→c→d→c→f→d折弯，撑板两侧的侧板上下两端各沿撑板X轴水平方向开槽C2，槽深不超过侧板的开槽端点到撑板与侧板交叉点的距离，撑板位于左右连接侧板的中间，撑板与侧板交叉点距侧板Y轴顶端和底端的距离相等，两者之和为侧板高。

所述的支撑骨架II采用1层以上，总层数不超过多孔轻质板的总层数减去2层数量的H型折板交错通过插槽拼插而成，折板厚度大于0.1毫米，折板表面可以压制波纹、花纹。单层H型折板厚0.1～100毫米，撑板3的长、宽均大于0.5毫米，但不超过整板长、宽；侧板4的长、宽均大于2毫米，但不超过整板长、宽；插槽位于侧板4上，深大于0.1毫米，但不超过侧板4的高度。

所述的支撑骨架II的插槽呈梯型、三角型、三角锥型、梯型、长方型、多边型的一种或几种的组合结构，但不仅限于此。

所述折支撑骨架层II的折板可以不打孔，也可以打孔，开孔率为0.1～90％，单版块折板厚度不超过支撑骨架II总厚度。

所述的拼插后的折板间充填的轻质多孔填充材料属于高分子弹性材料。所述的高分子弹性材料包括聚氨酯泡沫体、聚氯乙烯、聚酯，或其中一种或几种高分子弹性材料和金属、高分子记忆合金、砂石等的混合物，孔隙率大于15％，闭孔率小于80％。

所述的支撑骨架II的各层折板间采用胶粘、机械密封方法复合。

各块轻质复合板以不小于10×10毫米的版块之间通过连接框或彼此拼插组装成更大的大于1×1毫米版块的大张复合板,可随时撤离复合板制成的墙、柱、板等，移动到其它场合重复使用。

本发明中提及一种多孔轻质复合板，采用三明治夹层结构制造，表面的负载冲击波被均匀的分给了折板拼插的格子结构，这种连续的格子骨架结构降低了复合路面的损害程度，提高了强度和能量的吸收，保证了表面功能面层的平整度，同时三明治夹层结构可以得到优秀的排水、排气、减震消声效果；支撑骨架与端面封盖板各层内聚合物填充材料的充入加强了骨架的能量吸收缓冲效果，更好的承载了面层的冲击，也解决了温度和收缩形变可能引起的变形问题。各复合板块采用连接框固定拼接，不仅解决了在较大复合板冲击下的整块复合路面的损毁或弯曲变形后替换问题，而且各复合板块间可相互组装拆卸。本发明的具有三明治夹层结构层的复合板，极大的降低了复合板的重量，且可以随着施工的需要，移动到其它场地重复铺设，降低了成本，缩短了施工工期，复合结构可回收率大于95％，较实心结构减重20％以上，抗压强度提高50％以上。

本发明基于多孔轻质复合板的设计，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案和所有基于本发明的精髓加以修改的设计也应属于本发明的范畴。

附图说明

图1是本发明中所述的多孔轻质复合板的平面图；

图2是本发明中所述的多孔轻质复合板端面封盖板I的槽型折板主视图；

图3是本发明中所述的多孔轻质复合板端面封盖板I的三维立体图；

图4是本发明中所述的多孔轻质复合板支撑骨架II的H型折板主视图；

图5是本发明中所述的多孔轻质复合板支撑骨架II的三维立体图；

图6是本发明中实施例一提及的多孔轻质复合板装配图；

图7是本发明中实施例一提及的多孔轻质复合板的3D细节图；

其中：I、端面封盖板，II、支撑骨架，C1、端面封盖板插槽，C2、支撑骨架插槽，1、端面封盖板侧板；2、端面封盖撑板；3、支撑骨架撑板；4、支撑骨架侧板。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明：如图1所示，多孔轻质复合板包括端面封盖板I、支撑骨架II，瓦楞内充满轻质填充材料。多层H型折板间、上下端盖封板与支撑骨架间采用粘接或焊接复合成一体化的三明治夹层多孔结构的轻质复合路面。

