CN111136961A - 一种高铁列车复合防寒材 - Google Patents

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黄志成
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Abstract

本发明提供了一种复合防寒材，包括隔热气体腔；所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层；复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；复合在第二隔热层外面的第二保护层。该复合防寒材具有特定的结构，可以有效降低防寒材两侧的热量传递，实现高铁列车的防寒保温，维持车厢内部温度的相对稳定。而且几乎无重量的隔热气体层，可以实现有效阻隔热量传递的目的，还具有较好的隔音降噪性能。本发明提供的复合防寒材具有质轻、导热系数低，良好的防寒保温性能以及较好的隔音降噪性能等优点，有利于在高铁列车中应用与推广。

Description

一种高铁列车复合防寒材
技术领域
本发明属于隔热防寒材料技术领域，涉及一种复合防寒材及其应用，尤其涉及一种高铁列车复合防寒材。
背景技术
在当今高速和高效的社会，需要更加便捷快速的交通发展，各种运动载体(交通工具)为了节能环保和高速化，纷纷进行轻量化和隔热化设计，如航空材料大多具有低密度、高强度、无热胀冷缩、无金属疲劳、阻燃、无毒、耐低温等优点。
近年来，随着我国高铁事业的蓬勃发展，随之对高铁列车的设计、性能要求亦在不断发展与进步，日趋严格。高铁列车行驶的速度、使用的寿命、选用的材料都是直接关系到列车运行时的安全性、可靠性和乘车的舒适性的重要因素。
特别值得关注的是，在我国东北、西北以及华北等高寒地区，漫长而寒冷的冬季最低气温通常到零下20℃以下，特殊情况甚至可达零下40℃以下。在这种极端恶劣的严寒环境下，为保证高铁列车各部件性能正常，能够安全运行，同时保证列车客室内温度可达到铁道行业相关标准，就必然需要有防寒保温性能优异的防寒材来为高铁列车保驾护航。因此，对于防寒材材料的选用一直以来都是设计人员非常关注的问题。
防寒材一般指的是导热系数小于或等于0.12的材料，在工业和建筑等方面都具有非常广阔的应用前景，可以起到非常好的使用效果，其也是动车组列车内部装饰材料中使用量最大的，布置在车体钢结构和车内设施之间的一种防寒保温材料。高铁列车上使用的防寒材不仅要求质量比重轻，利于节约动力能源，减少机械设备排放污染气体量，而且还要求其具有较低的导热系数，在列车车厢内外存在较大温差时，仍可保持客室内温度相对稳定。此外，还要求高铁列车上使用的防寒材具有一定的隔音降噪性能。虽然，现有技术中也公开了一些防寒保温材料，但是大多只是专注在轻量化或保温方面，在综合性能方面，还需要有进一步的发展。
因此，如何开发一种具有质轻、导热系数低以及隔音降噪性能较好的新型高铁列车防寒材料，已成为国内高铁列车生产企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种复合防寒材及其应用，特别是一种轻质聚酰亚胺泡沫高铁列车复合防寒材。本发明提供的复合防寒材，采用了特殊的结构，在两层隔热层之间设置了隔热气体腔，具有质轻、导热系数低，良好的防寒保温性能以及较好的隔音降噪性能等优点，非常利于在高铁列车制造行业等车辆和轨道交通应用与推广。
本发明提供了一种复合防寒材，包括隔热气体腔；
所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；
复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层；
复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；复合在第二隔热层外面的第二保护层。
优选的，所述隔热气体腔具有密封结构；
所述隔热气体腔的上腔壁为第一密封层；
所述隔热气体腔的下腔壁为第二密封层；
所述隔热气体腔支撑壁的个数包括一个或多个；
所述第一密封层、第二密封层和多个隔热气体腔支撑壁形成独立的密封的隔热气体仓。
优选的，所述隔热气体腔为蜂窝结构隔热气体腔；
所述蜂窝包括芳纶蜂窝、纸蜂窝、聚丙烯蜂窝、PET蜂窝和聚碳酸酯蜂窝中的一种或多种；
所述隔热气体仓的尺寸为10～30mm。
优选的，所述第一密封层的厚度为0.1～0.5mm；
所述第二密封层的厚度为0.1～0.5mm；
所述密封层的材质包括聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或多种。
优选的，所述隔热气体腔内填充有隔热气体；
所述隔热气体腔的高度占所述复合防寒材的厚度的10％～30％；
所述隔热气体腔的高度为3～15mm；
所述隔热气体包括空气、氮气和惰性气体中的一种或多种。
优选的，所述第一保护层的厚度为1～2mm；
所述第二保护层的厚度为1～2mm；
所述保护层的材质包括金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布和芳纶纤维布中的一种或多种。
优选的，所述第一隔热层的厚度占所述复合防寒材的厚度的35％～45％；
所述第二隔热层的厚度占所述复合防寒材的厚度的35％～45％；
所述第一隔热层的厚度为10～30mm；
所述第二隔热层的厚度为10～30mm；
所述隔热层的材质包括聚酰亚胺泡沫。
优选的，所述聚酰亚胺泡沫材料，按质量百分比计，原料包括：
Figure BDA0002346968450000031
优选的，所述芳香族二酐包括均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四羧基二酐和3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧基二酐中的一种或多种；
所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、四甲基苯基二亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；
