CN110104006A - 一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，其公开了一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，包括作为中顶板主体且具有弧形面的麻纤维复合中顶板、用于对所述麻纤维复合中顶板进行加固的金属加强筋，所述麻纤维复合中顶板包括依次叠合连接的正面层、中间层和背面层，所述中间层为由麻纤维和丙纶纤维的混合纤维制成的麻纤维毡层，所述正面层和背面层均为无纺布层，所述金属加强筋与所述麻纤维复合中顶板的背面层相连接；所述麻纤维复合中顶板的侧边设置有用于相邻两个所述麻纤维复合中顶板相互对接的台阶。本发明实现了高速列车中顶板的轻量化、并进一步提高了中顶板的环保性能。

Description

一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法。
背景技术
目前，高速轨道交通列车用的中顶板等内饰板组件是采用玻璃钢制作，为了保证其玻璃钢中顶板的强度，通常在玻璃钢材料的中顶板背面连接有金属加强筋，并通过螺栓或螺钉进行固定。
上述采用玻璃钢基材制造的中顶板存在以下问题：
一是环保性差。玻璃钢是由不饱和树脂与过氧化甲乙酮反应而成，反应期间会产生大量对人体有害的醛酮类气体，并且玻璃纤维断裂而成的碎屑，进入人体后无法被分解，会对人体健康产生危害；而且，玻璃钢材料本身无法降解，终将成为破坏环境的废弃物。
二是轻量化效果差。玻璃钢材料密度＞1.5g/cm3。其中，手糊玻璃钢的密度为1.5-1.7g/cm3，模压玻璃钢的密度为2.0g/cm3。因此采用玻璃钢基材制造的中顶板其重量相对较重，从而增大了列车的整体重量，这种列车整体重量的增加又会导致列车在高速运行下的能耗。经统计，一列带有16节车厢的高速列车，其内饰板组件(包括中顶板、侧顶板、侧墙板、塞拉门罩板)中的模压玻璃钢总重量超过17吨(其中，中顶板总重量3424KG，侧顶板总重量10960KG，侧墙板总重量880KG，塞拉门罩板总重量2000KG)。而高速列车在不同速度下每增加牵引1吨质量需要额外消耗的电量数据如下：时速达到200公里时每小时增加耗电5kW，时速达到300公里时每小时增加耗电10kW，时速达到350公里时每小时增加耗电17kW。因此，一列高速列车中其内饰板组件的玻璃钢重量每小时需要增加耗费的电力最大可达到17吨×17kW＝289kW。如能够将高速列车上内饰板组件的总重量降低一半，将能够节省大量的能源。
据此，有必要研究开发出一种轻量化的、更加环保的轨道交通列车用的中顶板。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，旨在实现高速列车中顶板的轻量化、并进一步提高中顶板的环保性能。具体的技术方案如下：
一种轻量环保型高速列车中顶板，包括作为中顶板主体且具有弧形面的麻纤维复合中顶板、用于对所述麻纤维复合中顶板进行加固的金属加强筋，所述麻纤维复合中顶板包括依次叠合连接的正面层、中间层和背面层，所述中间层为由麻纤维和丙纶纤维的混合纤维制成的麻纤维毡层，所述正面层和背面层均为无纺布层，所述金属加强筋与所述麻纤维复合中顶板的背面层相连接；所述麻纤维复合中顶板的侧边设置有用于相邻两个所述麻纤维复合中顶板相互对接的台阶。
本发明中的麻纤维复合中顶板其密度为0.8g/cm3，相比密度为2g/cm3模压玻璃钢，其重量下降一半以上。
上述技术方案中，作为中顶板主体部分采用麻纤维复合中顶板，同时在麻纤维复合中顶板的背面连接有金属加强筋，金属加强筋可以采用铝合金，利用麻纤维复合中顶板中的丙纶纤维在热压时的渗透特性和粘结特性，可以使得麻纤维复合中顶板与金属加强筋牢固结合，且克服了传统玻璃钢制作的中顶板与金属加强筋之间因制造误差导致接触不良的弊端，其一方面实现了中顶板的轻量化，另一方面又使中顶板的整体强度得到提高，且所采用的麻纤维复合中顶板在制作过程中不使用胶水，其内部的麻纤维和丙纶纤维也不会产生有害气体，相比玻璃钢制作的中顶板更加环保。
