CN103568397A - 一种船用复合板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合板。本发明的复合板，其特征在于，包括基板层和面板层，所述基板层和面板层之间设有过渡部分，所述过渡部分包括至少三个依次排列的涂层，所述基板层、过渡部分的各涂层和面板层的线膨胀系数值按照基板层、各涂层和面板层的设置顺序依次由基板层的线膨胀系数值渐变至面板层的线膨胀系数值。本发明的复合板实现了两种异质材料之间的材质膨胀系数渐变过渡，其不仅结合了两种异质材料的优点，且相互连接可靠，不易脱落。

Description

一种船用复合板

技术领域

本发明涉及一种船用材料，具体地，涉及一种船用复合板。

背景技术

造船材料一般分为金属材料和非金属材料两大类。

现代船舶的船体结构制造所用材料主要是一般强度船体结构用钢、高强度船体结构用钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢、复合钢板、Z向钢、铝合金、增强塑料等。由于船舶工作条件的特殊性和复杂性，因而对制造船体结构的金属材料提出了较高的要求，例如需要具备良好的力学性能（强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度、硬度）和良好的耐腐蚀性能、优良的工艺性能等。

金属材料由于其较好的力学性能，常常被应用于造船工业，但是，其耐腐蚀性有限，往往使用一段时间后，船体就容易被腐蚀；非金属材料应用于造船工业，例如常用的材料玻璃钢，其优点是重量轻，特别适用于限制重量的高性能船舶和赛艇，耐腐蚀、抗海生物附着，比传统的造船材料更适合在海洋环境中使用，介电性和微波穿透性好，还适用于军用舰艇，冲击韧性好，船舶不易因一般的碰撞、挤压而损坏，且外形更美观、保养维修费用低，但是玻璃钢的弹性模量低，性能不稳定和易老化等缺点也限制了其在船舶上的应用。

因此，发展一种可以兼具金属材料和非金属材料两者优点的复合材料在造船业显得非常重要。但是，任何两种异质材料的粘合连接（例如钢板和玻璃钢板的粘合），由于两种材料的线膨胀系数不同，而使连接不可靠，即，当有温差发生时，两种材料容易互相脱离。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种船用复合板，不仅包括两种异质材料，而且在两种异质材料之间设置线膨胀系数渐变过渡的多个涂层，形成过渡部分，该船用复合板不仅结合了两种异质材料的优点，且相互连接可靠，不易脱落。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种船用复合板，其特征在于，包括基板层和面板层，所述基板层和面板层之间设有过渡部分，所述过渡部分包括至少三个依次排列的涂层，所述基板层、过渡部分的各涂层和面板层的线膨胀系数值按照基板层、过渡部分的各涂层和面板层的设置顺序依次由基板层的线膨胀系数值渐变至面板层的线膨胀系数值。

进一步地，所述基板层为金属板层，所述面板层为玻璃钢板层。

进一步地，所述金属板层选用的金属材料是以下材料中的一种：铁、铝、不锈钢、铜。

进一步地，所述过渡部分的各涂层由线膨胀系数介于金属板层线膨胀系数和玻璃钢板层线膨胀系数之间的环氧树脂涂料涂布后固化而成。

再进一步，所述涂料中还含有玻璃纤维粉和与所述金属板相对应的金属粉。

进一步地，所述过渡部分的各涂层中金属粉的含量按照从金属板层至玻璃钢板层的方向逐渐减少，所述过渡部分的各涂层中玻璃纤维粉的含量按照从金属板层至玻璃钢板层的方向逐渐增加。

