一种使用SMC复合材料的船舶报警装置的制作方法

本发明涉及一种报警设备，具体的涉及一种使用smc复合材料的船舶报警装置。

背景技术：

目前，我们数量众多的安全相关的船舶设备，包括北斗通导设备、ais、无线电示位标等的预警和报警功能都不完善。

而且渔船缺乏自动持续报警设备，现有渔船安全系统主要以导航定位、短波或超短波电台、ais系统为主，大型的渔船都装有应急无线电示位标，但这些安全系统要么不能自动持续报警，要么反应比较慢，而且也不能与国内渔政业务系统互通。通信通道属于国际海事卫星组织的cospas系统，因此，目前在我国其报警通道第一接入点只有交通部海事大楼，之后才能陆续下发给相应的救援机构，反应比较慢，而且也不能很好的与国内渔业业务系统互通。

片状模塑料(简称为smc)材料在铁路行业应用的飞速发展，但是在船舶报警设备一直都没有得到合理的运用，使得目前我国船舶报警设备得不到良好的改善。虽然smc复合材料在国内已经有30多年的历史了，但是集高强度、高阻燃、低轮廓、免打磨等性能为一体的smc复合材料研究甚少，亟待开发一种新型的smc复合材料以满足上述性能要求。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供一种使用smc复合材料的船舶报警装置。

本发明的技术方案是：一种使用smc复合材料的船舶报警装置，所述船舶报警装置包括固定支座、电池舱、静水压力释放器和内置北斗卫星信号接收器球体，其特征在于，所述固定支座、电池舱和内置北斗卫星信号接收器的球体外壳材料采用smc复合材料，所述smc复合材料的表面最大老化厚度为30年小于20μm；

所述smc复合材料的热膨胀系数在11*10e-6mm/℃～15*10e-6mm/℃范围内；

所述smc复合材料的氧指数＞36％，燃烧等级达到v0级，其阻燃成分为氢氧化铝；

所述smc复合材料的绝缘电阻≥1.0x1013ω，浸水24h的绝缘电阻≥1.0x1012ω。

优选的，所述smc复合材料的密度在1.80±0.05g/cm3范围内。

优选的，所述smc复合材料的拉伸强度≥60mpa，弯曲强度≥150mpa，弯曲模量≥9000mpa。

优选的，所述smc复合材料的冲击韧性≥65kj/m2，巴氏硬度≥45。

优选的所述smc复合材料的氧指数≥36％。

优选的，所述smc复合材料的纤维纱含量≥28％。

优选的，所述smc复合材料的热变形温度≥180℃。

一种使用smc复合材料的船舶报警装置，所述船舶报警装置包括固定支座、电池舱、静水压力释放器和内置北斗卫星信号接收器的球体，其特征在于，所述固定支座、电池舱和内置北斗卫星信号接收器的球体外壳材料采用smc复合材料，其特征在于，制备所述smc复合材料的原料包括：树脂材料300～400重量份、引发剂3～10重量份、润湿分散剂5～15重量份、脱模剂10～20重量份、阻聚剂0.3～1重量份、填料550～650重量份、增稠剂5～15重量份、增强材料300～400重量份。

优选的，所述树脂材料为不饱和聚酯树脂、聚醚砜树脂和聚醋酸乙烯酯的混合物，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述润湿分散剂为byk-w9010，所述脱模剂为byk-p9080，所述阻聚剂为对苯醌，所述填料为氢氧化铝和碳酸钙的混合物，所述增稠剂为氧化镁，所述增强材料为玻璃纤维。

优选的，制备所述smc复合材料的原料包括：不饱和聚酯树脂150～250重量份、聚醚砜树脂100～150重量份和聚醋酸乙烯酯20～50重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯5～10重量份、5～10重量份的byk-w9010、10～15重量份的byk-p9080、对苯醌0.5～1重量份、氢氧化铝450～500重量份、碳酸钙100～150重量份、氧化镁8～12重量份、玻璃纤维300～350重量份。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本发明船舶报警设备的结构示意图；