本发明中，所述台阶位于所述麻纤维复合中顶板正面的侧边设置，或者所述台阶位于所述麻纤维复合中顶板背面的侧边设置。
为了实现相邻两个麻纤维复合中顶板的对接，设置其中的一个麻纤维复合中顶板侧边的台阶位于正面，设置另一个麻纤维复合中顶板侧边的台阶位于背面。
本发明中，所述台阶为麻纤维复合中顶板在模压成形时一起压制出的模压台阶。
上述相邻两个麻纤维复合中顶板连接用的台阶采用模压台阶，具有尺寸一致性好、对接精度高的优势。
作为进一步的改进，所述金属加强筋与所述麻纤维复合中顶板之间设置有连接固定用的螺钉或倒刺。
上述螺钉或倒刺也可以同时设置。
上述金属加强筋与麻纤维复合中顶板之间螺钉或倒刺的设置，进一步增强了麻纤维复合中顶板与金属加强筋的结合强度。
作为金属加强筋上倒刺连接结构的优选方案之一，所述倒刺与所述金属加强筋的连接结构为：所述金属加强筋上设置有倒刺连接孔，所述倒刺的根部插入连接于所述倒刺连接孔中并采用点焊进行固定。
作为金属加强筋上倒刺结构连接的优选方案之二，所述倒刺的根部焊接连接在所述金属加强筋的筋板面上。
上述倒刺的尖刺部是在麻纤维复合中顶板进行模压成形时刺入麻纤维复合中顶板内的。
优选的，所述金属加强筋为铝合金加强筋，且所述金属加强筋的筋板面与所述麻纤维复合中顶板的背面垂直设置，所述金属加强筋的筋板面上分布有若干数量的减重孔。
上述铝合金加强筋可以采用铝合金型材进行二次加工而制成。
上述通过金属加强筋的筋板面与麻纤维复合中顶板的垂直设置，同时在筋板面上设置减重孔，相比传统属加强筋的筋板面直接靠平中顶板背面的连接方式，其一方面提高了麻纤维复合中顶板的抗弯曲强度，另一方面又降低了金属加强筋的重量，从而进一步提高了列车轻量化的效果。
本发明中，所述无纺布层为丙纶无纺布层。
一种轻量环保型高速列车中顶板的制备方法，包括如下步骤：
第一步、预制麻纤维复合板材；
第二步、预制金属加强筋；
第三步、使用成型压模，将金属加强筋定位到成型压模中，并与成型压模同时进行预热；其中，在所述成型压模上位于麻纤维复合中顶板的背面的成型面上开挖有定位槽，所述金属加强筋通过间隙配合镶嵌在所述的定位槽中；其中，所述成型压模上设置有用于压制出所述麻纤维复合中顶板侧边对接用台阶的凸台；
第四步、将麻纤维复合板材进行加热软化，然后放入成型压模中，通过成型压模将所述金属加强筋、麻纤维复合板材一起压制成轻量环保型高速列车中顶板；其中，所述麻纤维复合板材的厚度为3mm，所述加热软化的温度为230～250℃、加热软化时间为290～310秒、模压时间为40～50秒。
根据需要，可以在麻纤维复合中顶板上打出螺钉孔，并采用螺钉对所述金属加强筋与麻纤维复合中顶板之间的连接进行加固。
其中，所述预制麻纤维复合板材工序中，包括如下工艺步骤：
步骤1、纤维预处理：采用开包机及粗开松机，对丙纶纤维、麻纤维进行松散处理；
步骤2、计量配比：将所述丙纶纤维、麻纤维进行称重，并按照重量比1:1进行配比；
步骤3、混料除杂：将步骤2中的丙纶纤维、麻纤维混合并除杂处理；
步骤4、梳理：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳成网处理；
步骤5、铺网：采用铺网机，将精梳后的混合纤维网以交叉叠层铺网方式铺成多层纤网；所述交叉叠层铺网方式为相邻两层的混合纤维网按照所述混合纤维网中的纤维方向相互交叉的方式进行叠层；
步骤6、针剌成毡：采用具有上下对刺功能的针刺机，对多层纤网进行双面高频上下同步针刺，使得多层纤网结合在一起，形成网状结构的麻纤维毡；
步骤7、热压制板成型：在麻纤维毡的两面铺上无纺布，采用压机进行热压、持续保温，然后快速降温冷却至设定温度，制成麻纤维复合板材；其中，所述无纺布采用丙纶无纺布；
步骤8、制品检验：对预制成型的麻纤维复合板材进行检验。
作为进一步的改进，所述步骤6的针剌成毡工序与步骤7的热压制板成型工序之间还设置有如下工艺步骤：