端面封盖板I撑板2宽大于0.1毫米，端面封盖板I的侧板1上有插槽，槽深大于0.1毫米，不超过侧板1高。

如图3所示，支撑骨架II撑板3宽大于0.1毫米，支撑骨架侧板4上有插槽，槽深大于0.1毫米，不超过支撑骨架侧板4高。

如图2所示，所述的端面盖板I设计成槽型拼插结构，材料由抗压强度为9.6Mpa的金属或高分子塑料，或两者的混合材料制成。

支撑骨架II的总厚度大于10毫米，形式如图5所示，采用不低于1层折板压折成H型、交错拼插而成，单层折板的板厚0.1‐100毫米，且折板内充填高分子聚合物。折板表面材料包括不锈钢、合金钢、碳钢、高强度低合金热扎钢、冷扎钢、聚乙烯等，但不仅限于此，表面可以不打孔，也可以打孔，打孔率为0.1‐90％，特征孔径为0.1‐100毫米，孔型为圆形、长圆形、椭圆形、星形、多边形，优选长圆形孔，但不仅限于此。

本发明中提及的折板表面可呈光面、波纹状、花纹式凹凸状。

本发明中提及的轻质多孔填充材料属于塑料、橡胶、纤维中的一种或几种的混合物，涉及环氧树脂、聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶，优选聚氨酯类聚合物，孔隙率大于15％，闭孔率小于80％。

实施例一：

本发明的单板块轻质复合板规格为宽4米，长4米，多孔轻质板的总厚85毫米，设计成如图6所示的316L不锈钢板结构，板厚1.5毫米，端面封盖板的撑板宽度均为40毫米，端面封盖板侧板高40毫米；插槽呈长方型，槽宽2毫米，上下两端槽底端均距撑板10毫米；该地面的支撑骨架采用两层H型折板交错搭筑，支撑骨架的撑板宽度为40毫米，支撑骨架的侧板高40毫米；插槽呈长方型，槽宽3.5毫米，上下两端开槽端均距撑板垂直距离20毫米；两端的端面封盖板采用316L不锈钢波纹板，三明治夹层格子内部填充物的孔隙率为76％，闭孔率为45％，混合体积比为85％高弹聚氨酯泡沫共混3.5％NI‐TI合金颗粒的交联聚乙烯形状记忆材料、11.5％特征直径小于0.2毫米的石英砂，通过拼插结构将模块化的轻质复合路面2*2的2*2米的版块彼此联接。经过液压万能实验机WE‐300B型测试，以该种方式制备的轻质复合板每平米可承受的抗压强度为60吨，抗折强度3Mpa，单版块多孔轻质板拆除时间为5秒。与密度是2500kg/m3的同体积的普通混凝板相比，多孔轻质板减重率为25％，回收率为95％。

实施例二：

本发明的轻质复合板规格为宽0.5米，长0.5米，拼筑成总高2300毫米的轻质复合柱，采用抗压强度为10Mpa热轧钢板，板厚2毫米，支撑骨架折成H型折板，撑板3宽20毫米，撑板位于侧板的中央，侧板4高30毫米；插槽呈长方型，槽宽5毫米，上下两端槽底端距撑板的垂直距离为10毫米，采用76层H型折板交错搭筑，两端的端面封盖板采用316L不锈钢波纹板，其中撑板2宽20毫米，槽型折板侧板1高20毫米；插槽呈倒长方型，槽宽4毫米，三明治夹层格子内部填充物采用体积比75.5％环氧树脂、5％交联聚乙烯形状记忆材料、29.5％特征直径小于5毫米的大理石颗粒的混合物填充，孔隙率为62.5％，闭孔率为21％，通过拼插结构将模块化的多孔轻质柱1*1的0.5*0.5米版块彼此联接。经过液压万能实验机WE‐300B型测试，以该种方式制备的轻质复合板每平米可承受的抗压强度为31吨，抗折强度2.3Mpa，单根轻质复合板插装的柱子拆除时间为90秒。与密度是2500kg/m3的同体积的普通混凝土柱子相比，轻质复合路面减重率为23％，回收率为95％。