优选地，所述金属粉选用的是粒径不超过1微米的金属粉。

优选地，所述玻璃纤维粉选用的是粒径不超过3微米的玻璃纤维粉。

优选地，所述过渡部分的各涂层中金属粉与玻璃纤维粉的总重量与环氧树脂的重量之比是11：10～5：3。

本发明的技术方案可以达到以下有益效果：

1、本发明的船用复合板将两种异质材料的优点结合起来，人们可以根据需要将本发明的船用复合板应用到各类需要的场合；

2、本发明的船用复合板通过在两种材料之间粘合多个线膨胀系数渐变的板层，达到了既具备两种异质材料的优点，又相互不易脱离和不易开裂的效果；

3、本发明的船用复合板的基板选用金属板、面板选用玻璃钢板时，在金属板和玻璃钢板之间粘合有多层线膨胀系数在金属和玻璃钢之间的、并由金属板线膨胀系数向玻璃钢线膨胀系数逐渐过渡的板层，大大提高了金属板和玻璃钢板之间粘合力和紧固度，制成的船用复合板适用于商务船、游艇、游览船、工程船、汽船等任何船舶。

附图说明

图1是本发明的实施例1的船用复合板的层状结构图，

其中，1-铝板层，2-过渡部分，21-第一涂层，22-第二涂层，23-第三涂层，3-玻璃钢板层；

图2是本发明的实施例2的船用复合板的层状结构图，

其中，1’-不锈钢板层，2’-过渡部分，21’-第一涂层，22’-第二涂层，23’-第三涂层，24’-第四涂层，25’-第五涂层，26’-第六涂层，27’-第七涂层，3’-玻璃钢板层；

图3是本发明的实施例3的船用复合板的层状结构图，

其中，1’’-铜板层，2’’渡部分，21’’-第一涂层，22’’-第二涂层，23’’-第三涂层，24’’-第四涂层，25’’-第五涂层，3’’-玻璃钢板层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不受下述实施例的限定。

实施例1

本实施例的船用复合板包括铝板层1和玻璃钢板层3，铝板层1和玻璃钢板层3之间设有过渡部分2，过渡部分2包括3个依次排列的涂层，分别是第一涂层21、第二涂层22和第三涂层23，铝板层1、第一涂层21、第二涂层22、第三涂层23和玻璃钢板层3依次排列，以上各层的线膨胀系数值按照上述顺序依次由铝板的线膨胀系数值渐变至玻璃钢板的线膨胀系数值。

其中过渡部分2的三个涂层中，每个涂层都分别由含有环氧树脂、固化剂、铝粉、玻璃纤维粉的涂料涂布后固化而成，每涂层的线膨胀系数依照各层的排列顺序，依次由接近铝板的线膨胀系数渐变至接近玻璃钢板的线膨胀系数。第一涂层21的线膨胀系数最接近铝板的线膨胀系数，第三涂层23的线膨胀系数最接近玻璃钢板的线膨胀系数。上述各涂层的涂料制备过程如下：第一步，取粒径为0.8微米的铝粉a份（重量份），粒径为1微米的玻璃纤维粉b份（重量份），加入到重量份为6份的环氧树脂中，其中a+b的总重量份数是10份；第二步，搅拌均匀，再加入稀释剂环己酮5份、固化剂双氰胺2份，继续搅拌直至制成可涂擦状态的涂料。制备每个涂层的涂料时，根据过渡部分2中各涂层的线膨胀系数的要求，变化铝粉和玻璃纤维粉的用量，以使制成的各涂层涂料的线膨胀系数呈渐变趋势。具体实施时，第一涂层21的涂料中铝粉含量是7份，玻璃纤维粉含量是3份；第二涂层22的涂料中铝粉含量是5份，玻璃纤维粉含量是5份；第三涂层23的涂料中铝粉含量是3份，玻璃纤维粉含量是7份。

本实施例的船用复合板的制作方法是：第一步，将铝板层1的表面打磨、清理干净；第二步，将第一涂层21的涂料涂布于铝板层1表面，在150℃下固化30min，形成第一涂层21；第三步，以上述同样的方法在第一涂层21上依次制作第二涂层22；第四步，将第三涂层23的涂料涂布于第二涂层2上，并在第三涂层23的涂料上再覆盖一层玻璃钢板，在150℃下固化30min，制成本实施例的船用复合板。