步骤6A、真空脱异味处理：将针刺成毡后的麻纤维毡输送到真空脱异味机中，除去异味。
优选的，所述真空脱异味机包括用于放置所述麻纤维毡的密闭容器，所述密闭容器上分别设置有热风循环装置、抽真空装置和压缩空气充气口，且所述有热风循环装置和抽真空装置交替运行以实现麻纤维毡的去异味处理；其中，所述热风循环装置包括加热器和循环风机，且所述加热器和循环风机通过管路串接在所述密闭容器的两端。
真空脱异味机使用时，先通过压缩空气充气口在密闭容器内充入压缩空气，并启动热风循环装置对麻纤维毡进行热风循环加热，加热完成后启动抽真空装置进行抽真空，经过多次的热风循环与抽真空的交替作业，实现麻纤维毡的去异味处理。
上述真空脱异味处理中，采用热风循环与抽真空的交替作业，且热风循环是采用压缩空气的高压热风循环，由此提高了去异味处理的效果，从而进一步提高了高速列车中顶板的环保性能。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤5的铺网工序中，其多层纤网中的每层纤网为15-30g/m2的薄层；所述步骤7的热压制板成型工序中，其热压温度为225～245℃，持续保压时间为380～420秒，设定的冷却温度为20～30℃。
采用上述制备方法得到的麻纤维复合中顶板，其密度为0.8g/cm3左右。同时，通过改变或调整铺网速度、冷却板材的厚度等措施，其麻纤维复合中顶板的密度可以在0.8～1.0g/cm3范围内可调。相对于密度2.0g/cm3模压玻璃钢材料的中顶板，其轻量化效果有了较大幅度提高。
为了实现麻纤维复合中顶板与金属加强筋的一体化成型，在所述成型压模上位于麻纤维复合中顶板的背面的成型面上开挖有定位槽，所述金属加强筋通过间隙配合镶嵌在所述的定位槽中。
上述成型压模上用于镶嵌金属加强筋的定位槽的设置，可以使得金属加强筋装入到成型压模内后，其金属加强筋上与所述麻纤维复合中顶板的背面接触的一面与成型压模上的成型面一起连接成一个整体成型面，从而实现了麻纤维复合中顶板与金属加强筋的一体化连接，相比单一的螺钉连接其连接的均匀性好，由此提高了麻纤维复合中顶板的抗变形能力。
成型时，金属加强筋上的倒刺插进麻纤维复合中顶板内，从而增强了麻纤维复合中顶板与金属加强筋之间的内结合强度。另外，金属加强筋上倒刺的设置还有助于防止模压时麻纤维复合中顶板的移位，相比单纯螺钉连接的结构更方便了模压，且具有更好的安装连接优势。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，作为中顶板主体部分采用麻纤维复合中顶板，同时在麻纤维复合中顶板的背面连接有金属加强筋，金属加强筋可以采用铝合金，利用麻纤维复合中顶板中的丙纶纤维在热压时的渗透特性和粘结特性，可以使得麻纤维复合中顶板与金属加强筋牢固结合，且克服了传统玻璃钢制作的中顶板与金属加强筋之间因制造误差导致接触不良的弊端，其一方面实现了中顶板的轻量化，另一方面又使中顶板的整体强度得到提高，且所采用的麻纤维复合中顶板在制作过程中不使用胶水，其内部的麻纤维和丙纶纤维也不会产生有害气体，相比玻璃钢制作的中顶板更加环保。
第二，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，相邻两个麻纤维复合中顶板连接用的台阶采用模压台阶，具有尺寸一致性好、对接精度高的优势。
第三，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，金属加强筋与麻纤维复合中顶板之间螺钉或倒刺的设置，进一步增强了麻纤维复合中顶板与金属加强筋的结合强度。另外，金属加强筋上倒刺的设置还有助于防止模压时麻纤维复合中顶板的移位，相比单纯螺钉连接的结构更方便了模压，且具有更好的安装连接优势。