实施例三：

本发明的单板块轻质复合板规格为宽1米，长1米，多孔轻质板的总厚60毫米，设计成如图6所示的316L不锈钢板结构，板厚0.4毫米，端面封盖板的撑板宽度均为20毫米，端面封盖板侧板高20毫米；插槽呈长方型，槽宽1毫米，上下两端槽底端均距撑板10毫米；该地面的支撑骨架采用三层H型折板交错搭筑，支撑骨架的撑板宽度为20毫米，撑板位于侧板的中央，支撑骨架的侧板高20毫米；插槽呈长方型，槽宽2毫米，上下两端开槽端均距撑板垂直距离10毫米；两端的端面封盖板采用316L不锈钢波纹孔板，开圆孔，开孔率为20％，特征孔径为5毫米，三明治夹层格子内部填充物采用聚氨酯泡沫，泡沫孔隙率为20％，闭孔率为8％，通过拼插结构将模块化的轻质复合路面4*4的260*260毫米的版块彼此联接。经过液压万能实验机WE‐300B型测试，以该种方式制备的轻质复合板每平米可承受的抗压强度为12吨，抗折强度1.3Mpa，单版块多孔轻质板拆除时间为5秒。与密度是2500kg/m3的同体积的普通混凝板相比，多孔轻质板减重率为25％，回收率为95％。

Claims (11)

1.一种轻质复合板，包括端面封盖板I、支撑骨架II，两块端面封盖板I分别位于多孔轻质复合板的两端，中间拼插支撑骨架II，多孔轻质复合板中间填充聚合物材料；支撑骨架II由H型折板交错拼插而成；支撑骨架II和端面封盖板I之间通过拼插复合成一体化的复合结构；用金属折板交错拼插强化三明治夹层支撑结构。 

2.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的端面盖板的材料为由抗压强度大于5Mpa的金属或高聚物塑料，或两者的混合材料制成，端面封盖板设计成槽型折板的拼插结构，总厚度大于1毫米。 

3.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的端面盖板的槽型折板由一根撑板和左右两侧的侧板构成槽形，侧板上开有插槽。 

4.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的端面盖板采用平板、波纹板、花纹凹凸板，表面为平板、孔板，孔板的打孔率为0.1～90％。 

5.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的支撑骨架总厚度大于0.1毫米，总层数不超过轻质板总层数减去2层数量的折板交错通过插槽拼插而成，以0°～180°交错通过撑板两侧的侧板上的双向插槽拼插而成，撑板位于侧板的中央,撑板两侧的侧板包括Y轴上半侧侧板、Y轴侧板、Y轴下半侧侧板，共同构成H型折板形式。 

6.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的支撑骨架单层金属折板折板表面压制波纹、花纹，厚0.1～100毫米，撑板长、宽均大于0.5毫米，但不超过整板长、宽，侧板长、宽均大于2毫米，但不超过整板长、宽，插槽深大于0.1毫米，但不超过侧板4的高度。 

7.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的支撑骨架的插槽呈梯型、三角型、三角锥型、梯型、长方型、多边型的一种或几种的组合结构。 

8.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的支撑骨架的H型折板为平板、孔板，孔板的开孔率为0～90％，特征孔径为0.1～100毫米，孔型为圆形、长圆形、椭圆形、星形、多边形，优选长圆形孔，单版块H型折板厚度不超过支撑骨架总厚度。 

9.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的拼插后的折板间充填轻质填充材料，所述的轻质填充材料属于塑料、橡胶、纤维中的一种或几种的混合物，涉及环氧树脂、聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶，优选聚氨酯类聚合物。 

10.如权利要求1所述的复合板，其特征是所述的支撑骨架各层H型折板间采用胶粘、机械密封的方法复合。 

11.如权利要求1所述的复合板，其特征是各块轻质复合板各版块之间通过连接框或彼 此拼插组装成1×1～10×10毫米的复合板。