所述红外遮光剂包括炭黑、六钛酸钾晶须、TiO2、Fe3O4、B4C、ZnO、ZrO2和SiC中的一种或多种。
优选的，所述异氰酸酯的异氰酸根含量为28％～35％；
所述低分子醇包括甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种；
所述溶剂包括二甲基亚砜、N,N’-二甲基甲酰胺和N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或多种；
所述催化剂包括PC-T、MG-4、DY-20、T9、DABCO 33、RP-205、A-33、IPAS-1中的一种或多种。
优选的，所述发泡剂包括丙酮、水、甲醇和二氯一氟甲烷中的一种或多种；
所述稳泡剂包括TEGOSTAB B 2470A、CONCENTROL STB PU 1231、RAYNOL PM-300和RC-G109中的一种或多种；
所述聚酰亚胺泡沫材料由原料固化后再经过热压成型后得到。
优选的，所述聚酰亚胺泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将芳香族二酐、低分子醇和溶剂进行反应后，得到发泡前体溶液；
2)将上述步骤得到的发泡前体溶液、催化剂、发泡剂、稳泡剂和红外遮光剂进行再次混合后，得到混合液；
3)将上述步骤得到的混合液和异氰酸酯经过最后混合，再在模具中经过自由发泡成型，然后进行预固化和后固化，最后经过热压后，得到聚酰亚胺泡沫材料。
优选的，所述步骤1)具体为：
将低分子醇和溶剂先进行混合后，再加入芳香族二酐进行反应后，得到发泡前体溶液；
所述混合的温度为45～55℃；
所述反应的温度为70～90℃；
所述反应的时间为2～4h。
优选的，所述再次混合的时间为1～10min；
所述最后混合的方式包括高速搅拌混合；
所述高速搅拌混合的转速为1000～3500r/min；
所述高速搅拌混合的时间为5～20s。
优选的，所述模具包括敞开式发泡模具；
所述自由发泡的时间为5～30min；
所述预固化的方式包括微波预固化；
所述预固化后还包括脱模步骤。
优选的，所述微波预固化的时间为10～30min；
所述微波预固化的微波功率阶段性梯度设置为300～1000W；
所述后固化的温度阶段性梯度设置为200～250℃；
所述后固化的时间为2～4h。
优选的，所述热压的压力为5～15MPa；
所述热压的温度为150～250℃；
所述热压的时间为10～300s。
优选的，所述复合的方式包括粘接、压合和涂覆中的一种或多种；
所述粘接的粘接剂包括环氧胶黏剂、聚酰胺胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂中的一种或多种；
所述复合防寒材为用于高铁列车的隔热防寒复合结构材料。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的复合防寒材在车辆或轨道交通方面的应用。
本发明提供了一种复合防寒材，包括隔热气体腔；所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层；复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；复合在第二隔热层外面的第二保护层。与现有技术相比，本发明针对防寒材料，特别是高铁列车上使用的防寒材日益提高的综合性能方向上的高要求。而现有的防寒材大多在综合性能方面存在局限性。
本发明创造性的设计了一种复合防寒材，采用了特定的结构，在两层隔热层之间设置了密封的隔热气体腔，利用静态气体导热系数低的特点，可以有效降低防寒材两侧的热量传递，实现高铁列车的防寒保温，维持车厢内部温度的相对稳定。而且隔热气体层几乎无重量，进一步通过蜂窝结构实现隔热气体通道，经过密封层将隔热气体封存于通道中，利用气体极其低的导热性能，可以实现有效阻隔热量传递的目的。此外，主体隔热层还具有较好的隔音降噪性能。
因此，本发明提供的复合防寒材具有质轻、导热系数低，良好的防寒保温性能以及较好的隔音降噪性能等优点，非常利于在高铁列车制造行业内应用与推广，特别适用于高铁列车的防寒保温应用，可有效降低客室内外两侧的热量传递，维持车厢内部温度的相对稳定，有利于在高铁列车制造行业内应用与推广。
实验结果表明，本发明提供的复合防寒材质量轻，密度在15～45kg/m3之间，可有利于节约动力能源；导热系数最低可达0.03W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数最高可达0.6，具有非常优异的隔音降噪效果。
附图说明
图1为本发明制备的复合防寒材的结构示意简图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用工业纯或防寒材料制备领域使用的常规纯度。
本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明所有工艺，其简称均属于本领域的常规简称，每个简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据简称，能够理解其常规的工艺步骤。
本发明提供了一种复合防寒材，包括隔热气体腔；
所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；
复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层；
复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；复合在第二隔热层外面的第二保护层。
本发明所述复合防寒材包括隔热气体腔。本发明原则上对所述隔热气体腔的整体结构没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述隔热气体腔优选具有密封结构。具体的，所述隔热气体腔的上腔壁优选为第一密封层。所述隔热气体腔的下腔壁优选为第二密封层。