第四，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，通过金属加强筋的筋板面与麻纤维复合中顶板的垂直设置，同时在筋板面上设置减重孔，相比传统属加强筋的筋板面直接靠平中顶板背面的连接方式，其一方面提高了麻纤维复合中顶板的抗弯曲强度，另一方面又降低了金属加强筋的重量，从而进一步提高了列车轻量化的效果。
第五，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，其麻纤维复合中顶板的密度可以在0.8～1.0g/cm3左右。相对于密度2.0g/cm3模压玻璃钢材料的中顶板，其轻量化效果有了较大幅度提高。
第六，本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板及其制备方法，成型压模上用于镶嵌金属加强筋的定位槽的设置，可以使得金属加强筋装入到成型压模内后，其金属加强筋上与所述麻纤维复合中顶板的背面接触的一面与成型压模上的成型面一起连接成一个整体成型面，从而实现了麻纤维复合中顶板与金属加强筋的一体化连接，相比单一的螺钉连接其连接的均匀性好，由此提高了麻纤维复合中顶板的抗变形能力。
附图说明
图1是本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板的结构示意图；
图2是图1中的麻纤维复合中顶板的结构示意图；
图3是相邻连接的两个麻纤维复合中顶板的对接结构示意图；
图4是在金属加强筋设置有倒刺的结构示意图；
图5是成型压模的结构示意图；
图6是金属加强筋上倒刺连接结构的一种优选方案；
图7是金属加强筋上倒刺连接结构的第二种优选方案；
图8是真空脱异味机的结构示意图。
图中：1、麻纤维复合中顶板，2、金属加强筋，3、正面层，4、中间层，5、背面层，6、台阶，7、螺钉，8、倒刺，9、减重孔，10、成型压模(下模)，11、成型压模(上模)，12、麻纤维复合中顶板的背面的成型面，13、麻纤维复合中顶板的正面的成型面，14、定位槽，15、凸台。
图中：50、真空脱异味机，51、密闭容器，52、热风循环装置，53、抽真空装置，54、加热器，55、循环风机，56、管路，57、电动截止阀，58、多层支架，59、压缩空气充气口，60、麻纤维毡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至8所示为本发明的一种轻量环保型高速列车中顶板的实施例，包括作为中顶板主体且具有弧形面的麻纤维复合中顶板1、用于对所述麻纤维复合中顶板1进行加固的金属加强筋2，所述麻纤维复合中顶板1包括依次叠合连接的正面层3、中间层4和背面层5，所述中间层4为由麻纤维和丙纶纤维的混合纤维制成的麻纤维毡层，所述正面层3和背面层5均为无纺布层，所述金属加强筋2与所述麻纤维复合中顶板1的背面层5相连接；所述麻纤维复合中顶板1的侧边设置有用于相邻两个所述麻纤维复合中顶板1相互对接的台阶6。
本实施例中的麻纤维复合中顶板1其密度为0.8g/cm3，相比密度为2g/cm3模压玻璃钢，其重量下降一半以上。
上述技术方案中，作为中顶板主体部分采用麻纤维复合中顶板1，同时在麻纤维复合中顶板1的背面连接有金属加强筋2，金属加强筋2可以采用铝合金，利用麻纤维复合中顶板1中的丙纶纤维在热压时的渗透特性和粘结特性，可以使得麻纤维复合中顶板1与金属加强筋2牢固结合，且克服了传统玻璃钢制作的中顶板与金属加强筋之间因制造误差导致接触不良的弊端，其一方面实现了中顶板的轻量化，另一方面又使中顶板的整体强度得到提高，且所采用的麻纤维复合中顶板1在制作过程中不使用胶水，其内部的麻纤维和丙纶纤维也不会产生有害气体，相比玻璃钢制作的中顶板更加环保。
本实施例中，所述台阶6位于所述麻纤维复合中顶板正面的侧边设置，或者所述台阶6位于所述麻纤维复合中顶板背面的侧边设置。
为了实现相邻两个麻纤维复合中顶板1的对接，设置其中的一个麻纤维复合中顶板1侧边的台阶位于正面，设置另一个麻纤维复合中顶板侧边的台阶位于背面。
本实施例中，所述台阶6为麻纤维复合中顶板1在模压成形时一起压制出的模压台阶。