实施例2

本实施例的船用复合板包括不锈钢板层1’和玻璃钢板层3’，不锈钢板层1’和玻璃钢板层3’之间设有过渡部分2’，过渡部分2’包括7个依次排列的涂层，分别是第一涂层21’、第二涂层22’、第三涂层23’、第四涂层24’、第五涂层25’、第六涂层26’和第七涂层27’，不锈钢板层1’、第一涂层21’、第二涂层22’、第三涂层23’、第四涂层24’、第五涂层25’、第六涂层26’、第七涂层27’和玻璃钢板层3’依次排列，以上各层的线膨胀系数值按照上述顺序依次由不锈钢板的线膨胀系数值渐变至玻璃钢板的线膨胀系数值。

其中过渡部分2’的七个涂层中，每个涂层都分别由含有环氧树脂、固化剂、不锈钢粉、玻璃纤维粉的涂料涂布后固化而成，每涂层的线膨胀系数依照各层的排列顺序，依次由接近不锈钢板的线膨胀系数渐变至接近玻璃钢板的线膨胀系数。第一涂层21’的线膨胀系数最接近不锈钢板的线膨胀系数，第七涂层27’的线膨胀系数最接近玻璃钢板的线膨胀系数。上述各涂层的涂料制备过程如下：第一步，选用粒径为0.5微米的不锈钢粉a’份（重量份），粒径为2微米的玻璃纤维粉b’份（重量份），加入到重量份为8份的环氧树脂中，其中a’+b’的总重量份数是10份；第二步，搅拌均匀，再加入稀释剂丙酮5份、固化剂双氰胺3份，继续搅拌直至制成可涂擦状态的涂料。制备每个涂层的涂料时，根据过渡部分2’中各涂层的线膨胀系数的要求，变化不锈钢粉和玻璃纤维粉的用量，以使制成的各涂层涂料的线膨胀系数呈渐变趋势。具体实施时，第一涂层21’的涂料中不锈钢粉含量是8份，玻璃纤维粉含量是2份；第二涂层22’的涂料中不锈钢粉含量是7份，玻璃纤维粉含量是3份；第三涂层23’的涂料中不锈钢粉含量6份，玻璃纤维粉含量是4份；第四涂层24’的涂料中不锈钢粉含量5份，玻璃纤维粉含量是5份；第五涂层25’的涂料中不锈钢粉含量4份，玻璃纤维粉含量是6份；第六涂层26’的涂料中不锈钢粉含量3份，玻璃纤维粉含量是7份，第七涂层27’的涂料中不锈钢粉含量2份，玻璃纤维粉含量是8份。

本实施例的船用复合板的制作方法是：第一步，将不锈钢板层1’的表面打磨、清理干净；第二步，将第一涂层21’的涂料涂布于不锈钢板层1’表面，在150℃下固化30min，形成第一涂层21’；第三步，以上述同样的方法在第一涂层21’上依次制作第二涂层22’、第三涂层23’、第四涂层24’、第五涂层25’和第六涂层26’；第四步，将第七涂层27’的涂料涂布于第六涂层26’上，并在第七涂层27’的涂料表面再覆盖一层玻璃钢板，在150℃下固化30min，即制成本实施例的船用复合板。

实施例3

本实施例的船用复合板包括铜板层1’’和玻璃钢板层3’’，铜板层1’’和玻璃钢板层3’’之间设有过渡部分2’’，过渡部分2’’包括5个依次排列的涂层，分别是第一涂层21’’、第二涂层22’’、第三涂层23’’、第四涂层24’’和第五涂层25’’，铜板层1’’、第一涂层21’’、第二涂层22’’、第三涂层23’’、第四涂层24’’、第五涂层25’’和玻璃钢板层3’’依次排列，以上各层的线膨胀系数值按照上述顺序依次由铜板的线膨胀系数值渐变至玻璃钢板的线膨胀系数值。