本发明原则上对所述第一密封层的具体参数和材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第一密封层的厚度优选为0.1～0.5mm，更优选为0.15～0.45mm，更优选为0.2～0.4mm，更优选为0.25～0.35mm。所述第一密封层的材质优选包括聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或多种，更优选为聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜或尼龙薄膜。
本发明原则上对所述第二密封层的具体参数和材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第二密封层的厚度优选为0.1～0.5mm，更优选为0.15～0.45mm，更优选为0.2～0.4mm，更优选为0.25～0.35mm。所述第二密封层的材质优选包括聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或多种，更优选为聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜或尼龙薄膜。
本发明所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁。本发明原则上对所述隔热气体腔的具体结构没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述隔热气体腔支撑壁的个数优选包括一个或多个，更优选为多个。更具体的，本发明所述第一密封层、第二密封层和多个隔热气体腔支撑壁优选形成独立的密封的隔热气体仓。
本发明为完整和细化具体的优化技术方案，保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，进一步优选的，本发明所述隔热气体腔在具体结构上特别优选设计为蜂窝结构隔热气体腔，即具有蜂窝结构的隔热气体腔。本发明所述蜂窝优选包括芳纶蜂窝、纸蜂窝、聚丙烯蜂窝、PET蜂窝和聚碳酸酯蜂窝中的一种或多种，更优选为芳纶蜂窝、纸蜂窝、聚丙烯蜂窝、PET蜂窝或聚碳酸酯蜂窝。更具体的，所述隔热气体仓的尺寸，即蜂窝的边长，优选为10～30mm，更优选为12～28mm，更优选为15～25mm，更优选为18～23mm。
本发明原则上对所述隔热气体腔的具体介质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述隔热气体腔内优选填充有隔热气体。其中，所述隔热气体优选包括空气、氮气和惰性气体中的一种或多种，更优选为空气或氮气。
本发明原则上对所述隔热气体腔的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述隔热气体腔的高度优选为3～15mm，更优选为5～13mm，更优选为7～11mm，更优选为8～10mm。在比例上，所述隔热气体腔的高度优选占所述复合防寒材的厚度的10％～30％，更优选为12％～28％，更优选为15％～25％，更优选为18％～23％。
本发明所述复合防寒材包括复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；以及复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层。
本发明原则上对所述第一隔热层的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第一隔热层的厚度优选为10～30mm，更优选为12～28mm，更优选为15～25mm，更优选为18～22mm。在比例上，所述第一隔热层的厚度优选占所述复合防寒材的厚度的35％～45％，更优选为37％～43％，更优选为39％～41％。
本发明原则上对所述第一隔热层的材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第一隔热层的材质特别优选包括聚酰亚胺泡沫。
本发明原则上对所述第二隔热层的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第二隔热层的厚度优选为10～30mm，更优选为12～28mm，更优选为15～25mm，更优选为18～22mm。在比例上，所述第一隔热层的厚度优选占所述复合防寒材的厚度的35％～45％，更优选为37％～43％，更优选为39％～41％。
本发明原则上对所述第二隔热层的材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第二隔热层的材质特别优选包括聚酰亚胺泡沫。
本发明为完整和细化具体的优化技术方案，保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，进一步优选的，本发明所述第一隔热层和第二隔热层所用的聚酰亚胺泡沫，可以采用普通的聚酰亚胺泡沫，如市售的聚酰亚胺泡沫，在本发明中，特别优选为具有以下组成的聚酰亚胺泡沫材料：
Figure BDA0002346968450000091
本发明所述芳香族二酐的加入量为20～40重量份，优选为22～38重量份，更优选为25～35重量份，更优选为28～32重量份。本发明原则上对所述芳香族二酐的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述芳香族二酐优选包括均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四羧基二酐和3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧基二酐中的一种或多种，更优选为均苯四酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3’,4,4’-联苯基四羧基二酐(BPDA)或3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧基二酐(BTDA)。