上述相邻两个麻纤维复合中顶板1连接用的台阶6采用模压台阶，具有尺寸一致性好、对接精度高的优势。
作为进一步的改进，所述金属加强筋2与所述麻纤维复合中顶板1之间设置有连接固定用的螺钉7或倒刺8。
上述螺钉7或倒刺8也可以同时设置。
上述金属加强筋2与麻纤维复合中顶板1之间螺钉7或倒刺8的设置，进一步增强了麻纤维复合中顶板1与金属加强筋2的结合强度。
作为金属加强筋2上倒刺8连接结构的优选方案之一，所述倒刺8与所述金属加强筋2的连接结构为：所述金属加强筋2上设置有倒刺连接孔，所述倒刺8的根部插入连接于所述倒刺连接孔中并采用点焊进行固定。
作为金属加强筋2上倒刺8结构连接的优选方案之二，所述倒刺8的根部焊接连接在所述金属加强筋2的筋板面上。
上述倒刺8的尖刺部是在麻纤维复合中顶板1进行模压成形时刺入麻纤维复合中顶板1内的。
优选的，所述金属加强筋2为铝合金加强筋，且所述金属加强筋2的筋板面与所述麻纤维复合中顶板1的背面垂直设置，所述金属加强筋2的筋板面上分布有若干数量的减重孔9。
上述铝合金加强筋可以采用铝合金型材进行二次加工而制成。
上述通过金属加强筋2的筋板面与麻纤维复合中顶板1的垂直设置，同时在筋板面上设置减重孔9，相比传统属加强筋的筋板面直接靠平中顶板背面的连接方式，其一方面提高了麻纤维复合中顶板1的抗弯曲强度，另一方面又降低了金属加强筋2的重量，从而进一步提高了列车轻量化的效果。
本实施例中，所述无纺布层为丙纶无纺布层。
实施例2：
如图1至8所示为一种轻量环保型高速列车中顶板的制备方法的实施例，包括如下步骤：
第一步、预制麻纤维复合板材；
第二步、预制金属加强筋2；
第三步、使用成型压模，将金属加强筋2定位到成型压模中，并与成型压模同时进行预热；其中，在所述成型压模上位于麻纤维复合中顶板1的背面的成型面12上开挖有定位槽14，所述金属加强筋2通过间隙配合镶嵌在所述的定位槽14中；其中，所述成型压模上设置有用于压制出所述麻纤维复合中顶板1侧边对接用台阶6的凸台15；
第四步、将麻纤维复合板材进行加热软化，然后放入成型压模中，通过成型压模将所述金属加强筋2、麻纤维复合板材一起压制成轻量环保型高速列车中顶板；其中，所述麻纤维复合板材的厚度为3mm，所述加热软化的温度为230～250℃、加热软化时间为290～310秒、模压时间为40～50秒。
根据需要，可以在麻纤维复合中顶板1上打出螺钉孔，并采用螺钉7对所述金属加强筋2与麻纤维复合中顶板1之间的连接进行加固。
其中，所述预制麻纤维复合板材工序中，包括如下工艺步骤：
步骤1、纤维预处理：采用开包机及粗开松机，对丙纶纤维、麻纤维进行松散处理；
步骤2、计量配比：将所述丙纶纤维、麻纤维进行称重，并按照重量比1:1进行配比；
步骤3、混料除杂：将步骤2中的丙纶纤维、麻纤维混合并除杂处理；
步骤4、梳理：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳成网处理；
步骤5、铺网：采用铺网机，将精梳后的混合纤维网以交叉叠层铺网方式铺成多层纤网；所述交叉叠层铺网方式为相邻两层的混合纤维网按照所述混合纤维网中的纤维方向相互交叉的方式进行叠层；
步骤6、针剌成毡：采用具有上下对刺功能的针刺机，对多层纤网进行双面高频上下同步针刺，使得多层纤网结合在一起，形成网状结构的麻纤维毡；
步骤7、热压制板成型：在麻纤维毡的两面铺上无纺布，采用压机进行热压、持续保温，然后快速降温冷却至设定温度，制成麻纤维复合板材；其中，所述无纺布采用丙纶无纺布；
步骤8、制品检验：对预制成型的麻纤维复合板材进行检验。
作为进一步的改进，所述步骤6的针剌成毡工序与步骤7的热压制板成型工序之间还设置有如下工艺步骤：
步骤6A、真空脱异味处理：将针刺成毡后的麻纤维毡输送到真空脱异味机中，除去异味。
优选的，所述真空脱异味机50包括用于放置所述麻纤维毡60的密闭容器51，所述密闭容器51上分别设置有热风循环装置52、抽真空装置53和压缩空气充气口59，且所述有热风循环装置52和抽真空装置53交替运行以实现麻纤维毡60的去异味处理；其中，所述热风循环装置52包括加热器54和循环风机55，且所述加热器54和循环风机55通过管路56串接在所述密闭容器51的两端。