图2示意性示出本发明smc复合材料与其他材料的热膨胀系数柱形图；

图3示意性示出本发明smc复合材料与金属材料的隔噪音性能对比图；

图4示意性示出本发明smc复合材料与钢材质的抗凹陷性能对比图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本发明一种使用smc复合材料的船舶报警装置，如图1所示，所述船舶报警装置包括固定支座101、电池舱102、静水压力释放器103和内置北斗卫星信号接收器的球体104，其中，所述固定支座101、电池舱103和内置北斗卫星信号接收器的球体104外壳材料采用smc复合材料。

根据本发明的实施例，所述smc复合材料具有很好的耐化学腐蚀性，能够很好的耐酸、稀碱、盐、有机溶剂、海水等腐蚀的特性，固定支座、电池舱和内置北斗卫星信号接收器的球体能够长时间使用，可免维护。

本实施例中制备所述smc复合材料的原料包括：树脂材料300～400重量份、引发剂3～10重量份、润湿分散剂5～15重量份、脱模剂10～20重量份、阻聚剂0.3～1重量份、填料550～650重量份、增稠剂5～15重量份、增强材料300～400重量份。

优选的，所述树脂材料为不饱和聚酯树脂、聚醚砜树脂和聚醋酸乙烯酯的混合物；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、所述润湿分散剂为byk-w9010、所述脱模剂为byk-p9080、所述阻聚剂为对苯醌、所述填料为氢氧化铝和碳酸钙的混合物、所述增稠剂为氧化镁、所述增强材料为玻璃纤维。

优选的，制备所述smc复合材料的原料包括：不饱和聚酯树脂150～250重量份、聚醚砜树脂100～150重量份和聚醋酸乙烯酯20～50重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯5～10重量份、5～10重量份的byk-w9010、10～15重量份的byk-p9080、对苯醌0.5～1重量份、氢氧化铝450～500重量份、碳酸钙100～150重量份、氧化镁8～12重量份、玻璃纤维300～350重量份。

其中，所述氢氧化铝的粒径为1200目，所述氧化镁的粒径为600目；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

制备实施例1

本实施例中制备所述smc复合材料的原料包括：不饱和聚酯树脂220重量份、聚醚砜树脂100重量份和聚醋酸乙烯酯25重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯6重量份、5重量份的byk-w9010、12重量份的byk-p9080、对苯醌0.5重量份、氢氧化铝500重量份、碳酸钙100重量份、氧化镁9.1重量份、玻璃纤维326重量份。

其中，所述氢氧化铝的粒径为1200目，所述氧化镁的粒径为600目；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

制备实施例2

本实施例中制备所述smc复合材料的原料包括：不饱和聚酯树脂250重量份、聚醚砜树脂110重量份和聚醋酸乙烯酯30重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯5重量份、5重量份的byk-w9010、10重量份的byk-p9080、对苯醌0.6重量份、氢氧化铝485重量份、碳酸钙120重量份、氧化镁10重量份、玻璃纤维340重量份。

其中，所述氢氧化铝的粒径为1200目，所述氧化镁的粒径为600目；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

制备实施例3

本实施例中制备所述smc复合材料的原料包括：不饱和聚酯树脂200重量份、聚醚砜树脂125重量份和聚醋酸乙烯酯35重量份、过氧化苯甲酸叔丁酯8重量份、6重量份的byk-w9010、7重量份的byk-p9080、对苯醌0.8重量份、氢氧化铝460重量份、碳酸钙125重量份、氧化镁9重量份、玻璃纤维320重量份。

其中，所述氢氧化铝的粒径为1200目，所述氧化镁的粒径为600目；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