本发明所述异氰酸酯的加入量为15～30重量份，优选为17～28重量份，更优选为19～26重量份，更优选为21～24重量份。本发明原则上对所述异氰酸酯的具体选择和相关参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述异氰酸酯优选包括甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、四甲基苯基二亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，更优选为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、四甲基苯基二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基环己烷二异氰酸酯(HTDI)或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。本发明所述异氰酸酯的异氰酸根含量优选为28％～35％，更优选为29％～34％，更优选为30％～33％，更优选为31％～32％。
本发明所述红外遮光剂的加入量为5～15重量份，优选为6～14重量份，更优选为7～13重量份，更优选为8～12重量份，更优选为9～11重量份。本发明原则上对所述红外遮光剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述红外遮光剂优选包括炭黑、六钛酸钾晶须、TiO2、Fe3O4、B4C、ZnO、ZrO2和SiC中的一种或多种，更优选为炭黑、六钛酸钾晶须、TiO2、Fe3O4、B4C、ZnO、ZrO2或SiC。
本发明所述溶剂的加入量为15～35重量份，优选为17～32重量份，更优选为20～30重量份，更优选为22～28重量份。本发明原则上对所述溶剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述溶剂优选包括二甲基亚砜、N,N’-二甲基甲酰胺和N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或多种，更优选为二甲基亚砜(DMSO)、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N’-二甲基乙酰胺(DMAC)。
本发明所述低分子醇的加入量为0.1～2重量份，优选为0.3～1.8重量份，更优选为0.5～1.6重量份，更优选为0.7～1.4重量份，更优选为0.9～1.2重量份。本发明原则上对所述低分子醇的具体定义和选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的低分子醇的定义即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述低分子醇优选包括甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种，更优选为甲醇、乙醇或丙醇，更优选为乙醇。
本发明所述发泡剂的加入量为2～5重量份，优选为2.5～4.5重量份，更优选为3～4重量份。本发明原则上对所述发泡剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述发泡剂优选包括丙酮、水、甲醇和二氯一氟甲烷中的一种或多种，更优选为丙酮、水、甲醇或二氯一氟甲烷。
本发明所述稳泡剂的加入量为3～10重量份，优选为4～9重量份，更优选为5～8重量份，更优选为6～7重量份。本发明原则上对所述稳泡剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述稳泡剂优选包括TEGOSTAB B 2470A、CONCENTROL STB PU 1231、RAYNOL PM-300和RC-G109中的一种或多种，更优选为TEGOSTAB B 2470A、CONCENTROL STBPU 1231、RAYNOL PM-300或RC-G109。
本发明所述催化剂的加入量为0.1～3重量份，优选为0.5～2.8重量份，更优选为0.8～2.5重量份，更优选为1～2.3重量份，更优选为1.2～2重量份，更优选为1.5～1.8重量份。本发明原则上对所述催化剂的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述催化剂优选包括PC-T、MG-4、DY-20、T9、DABCO 33、RP-205、A-33、IPAS-1中的一种或多种，更优选为PC-T、MG-4、DY-20、T9、DABCO 33、RP-205、A-33或IPAS-1。
本发明上述步骤提供了一种聚酰亚胺泡沫材料，特别的由原料固化后，再经过热压成型(热压)后得到。上述聚酰亚胺泡沫材料原料，固化后再经过热压后，能够更好的提高泡沫密度，减小泡孔孔径，减少气体对流传热，从而在热量的传导、对流和辐射三方面综合入手，更加提高了聚酰亚胺泡沫材料的隔热保温性能。
本发明还提供了一种如上述技术方案任意一项所述的聚酰亚胺泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将芳香族二酐、低分子醇和溶剂进行反应后，得到发泡前体溶液；
2)将上述步骤得到的发泡前体溶液、催化剂、发泡剂、稳泡剂和红外遮光剂进行再次混合后，得到混合液；
3)将上述步骤得到的混合液和异氰酸酯经过最后混合，再在模具中经过自由发泡成型，然后进行预固化和后固化后，得到聚酰亚胺泡沫材料。
本发明上述聚酰亚胺泡沫材料中，所述原料的选择和比例及其优选范围，与前述聚酰亚胺泡沫材料中的原料的选择和比例及其优选范围优选保持一致，在此不再一一赘述。在本发明中，重量份与质量百分含量仅是表述方式的不同，其本质含义是相同的，本领域技术人员能够基于基本常识清楚其正确含义，而且能够唯一确定。
本发明首先将芳香族二酐、低分子醇和溶剂进行反应后，得到发泡前体溶液。
本发明原则上对所述反应的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述反应的温度优选为70～90℃，更优选为72～88℃，更优选为75～85℃，更优选为77～83℃。所述反应的时间优选为2～4h，更优选为2.2～3.8h，更优选为2.5～3.5h，更优选为2.8～3.2h。