真空脱异味机50使用时，先通过压缩空气充气口59在密闭容器51内充入压缩空气，并启动热风循环装置52对麻纤维毡60进行热风循环加热，加热完成后启动抽真空装置53进行抽真空，经过多次的热风循环与抽真空的交替作业，实现麻纤维毡的去异味处理。
上述真空脱异味处理中，采用热风循环与抽真空的交替作业，且热风循环是采用压缩空气的高压热风循环，由此提高了去异味处理的效果，从而进一步提高了高速列车中顶板的环保性能。
作为本实施例的一种优选方案，所述步骤5的铺网工序中，其多层纤网中的每层纤网为15-30g/m2的薄层；所述步骤7的热压制板成型工序中，其热压温度为225～245℃，持续保压时间为380～420秒，设定的冷却温度为20～30℃。
采用上述制备方法得到的麻纤维复合中顶板1，其密度为0.8g/cm3左右。同时，通过改变或调整铺网速度、冷却板材的厚度等措施，其麻纤维复合中顶板的密度可以在0.8～1.0g/cm3范围内可调。相对于密度2.0g/cm3模压玻璃钢材料的中顶板，其轻量化效果有了较大幅度提高。
为了实现麻纤维复合中顶板1与金属加强筋2的一体化成型，在所述成型压模上位于麻纤维复合中顶板1的背面的成型面12上开挖有定位槽14，所述金属加强筋2通过间隙配合镶嵌在所述的定位槽14中。
上述成型压模上用于镶嵌金属加强筋2的定位槽14的设置，可以使得金属加强筋2装入到成型压模内后，其金属加强筋2上与所述麻纤维复合中顶板1的背面接触的一面与成型压模上的成型面一起连接成一个整体成型面，从而实现了麻纤维复合中顶板1与金属加强筋2的一体化连接，相比单一的螺钉连接其连接的均匀性好，由此提高了麻纤维复合中顶板1的抗变形能力。
成型时，金属加强筋2上的倒刺8插进麻纤维复合中顶板1内，从而增强了麻纤维复合中顶板1与金属加强筋2之间的内结合强度。另外，金属加强筋2上倒刺8的设置还有助于防止模压时麻纤维复合中顶板1的移位，相比单纯螺钉连接的结构更方便了模压，且具有更好的安装连接优势。
实施例3：
采用上述实施例1、2所制得的麻纤维复合中顶板1的密度为0.8g/cm3，金属加强筋2采用密度为2.7g/cm3的铝合金型材加强筋，且通过结构设计实现所述铝合金型材加强筋与所述麻纤维复合中顶板1的体积比为1:5，则中顶板的平均密度＝重量÷体积＝(1×2.7+5×0.8)÷(1+5)＝1.12g/cm3。
与现有技术中且带有铁制金属加强筋(密度7.8g/cm3)的模压玻璃钢(密度2.0g/cm3)中顶板相比较，其中顶板的平均密度≥重量÷体积＝(1×7.8+5×2.0)÷(1+5)＝2.97g/cm3。
由此可见，相对于带有铁制金属加强筋的模压玻璃钢中顶板，本实施例的纤维复合中顶板1与金属加强筋2一体化成型的中顶板，其重量得到大幅度降低。
实施例4：
对于采用上述实施例1和3所制造的一种轻量环保型高速列车中顶板(不含金属加强筋2)进行性能试验，得到结果如下：
实施例5：
为保证产品表面的整体效果，将实施例1至4所制备的一种轻量环保型高速列车中顶板，表面采用高铁专用垂纹漆涂装处理。该油漆不仅阻燃性能达标，同时具有良好的环保性能，可使得室内有害物质含量远低于国家标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，包括作为中顶板主体且具有弧形面的麻纤维复合中顶板、用于对所述麻纤维复合中顶板进行加固的金属加强筋，所述麻纤维复合中顶板包括依次叠合连接的正面层、中间层和背面层，所述中间层为由麻纤维和丙纶纤维的混合纤维制成的麻纤维毡层，所述正面层和背面层均为无纺布层，所述金属加强筋与所述麻纤维复合中顶板的背面层相连接；所述麻纤维复合中顶板的侧边设置有用于相邻两个所述麻纤维复合中顶板相互对接的台阶。