上述3个制备实施例中制备所述smc复合材料的具体方法包括以下步骤：

a.称取所述smc复合材料的各种原料物料；

b.依次将称取的树脂材料、阻聚剂、引发剂投入混料容器中进行搅拌，搅拌转速为600r/min，搅拌时间依次为10min、2min、3min；再同时投入润湿分散剂和脱模剂进行搅拌，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为5min；然后调整搅拌转速为100r/min，投入填料，等填料全部混匀后，再把搅拌转速调整为600r/min，搅拌20min，得到树脂体系；

c.将步骤b得到的树脂体系静置2小时，然后将静置后的树脂体系和原料组成中的剩余物料投入到smc片材机中制备得到片材；

d.将步骤c得到的片材置于35℃-40℃的恒温室中，放置24-48小时，即得到smc复合材料成品。

经过以上方法得到的smc复合材料，优点在于，所述smc复合材料收缩率能够达到0.01％以内，保证了使用该材料制造的产品的尺寸稳定性；所述smc复合材料的氧指数达到37％以上，阻燃等级达到v0级；所述smc复合材料制造的产品在与其它产品复合时，无需打磨，只需使用除尘布清除产品表面的灰尘等杂质，就可以直接复合；所述smc复合材料与现有的等量纤维纱含量的smc复合材料相比，弯曲强度、冲击强度高30％以上；所述smc复合材料原料组成中，氢氧化铝和碳酸钙的优化组合，既保证了材料的阻燃效果，又降低了材料的成本。氢氧化铝的单价是碳酸钙的3-7倍，氢氧化铝用量的减少显著降低了新型smc复合材料的成本。

性能测试实施例

比强度和比模量是衡量材料承载能力的指标之一，本实施例中所述smc复合材料的比模量与钢材相当，但其比强度远高于钢材。

所述smc复合材料有着优异的抗老化性能。经过抗老化性能测试表明，使用地点不同，气候带不同，其表面最大老化厚度为30年小于20μm。

图2所示为本发明smc复合材料与其他材料的热膨胀系数柱形图，如图2所示，从柱形图中可以得出，所述smc复合材料具有和钢相近的线热膨胀系数，smc复合材料的线热膨胀系数在11*10e-6mm/℃～15*10e-6mm/℃范围内，比聚氧化二甲苯/塑料(pa/ppo)、玻璃纤维复合材料(gmt)、聚碳酸酯(pc/pbtpc)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、塑料合金和铝(ai)的线热膨胀系数小，具有和钢相近的线热膨胀系数。

图3所示为本发明smc复合材料与金属材料的隔噪音性能对比图，从图3中可以看出所述smc复合材料对噪音的内部阻尼作用明显优于金属，具有优良的隔噪音性能，处于相同环境中，从横轴时间的推移，smc复合材料对噪音的内部阻尼作用明显优于金属。

所述smc试样表面可达到a级表面，且具有良好的表面装饰性，可同钢板一样进行表面涂饰。这样船舶报警装置在海面上会很明显，有益于旁人发现能够及时抢救。

所述smc复合材料具有良好是耐撞击性能，它吸收的撞击能为钢的5倍，所述吸收撞击能力按照重量级衡量。

图4所示为本发明smc复合材料与钢材质的抗凹陷能力对比图，从图4中可以看出，相同重量的物体作用于smc复合材料和钢材质表面，钢材质表面出现凹陷，而smc复合材料的凹陷程度很小，几乎肉眼看不出其凹陷。所述smc复合材料具有优异的耐冲击即抗凹陷性能。

所述smc复合材料具有良好的透波性，因此smc复合材料还可以广泛的应用于雷达罩等试样。

所述smc复合材料的氧指数＞36％，燃烧等级达到v0级(非金属材料最高级)，其阻燃成分为氢氧化铝，无其他阻燃剂。

所述smc复合材料的绝缘电阻≥1.0x1013ω，浸水24h的绝缘电阻≥1.0x1012ω。

其中，对所述smc复合材料做一系列试验。其中所述一系列项目包括密度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击韧性、巴氏硬度、氧指数、纤维纱含量、热变形温度、常规耐热试验、耐寒试验、冷热交变试验、湿热试验、氙灯耐气候老化试验、盐雾腐蚀试验和落球冲击性试验。

其中，密度项目试验按照gb/t1463-2005试验标准，试验设备为塑料密度测试仪，密度限值为1.80±0.05g/cm3，本实施例检测数据为1.79g/cm3，在密度限值范围内。