本发明原则上对所述步骤的具体过程没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述步骤1)具体优选为：
将低分子醇和溶剂先进行混合后，再加入芳香族二酐(继续升温)进行反应后，得到发泡前体溶液。
本发明所述混合的温度优选为45～55℃，更优选为47～53℃，更优选为49～51℃。
本发明随后将上述步骤得到的发泡前体溶液、催化剂、发泡剂、稳泡剂和红外遮光剂进行再次混合后，得到混合液。
本发明原则上对所述再次混合的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述再次混合的方式优选为搅拌混合。所述再次混合的时间优选为1～10min，更优选为3～8min，更优选为5～7min。
本发明最后将上述步骤得到的混合液和异氰酸酯经过最后混合，再在模具中经过自由发泡成型，然后进行预固化和后固化，最后经过热压后，得到聚酰亚胺泡沫材料。
本发明原则上对所述最后混合的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述最后混合的方式优选为高速搅拌混合。所述高速搅拌混合的转速优选为1000～3500r/min，更优选为1500～3000r/min，更优选为2000～2500r/min。所述高速搅拌混合的时间优选为5～20s，更优选为8～18s，更优选为10～15s。
本发明原则上对所述模具的具体选择没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述模具优选包括敞开式发泡模具。
本发明原则上对所述自由发泡成型的参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述自由发泡成型的时间优选为5～30min，更优选为10～25min，更优选为15～20min。所述自由发泡的温度优选为室温，具体可以为0～40℃，更优选为5～35℃，更优选为10～30℃，更优选为15～25℃。
本发明原则上对所述预固化的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述预固化的方式优选包括微波预固化，更优选为梯度预固化。本发明所述微波预固化的时间优选为10～30min，更优选为12～28min，更优选为15～25min，更优选为18～22min。所述微波预固化的微波功率阶段性梯度设置优选为300～1000W，更优选为400～900W，更优选为500～800W，更优选为600～700W，具体可以为300W、400W、500W、600W、700W、800W、900W和1000W中的任意两个或多个梯度设置。
本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，完整和细化制备过程，所述预固化后优选还包括脱模步骤。
本发明原则上对所述后固化的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，所述后固化的时间优选为2～4h，更优选为2.2～3.8h，更优选为2.5～3.5h，更优选为2.7～3.3h。所述后固化的温度阶段性梯度设置优选为200～250℃，更优选为210～240℃，更优选为220～230℃，具体可以为200℃、210℃、220℃、230℃、240℃和250℃中的任意两个或多个梯度设置。
本发明原则上对所述热压的方式和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、应用要求以及质量控制进行选择和调整，本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，特别采用了热压步骤，即热压成型工艺、具体的，所述热压的压力优选为5～15MPa，更优选为7～13MPa，更优选为9～11MPa。所述热压的温度优选为150～250℃，更优选为170～230℃，更优选为190～210℃。所述热压的时间优选为10～300s，更优选为60～240s，更优选为120～180s。
本发明为更好的提高泡沫材料的隔热保温性能，保证材料主体的结构，更加具有较低的密度、较好的耐热性能和力学性能，完整和细化整个制备工艺，上述聚酰亚胺泡沫材料的制备过程具体可以为以下步骤：
分类：
A料为异氰酸酯；
B料原料为芳香族二酐、溶剂和低分子醇；
C料原料为发泡剂、稳泡剂、催化剂和红外遮光剂。
将低分子醇和溶剂搅拌升温，加入芳香族二酐，继续升温，反应，冷却到室温，得到B料(发泡前体溶液)；
将C料原料加入B料中混合均匀；
将A料再加入上述溶液中高速搅拌，注入模具中，室温发泡成型；然后将泡沫微波，随后在烘箱中烘烤；将去皮后的泡沫热压，最后制备出所述的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料。
更具体优选为：
将低分子醇和溶剂搅拌升温到45～55℃，加入芳香族二酐，继续升温到70～90℃，反应2～4h，冷却到室温，得到B料(发泡前体溶液)；
将C料原料加入B料中混合均匀；
将A料再加入上述溶液中以转速为1000～3500rpm高速搅拌5～20s，注入模具中，室温发泡成型；然后将泡沫在300～1000W功率下，微波10～30min，随后在200～250℃烘箱中，烘烤2-4h；将去皮后的泡沫在5～15MPa压力下、150～250℃温度下，热压10～300s，最后制备出所述的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料。
本发明上述步骤提供的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，从热辐射方向入手，来进一步提高聚酰亚胺泡沫材料的隔热保温性能，利用遮光剂颗粒强散射和吸收作用，在聚酰亚胺泡沫材料添加红外遮光剂，利用其散射和吸收作用，来降低辐射传热，降低材料的导热系数，该遮光剂的使用使得聚酰亚胺泡沫材料在高温下，导热系数降低较为明显。本发明又调控红外遮光剂的加入比例，再结合其他原料的加入比例，最终得到了特定组成和配方的聚酰亚胺泡沫材料。此外本发明利用热压工艺，提高泡沫密度，减小泡孔孔径，减少气体对流传热，从而更加提高了聚酰亚胺泡沫材料的隔热保温性能。本发明制得的泡沫材料具有较低的导热系数，同时具有优异的耐热性能和力学性能。而且制备工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产。