2.根据权利要求1所述的一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，所述台阶为麻纤维复合中顶板在模压成形时一起压制出的模压台阶。
3.根据权利要求1所述的一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，所述金属加强筋与所述麻纤维复合中顶板之间设置有连接固定用的螺钉或倒刺。
4.根据权利要求1所述的一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，所述倒刺与所述金属加强筋的连接结构为：所述金属加强筋上设置有倒刺连接孔，所述倒刺的根部插入连接于所述倒刺连接孔中并采用点焊进行固定；或者，所述倒刺的根部焊接连接在所述金属加强筋的筋板面上。
5.根据权利要求1所述的一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，所述金属加强筋为铝合金加强筋，且所述金属加强筋的筋板面与所述麻纤维复合中顶板的背面垂直设置，所述金属加强筋的筋板面上分布有若干数量的减重孔。
6.根据权利要求1所述的一种轻量环保型高速列车中顶板，其特征在于，所述无纺布层为丙纶无纺布层。
7.一种如权利要求1至6中任意一项所述的轻量环保型高速列车中顶板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、预制麻纤维复合板材；
第二步、预制金属加强筋；
第三步、使用成型压模，将金属加强筋定位到成型压模中，并与成型压模同时进行预热；其中，在所述成型压模上位于麻纤维复合中顶板的背面的成型面上开挖有定位槽，所述金属加强筋通过间隙配合镶嵌在所述的定位槽中；其中，所述成型压模上设置有用于压制出所述麻纤维复合中顶板侧边对接用台阶的凸台；
第四步、将麻纤维复合板材进行加热软化，然后放入成型压模中，通过成型压模将所述金属加强筋、麻纤维复合板材一起压制成轻量环保型高速列车中顶板；其中，所述麻纤维复合板材的厚度为3mm，所述加热软化的温度为230～250℃、加热软化时间为290～310秒、模压时间为40～50秒。
8.根据权利要求7所述的一种轻量环保型高速列车中顶板的制备方法，其特征在于，所述预制麻纤维复合板材工序中，包括如下工艺步骤：
步骤1、纤维预处理：采用开包机及粗开松机，对丙纶纤维、麻纤维进行松散处理；
步骤2、计量配比：将所述丙纶纤维、麻纤维进行称重，并按照重量比1:1进行配比；
步骤3、混料除杂：将步骤2中的丙纶纤维、麻纤维混合并除杂处理；
步骤4、梳理：采用高速精梳机，将除杂混合后的纤维进行精梳成网处理；
步骤5、铺网：采用铺网机，将精梳后的混合纤维网以交叉叠层铺网方式铺成多层纤网；所述交叉叠层铺网方式为相邻两层的混合纤维网按照所述混合纤维网中的纤维方向相互交叉的方式进行叠层；
步骤6、针剌成毡：采用具有上下对刺功能的针刺机，对多层纤网进行双面高频上下同步针刺，使得多层纤网结合在一起，形成网状结构的麻纤维毡；
步骤7、热压制板成型：在麻纤维毡的两面铺上无纺布，采用压机进行热压、持续保温，然后快速降温冷却至设定温度，制成麻纤维复合板材；其中，所述无纺布采用丙纶无纺布；
步骤8、制品检验：对预制成型的麻纤维复合板材进行检验。
9.根据权利要求8所述的一种轻量环保型高速列车中顶板的制备方法，其特征在于，所述步骤6的针剌成毡工序与步骤7的热压制板成型工序之间还设置有如下工艺步骤：
步骤6A、真空脱异味处理：将针刺成毡后的麻纤维毡输送到真空脱异味机中，除去异味。
10.根据权利要求8所述的一种轻量环保型高速列车中顶板的制备方法，其特征在于，所述步骤5的铺网工序中，其多层纤网中的每层纤网为15-30g/m2的薄层；所述步骤7的热压制板成型工序中，其热压温度为225～245℃，持续保压时间为380～420秒，设定的冷却温度为20～30℃。
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