其中过渡部分2’’的五个涂层中，每个涂层都分别由含有环氧树脂、固化剂、铜粉、玻璃纤维的涂料涂布后固化而成，每涂层的线膨胀系数依照各层的排列顺序，依次由接近铜板的线膨胀系数渐变至接近玻璃钢板的线膨胀系数。上述涂料的制备过程如下：第一步，选用粒径为1微米的铜粉a’’份（重量份），粒径为3微米的玻璃纤维粉b’’份（重量份），加入到重量份为10份的环氧树脂中，其中a’’+b’’的总重量份数是11份；第二步，搅拌均匀，再加入稀释剂正丁醇7份、固化剂间苯二胺4份，继续搅拌直至制成可涂擦状态的涂料。制备每个涂层的涂料时，根据过渡部分2的不同涂层的要求，变化铜粉和玻璃纤维粉的用量，以使制成的各涂层涂料的线膨胀系数呈渐变趋势。具体实施时，第一涂层21’’的涂料中铜粉含量是9份，玻璃纤维粉含量是2份；第二涂层22’’的涂料中铜粉含量是7份，玻璃纤维粉含量是4份；第三涂层23’’的涂料中5份，玻璃纤维粉含量是6份；第四涂层24’’的涂料中3份，玻璃纤维粉含量是8份；第五涂层25’’的涂料中1份，玻璃纤维粉含量是10份。

本实施例的船用复合板的制作方法是：第一步，将铜板层1的表面打磨、清理干净；第二步，将第一涂层21’’的涂料涂布于铜板层1表面，在150℃下固化60min，形成第一涂层21’’；第三步，以上述同样的方法在第一涂层21’’上依次制作第二涂层22’’、第三涂层23’’、第四涂层24’’；第四步，将第五涂层25’’的涂料涂布于第四涂层24’’上，并在第五涂层25’’的涂料上再覆盖一层玻璃钢板，在150℃下固化60min，制成本实施例的船用复合板。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船用复合板，其特征在于，包括基板层和面板层，所述基板层和面板层之间设有过渡部分，所述过渡部分包括至少三个依次排列的涂层，所述基板层、过渡部分的各涂层和面板层的线膨胀系数值按照基板层、过渡部分的各涂层和面板层的设置顺序依次由基板层的线膨胀系数值渐变至面板层的线膨胀系数值。

2.根据权利要求1所述的船用复合板，其特征在于，所述基板层为金属板层，所述面板层为玻璃钢板层。

3.根据权利要求3所述的船用复合板，其特征在于，所述金属板层选用的金属材料是以下材料中的一种：铁、铝、不锈钢、铜。

4.根据权利要求3所述的船用复合板，其特征在于，所述过渡部分的各涂层由线膨胀系数介于金属板层线膨胀系数和玻璃钢板层线膨胀系数之间的环氧树脂涂料涂布后固化而成。

5.根据权利要求5所述的船用复合板，其特征在于，所述涂料中还含有玻璃纤维粉和与所述金属板相对应的金属粉。

6.根据权利要求6所述的船用复合板，其特征在于，所述过渡部分的各涂层中金属粉的含量按照从金属板层至玻璃钢板层的方向逐渐减少，所述过渡部分的各涂层中玻璃纤维粉的含量按照从金属板层至玻璃钢板层的方向逐渐增加。

7.根据权利要求6所述的船用复合板，其特征在于，所述金属粉选用的是粒径不超过1微米的金属粉。

8.根据权利要求6所述的船用复合板，其特征在于，所述玻璃纤维粉选用的是粒径不超过3微米的玻璃纤维粉。

9.根据权利要求7所述的船用复合板，其特征在于，所述过渡部分的各涂层中金属粉与玻璃纤维粉的总重量与环氧树脂的重量之比是11：10～5：3。

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