实验结果表明，本发明制得的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料的密度约20kg/m3，拉伸强度约70～77kPa，压缩强度约11～15kPa，具有良好的力学性能；5％热失重温度约310℃，25℃下导热系数约0.031～0.036，200℃下导热系数约0.039～0.043，具有优异的耐热和隔热保温性能，尤其是高温下的导热系数显著降低。
本发明提供的高铁列车防寒材，以具有低导热系数，低密度的轻质聚酰亚胺泡沫材料为主体隔热层，在两层聚酰亚胺泡沫隔热层之间设置几乎无重量的隔热气体层，更进一步通过蜂窝结构实现隔热气体通道，经过密封层将隔热气体封存于通道中，利用气体极其低的导热系数，可以实现有效阻隔热量传递的目的。此外，轻质聚酰亚胺泡沫材料还具有较好的隔音降噪性能。所以，本发明可以适用于高铁列车的防寒保温应用，可有效降低客室内外两侧的热量传递，维持车厢内部温度的相对稳定，利于在高铁列车制造行业内应用与推广。
本发明所述复合防寒材包括复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；以及复合在第二隔热层外面的第二保护层。
本发明原则上对所述第一保护层的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第一保护层的厚度优选为1～2mm，更优选为1.2～1.8mm，更优选为1.4～1.6mm。。
本发明原则上对所述第一保护层的材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第一保护层的材质优选包括金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布和芳纶纤维布中的一种或多种，更优选为金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布或芳纶纤维布。
本发明原则上对所述第二保护层的具体参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第二保护层的厚度优选为1～2mm，更优选为1.2～1.8mm，更优选为1.4～1.6mm。。
本发明原则上对所述第二保护层的材质没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述第二保护层的材质优选包括金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布和芳纶纤维布中的一种或多种，更优选为金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布或芳纶纤维布。
本发明原则上对所述复合的方式没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述复合的方式优选包括粘接、压合和涂覆中的一种或多种，更优选为粘接、压合或涂覆，最优选为粘接。
本发明原则上对所述粘接的粘接剂没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求和质量要求进行选择和调整，本发明为保证复合防寒材的综合性能，更好的减轻质量、降低导热系数，提高防寒保温性能和隔音降噪性能，所述粘接的粘接剂优选包括环氧胶黏剂、聚酰胺胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂中的一种或多种，更优选为环氧胶黏剂、聚酰胺胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、聚氨酯胶黏剂或酚醛树脂胶黏剂。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的复合防寒材在车辆和轨道交通方面上的应用。其中，所述车辆和轨道交通方面具体可以为高铁列车。
本发明上述步骤提供了一种复合防寒材，是一种用于高铁列车的隔热防寒复合结构材料，即高铁列车复合防寒材。本发明设计的高铁列车复合防寒材包括隔热气体腔、隔热气体、密封层，隔热层以及保护层等组成部分。隔热气体腔(隔热气体通道)中填充低导热系数的隔热气体；通过密封层将隔热气体密封在隔热气体仓中，可以有效降低热传导速率；而且隔热层为具有低导热系数的轻质聚酰亚胺泡沫，贴附于隔热气体通道密封层的两个外侧；再结合对防寒材内层具有保护作用的材料的保护层。
参见图1，图1为本发明制备的复合防寒材的结构示意简图。其中，1为保护层，2为隔热层，3为密封层，4为隔热气体腔支撑壁，5为隔热气体腔。
本发明以具有较低导热系数的轻质聚酰亚胺泡沫作为隔热层，在两层聚酰亚胺泡沫隔热层之间设置一层蜂窝结构的隔热气体仓，利用几乎无重量的静态隔热气体导热系数低的特点，可以有效降低防寒材两侧的热量传递，实现高铁列车的防寒保温，维持车厢内部温度的相对稳定。而且在保证防寒材具有较低导热系数，优良的防寒保温性能的同时，极大地减轻了防寒材的重量，符合高铁列车轻量化、低能耗的需求。双层聚酰亚胺泡沫隔热层配合隔热气体层的结构设计，可以有效降低防寒材两侧的热量传递，即使在高铁车厢内外存在较大温差时，也可有效降低两者之间的热量传导，实现高铁列车的防寒保温，维持车厢内部温度的相对稳定。此外，轻质聚酰亚胺泡沫材料还具有较好的隔音降噪性能。
本发明制备的质量轻、导热系数低，防寒保温和隔音性能好的隔热防寒复合结构材料，应用于高铁列车中，可有效降低客室内外两侧的热量传递，维持车厢内部温度的相对稳定，利于节约动力能源，利于在高铁列车制造行业内应用与推广，在高铁列车等车辆和轨道交通领域或将有非常广阔的应用前景。