拉伸强度项目试验按照gb/t1447-2005试验标准，试验设备为微机控制电子万能试验机，拉伸强度的限值为≥60mpa，本实施例检测原材料拉伸强度的数据为70mpa，其中smc复合材料功能试验前的检测数据为70mpa，功能试验后的检测数据为71mpa，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在拉伸强度的限值范围内。

弯曲强度项目试验按照gb/t1449-2005试验标准，试验设备为微机控制电子万能试验机，弯曲强度的限值为≥150mpa，本实施例检测数据为165mpa，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为175mpa，功能试验后的检测数据为173mpa，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在弯曲强度的限值范围内。

弯曲模量项目试验按照gb/t1449-2005试验标准，试验设备为微机控制电子万能试验机，弯曲模量的限值为≥9000mpa，本实施例检测数据为9870mpa，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为9870mpa，功能试验后的检测数据为9868mpa，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在弯曲模量的限值范围内。

冲击韧性项目试验按照gb/t1451-2005试验标准，试验设备为摆锤式冲击试验机，冲击韧性的限值为≥65kj/m2，本实施例检测数据为74kj/m2，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为74kj/m2，功能试验后的检测数据为73kj/m2，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在冲击韧性的限值范围内。

巴氏硬度项目试验按照gb/t3854-2005试验标准，试验设备为巴氏硬度计，巴氏硬度的限值为≥45，本实施例检测数据为50，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为50，功能试验后的检测数据为51，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在巴氏硬度的限值范围内。

氧指数项目试验按照gb/t8924-2005试验标准，试验设备为氧指数测定仪，氧指数的限值为≥36％，本实施例检测数据为36.5％，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为37％，功能试验后的检测数据为37.5％，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在氧指数的限值范围内。

纤维纱含量项目试验按照gb/t15568-2008试验标准，试验设备为马弗炉和电子天平，试验方法为测量试样四角及中间共5个位置玻纤含量，分别记录上述5处位置的玻纤含量，其中，纤维纱含量的限值为≥28％，本实施例检测数据为31％，其中smc复合材料功能试验后的检测数据为31％，功能试验后的检测数据为31.5％，功能实验前的检测数据和功能试验后的检测数据都在纤维纱含量的限值范围内。

热变形项目试验按照gb/t1634.1-2004试验标准，试验设备为微机控制热变形维卡软化点试验机，热变形的限值为≥180℃，本实施例检测数据为226℃，检测数据在热变形的限值范围内。

常规耐热试验项目试验按照qc/t15-92(5.1.4.1)试验标准，试验设备为高低温湿热交变试验箱，试验方法为调整试验箱温度到100±3℃时，将试样放置在恒温箱中保温8h后取出，其中，常规耐热试验项目的要求是试验过后，不能出现龟裂、剥离、溶胀、释出等外观不良现象，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

耐寒试验项目试验按照qc/t15-92(5.1.4.3)试验标准，试验设备为高低温湿热交变试验箱，试验方法为调整低温试验箱温度到-40±2℃时，将试样放置在恒温箱中保温8h后取出，其中，耐寒试验项目的要求是试验过后，不能出现龟裂、剥离、溶胀、释出等外观不良现象，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

冷热交变试验项目试验按照qc/t15-92(5.1.4.4)试验标准，试验设备为高低温湿热交变试验箱，试验方法为调整试验箱温度高温：100±2℃；低温：-40±2℃，以高温3h→室温0.5h→低温2h→室温0.5h为一个循环，将试品放入试验箱中做十个循环后取出，其中，冷热交变试验项目的要求是试验过后，不能出现龟裂、剥离、溶胀、释出等外观不良现象，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

湿热试验项目试验按照qc/t15-92(5.4.1)试验标准，试验设备为高低温湿热交变试验箱，试验方法为调整试验箱温度55℃，95％rh，试样放置120h，其中，湿热试验项目的要求是试验过后，不能出现龟裂、剥离、溶胀、释出等外观不良现象，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

