一种用于LNG运输船的减振层压块及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种用于lng运输船的减振层压块，其特征在于，该减振层压块包括多层复合材料压合层和垂直穿插于所述多层复合材料压合层中的管状加强筋；

所述多层复合材料压合层是由耐低温浇注型聚氨酯与纤维布压合而成；

所述管状加强筋为中空管状结构，是由耐低温浇注型聚氨酯与纤维布旋转缠绕而成。

2.根据权利要求1所述的减振层压块，其特征在于，所述多层复合材料压合层与所述管状加强筋通过耐低温浇注型聚氨酯粘接。

3.根据权利要求1或2所述的减振层压块，其特征在于，所述耐低温浇注型聚氨酯包括a组分和b组分；

所述a组分的原料包括：聚醚多元醇20～50质量份，二异氰酸酯70～120质量份；

所述b组分的原料包括：聚醚多元醇80～130质量份，扩链剂10～40质量份，改性无机填料10～50质量份，催化剂0.5～3质量份；

优选地，所述a组分与b组分的质量比为0.52～1.2。

4.根据权利要求3所述的减振层压块，其特征在于，所述a组分中的所述聚醚多元醇的数均分子量为2000～3000；

优选地，所述b组分中的所述聚醚多元醇的数均分子量为650～3000；

优选地，所述a组分和b组分中的所述聚醚多元醇均包括聚四氢呋喃二醇、含支链聚四氢呋喃二醇ptg-l和四氢呋喃-氧化丙烯共聚醚二醇。

5.根据权利要求3所述的减振层压块，其特征在于，所述a组分中的所述二异氰酸酯包括2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯1:1的混合物和碳化二亚胺改性4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。

6.根据权利要求3所述的减振层压块，其特征在于，所述b组分中的所述扩链剂包括1,4-丁二醇和乙二醇中的至少一种；

优选地，所述b组分中的所述改性无机填料包括炭黑、多壁碳纳米管、1～4mm长的短切碳纤维和氧化石墨烯中的一种或两种以上的组合；

优选地，所述b组分中的所述催化剂包括有机铋催化剂dy20和有机锌催化剂dy5350中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的减振层压块，其特征在于，所述纤维布选自玻璃纤维布、玄武岩纤维布和碳纤维布中的至少一种；

优选地，所述纤维布的编织方式为平纹编织；

优选地，所述纤维布的厚度为0.3mm～0.5mm。

8.根据权利要求1所述的减振层压块，其特征在于，所述多层复合材料压合层在每毫米厚度上平铺的纤维布层数为0.5～3；

优选地，所述多层复合材料压合层中纤维布的体积占比为20％～50％；

优选地，所述多层复合材料压合层的密度为1.3g/cm³～1.75g/cm³；

优选地，所述多层复合材料压合层上均匀的分布着用于穿插所述管状加强筋的安装孔；在所述多层复合材料压合层的表面上，所述安装孔的面积占比为30％～60％；

优选地，所述安装孔的孔径为8.5mm～25.5mm；

优选地，所述管状加强筋在径向每毫米厚度上旋转缠绕的纤维布层数为0.5～3；

优选地，所述管状加强筋的外径为8mm～25mm，内径为4mm～15mm。

9.根据权利要求1所述的减振层压块，其特征在于，所述管状加强筋的内孔中设置有压力传感器、应变传感器或温度传感器中的一种或两种以上的组合。

10.一种权利要求1-9任一项所述减振层压块的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

将所述耐低温浇注型聚氨酯涂抹在单层所述纤维布的表面，通过压合模具制备出单层复合材料片材；

在所述单层复合材料片材的两侧表面涂抹耐低温浇注型聚氨酯，之后在压合模具中叠加10～50层，制备出多层复合材料压合层；

在所述多层复合材料压合层上打孔作为所述管状加强筋的安装孔；

将所述耐低温浇注型聚氨酯涂抹在单层所述纤维布的表面，然后将其一端固定在圆柱形芯模上，转动所述芯模将纤维布均匀的缠绕至外径等于所述管状加强筋的外径；然后将其放入成型模具中，进行模压制备出管状加强筋；

将预定数量的具有安装孔的所述多层复合材料压合层通过耐低温浇注型聚氨酯压合到模具中，然后在所述管状加强筋的外表面涂抹耐低温浇注型聚氨酯，再将其插入到所述安装孔中，之后进行模压制备出所述减振层压块；

优选地，所述压合模具制备单层复合片材时的条件包括：压合模具的厚度为0.32mm～0.52mm，模压力为10mpa～20mpa，模压温度为60～80℃，模压时间为10min～30min；

优选地，所述压合模具制备多层复合材料时的条件包括：压合模具的厚度为5mm～20mm，模压力为10mpa～20mpa，模压温度为60～80℃，模压时间为20min～60min；

优选地，所述模压制备出管状加强筋的条件包括：压力10mpa～20mpa，模压温度为60～80℃，模压时间为30min～60min；

优选地，所述模压制备出所述减振层压块的条件包括：模压力10mpa～20mpa，模压温度为60～80℃，模压时间为60min～180min；

优选地，所述制备方法在模压制备出所述减振层压块的步骤之后还包括：在所述管状加强筋的内孔中设置有压力传感器、应变传感器或温度传感器中的一种或两种以上的组合。

技术总结
本发明公开了一种用于LNG运输船的减振层压块及其制备方法。该减振层压块包括多层复合材料压合层和垂直穿插于所述多层复合材料压合层中的管状加强筋；所述多层复合材料压合层是由耐低温浇注型聚氨酯与纤维布压合而成；所述管状加强筋为中空管状结构，是由耐低温浇注型聚氨酯与纤维布旋转缠绕而成。本发明的减振层压块不仅具有良好的耐低温性能(使用温度可达‑196℃)，同时由于其特殊的结构设计使其不仅在垂直于压合层方向具有优异的抗剪切性能，而且在平行于压合层方向同样具有优异的抗剪切性能；可作为LNG运输船液货罐罐体的耐低温支撑单元使用或其他耐低温抗冲击结构单元使用。

技术研发人员：何洋;刘学玮;王辰;崔馨午
受保护的技术使用者：北京工商大学
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2021.08.24