实验结果表明，本发明提供的复合防寒材质量轻，密度在15～45kg/m3之间，可有利于节约动力能源；导热系数最低可达0.03W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数最高可达0.6，具有非常优异的隔音降噪效果。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种复合防寒材及其应用进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
A料为异氰酸酯；
B料原料为芳香族二酐、溶剂和乙醇；
C料原料为发泡剂、稳泡剂、催化剂和红外遮光剂。
将0.5份乙醇和20份N,N’-二甲基甲酰胺搅拌升温到50℃，加入25份均苯四酸二酐，继续升温到80℃，反应3h，冷却到室温，得到B料；将C料包括2份水、5份TEGOSTAB B2470A、0.2份PC-T、0.2份IPAS-1、5份炭黑加入B料中混合均匀；将A料4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，异氰酸根的含量为30％，再加入上述溶液中以转速为2000rpm高速搅拌15s，注入模具中，室温发泡成型；然后将泡沫在500W功率下，微波15min，随后在200℃烘箱中，烘烤3h；将去皮后的泡沫在12MPa压力下、200℃温度下，热压30s即可制备出所述的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料。
对本发明实施例1制备的隔热保温聚酰亚胺泡沫材料进行检测。
泡沫密度测试标准为GB/T 6343-2009、拉伸强度测试标准为GB/T 6344-2008、压缩强度测试标准为GB/T 8813-2008、5％热失重温度测试标准为GB/T 27761-2011、导热系数测试标准为GB/T 10295-2008。
参见表1。表1为本发明实施例1制备的聚酰亚胺泡沫性能测试结果。
表1
Figure BDA0002346968450000191
实施例2
轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，结构如图1所示。
包括隔热气体腔，隔热气体腔支撑壁，密封层，隔热层，保护层五个组成部分。隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；而粘接在隔热气体腔上面的是第一隔热层；粘接在隔热气体腔下面的是第二隔热层；粘接在第一隔热层外面的是第一保护层；粘接在第二隔热层外面的是第二保护层。
其中，隔热气体腔为芳纶蜂窝结构隔热气体腔，高度为5mm。隔热气体仓的边长为10mm。
隔热气体层为空气。
密封层为聚四氟乙烯膜，通过环氧胶黏剂将聚四氟乙烯膜粘接在空气通道两侧，实现密封空气，每一个芳纶蜂窝形成独立的密封的隔热气体仓。密封层厚度为0.1mm。
隔热层为轻质聚酰亚胺泡沫，通过聚酰胺胶黏剂将两层聚酰亚胺泡沫内侧，分别粘接于隔热气体通道两侧密封层的外侧。隔热层厚度为20mm。
保护层为无纺布，通过环氧胶黏剂将铝箔粘接于聚酰亚胺泡沫表面，具有保护作用。保护层厚度为1mm。
对本发明实施例2制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材进行性能检测。
该复合防寒材的密度的测定采用GB/T 6343-2009的测试标准进行；导热系数的测定采用GB/T 10295-2008的测试标准进行；降噪指数的测定采用ASTM C423/E795的测试标准进行。
检测结果表明，本发明实施例2制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，密度为15kg/m3，可有效节约动力能源，导热系数为0.036W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数为0.55，具有非常优异的隔音降噪效果。
实施例3
隔热气体腔为聚碳酸酯蜂窝结构隔热气体腔，高度为5mm。隔热气体仓的边长为15mm。
隔热气体层为空气。
密封层为聚四氟乙烯膜，通过环氧胶黏剂将聚四氟乙烯膜粘接在空气通道两侧，实现密封空气，每一个芳纶蜂窝形成独立的密封的隔热气体仓。密封层厚度为0.1mm。
隔热层为轻质聚酰亚胺泡沫，通过聚酰胺胶黏剂将两层聚酰亚胺泡沫内侧，分别粘接于隔热气体通道两侧密封层的外侧。隔热层厚度为16mm。
保护层为无纺布，通过环氧胶黏剂将铝箔粘接于聚酰亚胺泡沫表面，具有保护作用。保护层厚度为1mm。
对本发明实施例3制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材进行性能检测。该复合防寒材的密度的测定采用GB/T 6343-2009的测试标准进行，导热系数的测定采用GB/T10295-2008的测试标准进行，降噪指数的测定采用ASTM C423/E795的测试标准进行。
检测结果表明，本发明实施例3制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，密度为16kg/m3，可有效节约动力能源，导热系数为0.038W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数为0.5，具有非常优异的隔音降噪效果。
实施例4
隔热气体腔为芳纶蜂窝结构隔热气体腔，高度为8mm。隔热气体仓的边长为20mm。
隔热气体层为空气。
密封层为聚四氟乙烯膜，通过环氧胶黏剂将聚四氟乙烯膜粘接在空气通道两侧，实现密封空气，每一个芳纶蜂窝形成独立的密封的隔热气体仓。密封层厚度为0.1mm。
隔热层为轻质聚酰亚胺泡沫，通过聚酰胺胶黏剂将两层聚酰亚胺泡沫内侧，分别粘接于隔热气体通道两侧密封层的外侧。隔热层厚度为18mm。
保护层为无纺布，通过环氧胶黏剂将铝箔粘接于聚酰亚胺泡沫表面，具有保护作用。保护层厚度为1mm。
对本发明实施例4制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材进行性能检测。该复合防寒材的密度的测定采用GB/T 6343-2009的测试标准进行，导热系数的测定采用GB/T10295-2008的测试标准进行，降噪指数的测定采用ASTM C423/E795的测试标准进行。