氙灯耐气候老化试验项目试验按照gb/t16422.2-2014试验标准，试验设备为氙灯耐气候老化试验箱，试验方法为调整试验箱温度温度65℃，湿度65℃，黑板温度65℃，辐照强度65℃,放置300小时，其中，氙灯耐气候老化试验试验项目的要求是试验过后，不能出现龟裂、剥离、溶胀、释出等外观不良现象，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

盐雾腐蚀试验项目试验按照gb/t10125-2012试验标准，试验设备为盐雾腐蚀试验箱，试验方法为喷雾液浓度50g/l，放置1440小时，其中，盐雾腐蚀试验项目的要求是试验过后，表面不得出现腐蚀痕迹及涂层脱落，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

落球冲击性试验项目试验按照qc/t15-92(5.7.3.1)试验标准，试验设备为落球试验机，试验方法为将试样牢固地安放在指定的位置上，用半径25mm，质量0.5kg的钢球从1000mm高度自由落下，进行试验，其中，落球冲击性试验项目的要求是试验过后，无裂纹，无破碎，本实施例检测结果是外观未见异常，符合要求。

本实施例中做成的试样为船舶安全报警装置，其中，对试样做的试验除了拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击韧性、巴氏硬度、氧指数、纤维纱含量、热变形温度、常规耐热试验、耐寒试验、冷热交变试验、湿热试验、氙灯耐气候老化试验、盐雾腐蚀试验和落球冲击性试验，对做成的船舶安全报警装置进行高空跌落试验，脱离试验，漂浮试验，密封性试验。

其中，高空跌落试验的试验方法为将试样从距离水泥地面12米高度自由落下，进行试验，高空跌落试验的要求为试样无裂透纹，无破碎，本实施例中的测试结果为表面有小块崩皮，无裂透纹，其它未见明显异常，符合要求。

脱离试验的试验方法为将试样牢固地安放在指定的位置上，密封缓慢注水，观察脱离机构脱离时的水柱高度和试样脱离状态。脱离试验的要求为脱离机构可实现脱离，球体和基座可实现分离，本实施例中的测试结果为当水柱达到2.8m时静水压力释放器脱离，球体从固定座分离，开始向上漂浮，符合要求。

漂浮试验的试验方法为将试样安放在水中后观察产品漂浮状态，漂浮试验的要求为产品可漂浮在水面，北斗卫星信号接收器部分完全漏出水面，本实施例中的测试结果满足要求。

密封性试验的试验方法为将试样安放在水下2米120h后观察产品内部是否进水，本实施例中的测试结果为产品内部未进水，符合要求。

其中，本发明船舶报警装置包括固定支座、电池舱、静水压力释放器和内置北斗卫星信号接收器的球体，当船舶发生危险沉船，船舶下沉到水下2-3米时，静水压力释放器由于水压作用，用于固定静水压力释放器的紧固件和弹性元件脱扣，静水压力释放器自动脱开，使得位于其上端的电池舱和内置北斗卫星信号接收器的球体漂浮到水面上，电池舱内的电池自动切换到内部电源，北斗卫星信号接收器向海洋渔业管理中心发射沉船前的地理位置，由于船舶报警装置固定于船舶上，并长时间处于海洋或湖泊这样比较恶劣的环境中，本发明船舶报警装置的固定支座、电池舱和内置北斗卫星信号接收器的球体采用smc复合材料，具有良好的耐化学腐蚀性，使得装置长时间或常年在海面上不会腐蚀和风化；smc复合材料具有良好的涂饰性，使得漂浮在水面上的内置北斗卫星信号接收器的球体更加醒目，能够及时发现目标；smc复合材料具有优异的抗老化性能，使用地点不同，气候带不同，其表面最大老化厚度为30年小于20μm，由于船舶常年在不同的地方航行，因此smc复合材料的采用使得船舶报警装置不易变形和老化，免于维护；smc复合材料对噪音的内部阻尼作用明显优于金属，具有优良的隔噪音性能，这样内置于球体内的北斗卫星信号接收器发送信号时不易受到外界环境的干扰，发送的信息更加精准，更方便于救援人员的抢救。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。