检测结果表明，本发明实施例4制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，密度为18kg/m3，可有效节约动力能源，导热系数为0.037W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数为0.55，具有非常优异的隔音降噪效果。
实施例5
隔热气体腔为聚碳酸酯蜂窝结构隔热气体腔，高度为8mm。隔热气体仓的边长为25mm。
隔热气体层为空气。
密封层为聚四氟乙烯膜，通过环氧胶黏剂将聚四氟乙烯膜粘接在空气通道两侧，实现密封空气，每一个芳纶蜂窝形成独立的密封的隔热气体仓。密封层厚度为0.1mm。
隔热层为轻质聚酰亚胺泡沫，通过聚酰胺胶黏剂将两层聚酰亚胺泡沫内侧，分别粘接于隔热气体通道两侧密封层的外侧。隔热层厚度为22mm。
保护层为无纺布，通过环氧胶黏剂将铝箔粘接于聚酰亚胺泡沫表面，具有保护作用。保护层厚度为1mm。
对本发明实施例5制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材进行性能检测。该复合防寒材的密度的测定采用GB/T 6343-2009的测试标准进行，导热系数的测定采用GB/T10295-2008的测试标准进行，降噪指数的测定采用ASTM C423/E795的测试标准进行。
检测结果表明，本发明实施例5制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，密度为22kg/m3，可有效节约动力能源，导热系数为0.034W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数为0.6，具有非常优异的隔音降噪效果。
实施例6
隔热气体腔为聚碳酸酯蜂窝结构隔热气体腔，高度为8mm。隔热气体仓的边长为25mm。
隔热气体层为空气。
密封层为聚四氟乙烯膜，通过环氧胶黏剂将聚四氟乙烯膜粘接在空气通道两侧，实现密封空气，每一个芳纶蜂窝形成独立的密封的隔热气体仓。密封层厚度为0.1mm。
隔热层为实施例1所制得隔热保温聚酰亚胺泡沫，通过聚酰胺胶黏剂将两层聚酰亚胺泡沫内侧，分别粘接于隔热气体通道两侧密封层的外侧。隔热层厚度为22mm。
保护层为无纺布，通过环氧胶黏剂将铝箔粘接于聚酰亚胺泡沫表面，具有保护作用。保护层厚度为1mm。
对本发明实施例6制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材进行性能检测。该复合防寒材的密度的测定采用GB/T 6343-2009的测试标准进行，导热系数的测定采用GB/T10295-2008的测试标准进行，降噪指数的测定采用ASTM C423/E795的测试标准进行。
检测结果表明，本发明实施例6制备的轻质聚酰亚胺泡沫复合防寒材，密度为22kg/m3，可有效节约动力能源，导热系数为0.031W/m·K，具有非常优异的隔热保温效果；降噪指数为0.55，具有非常优异的隔音降噪效果。
以上对本发明提供的一种高铁列车复合防寒材进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种复合防寒材，其特征在于，包括隔热气体腔；
所述隔热气体腔的上、下腔壁之间，在隔热气体腔内设置有隔热气体腔支撑壁；
复合在所述隔热气体腔上面的第一隔热层；复合在所述隔热气体腔下面的第二隔热层；
复合在所述第一隔热层外面的第一保护层；复合在第二隔热层外面的第二保护层。
2.根据权利要求1所述的复合防寒材，其特征在于，所述隔热气体腔具有密封结构；
所述隔热气体腔的上腔壁为第一密封层；
所述隔热气体腔的下腔壁为第二密封层；
所述隔热气体腔支撑壁的个数包括一个或多个；
所述第一密封层、第二密封层和多个隔热气体腔支撑壁形成独立的密封的隔热气体仓。
3.根据权利要求2所述的复合防寒材，其特征在于，所述隔热气体腔为蜂窝结构隔热气体腔；
所述蜂窝包括芳纶蜂窝、纸蜂窝、聚丙烯蜂窝、PET蜂窝和聚碳酸酯蜂窝中的一种或多种；
所述隔热气体仓的尺寸为10～30mm。
4.根据权利要求2所述的复合防寒材，其特征在于，所述第一密封层的厚度为0.1～0.5mm；
所述第二密封层的厚度为0.1～0.5mm；
所述密封层的材质包括聚四氟乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚碳酸酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合防寒材，其特征在于，所述隔热气体腔内填充有隔热气体；
所述隔热气体腔的高度占所述复合防寒材的厚度的10％～30％；
所述隔热气体腔的高度为3～15mm；
所述隔热气体包括空气、氮气和惰性气体中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的复合防寒材，其特征在于，所述第一保护层的厚度为1～2mm；
所述第二保护层的厚度为1～2mm；
所述保护层的材质包括金属箔、无纺布、陶瓷纤维布、硅胶布和芳纶纤维布中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的复合防寒材，其特征在于，所述第一隔热层的厚度占所述复合防寒材的厚度的35％～45％；
所述第二隔热层的厚度占所述复合防寒材的厚度的35％～45％；
所述第一隔热层的厚度为10～30mm；
所述第二隔热层的厚度为10～30mm；
所述隔热层的材质包括聚酰亚胺泡沫。
8.根据权利要求7所述的复合防寒材，其特征在于，所述聚酰亚胺泡沫材料，按质量百分比计，原料包括：
Figure FDA0002346968440000021
9.根据权利要求1～8任意一项所述的复合防寒材，其特征在于，所述复合的方式包括粘接、压合和涂覆中的一种或多种；
所述粘接的粘接剂包括环氧胶黏剂、聚酰胺胶黏剂、丙烯酸酯胶黏剂、聚氨酯胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂中的一种或多种；
所述复合防寒材为用于高铁列车的隔热防寒复合结构材料。
10.权利要求1～9任意一项所述的复合防寒材在车辆或轨道交通方面上的应用。
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