一种船用低密高强非金属复合地板的制作方法

1.本实用新型属于通用非金属复合材料技术领域，尤其涉及一种低密度、高强度的非金属复合材料板，主要用于船舶重载场合甲板铺装，实现低密度高负载通用化地板工程应用。


背景技术：

2.当前，船舶内部仓库为了实现通用化存储，要求地板对存储对象具有通用化的支撑、系固等功能，因此其地板不再使用简单的钢板构件，往往设计为功能化地板。功能化地板若简单的以钢制材料进行制造，会大大增加船体结构重量，对于船体总体指标、资源消耗均造成严重浪费，因此，功能化地板的轻量化设计成为一个亟待解决的问题。由于海上环境恶劣复杂，工作温度范围在-55~60℃，长期处在盐雾环境中，且有阻燃性要求，因此常见的轻量化地板材料几乎无法满足要求。当前舰船上典型的功能化地板材料采用轻质聚合物混凝土基材，虽具有一定的承载能力，但密度仍然较高，且该种材料脆性大易开裂，甚至局部脱落现象，无法适应船体变形工况，同时存在铺装工艺复杂、养护困难的问题，且密度与强度指标无法兼顾，因此需要寻求新型材料进行优化替代。
3.专利公开号为cn202017325u的中国专利公开一种金属复合地板，通过金属复合板和木质板压制而成的复合板材，解决了木质板材强度不足的问题,但木质板材属于易燃材料，不可以应用在舰船上。
4.专利公开号为cn110273530a的中国专利公开一种双层抗压亚克力地板，通过一种特殊的结构将两块亚克力板进行扣合，增强亚克力板材的强度，但亚克力板材本身不具备阻燃能力，且其材料本身质地硬而脆，无法适应船体变形和重载冲击工况，因此不可以应用在舰船上。


技术实现要素：

5.针对现有的地板材料没有专门针对船体甲板和舱室甲板的材料，在材料的重量和强度方面无法做到兼顾的问题，本实用新型提供一种船用低密高强非金属复合地板，可以满足低密度高强度的应用场景，尤其是船用低密高强通用化地板铺装的迫切现实需求，解决了当前同类材料比重和强度无法兼顾的技术难题。
6.本实用新型的目的是以下述方式实现的：
7.一种船用低密高强非金属复合地板，包括塑料骨架，所述塑料骨架包括上部表面层和下部格栅结构，塑料骨架的格栅结构内填充有泡沫混凝土或泡沫铝，塑料骨架的表面层涂覆有一层耐磨层。
8.耐磨层为聚氨酯层。
9.塑料骨架的表面层与格栅结构一体成型。
10.所述塑料骨架材质为改性聚苯醚。
11.塑料骨架的格栅结构内表面涂刷聚氨酯胶水。
12.本实用新型提出的船用低密高强非金属复合地板材料，包括塑料骨架，塑料骨架包括上部表面层和下部格栅结构，塑料骨架的格栅结构内填充有泡沫混凝土或泡沫铝，塑料骨架的表面层涂覆有一层耐磨层。塑料骨架具有重量轻、强度高的特点；塑料骨架上下不对称设计，上部表面层提供高强度表面支撑，下部栅格结构用于减重，且格栅结构的空腔中填充泡沫混凝土或泡沫铝，增加阻燃性，同时提高格栅结构的支撑力；对填充过泡沫混凝土的表面层涂覆耐磨层，增强板材表面的耐磨性；本实用新型通过多元异构材料耦合技术途径，解决了铺装材料在重量和强度之间的兼顾性问题；本实用新型尤其适用于船体及其舱室甲板（如通用化贮存舱室）对于铺设材料的密度、强度和阻燃性都有较高要求的场合，且格栅结构内填充泡沫混凝土或泡沫铝不易开裂，也不会出现局部脱落现象，可以很好的适应船体变形工况，同时具有良好的铺装工艺性、耐磨性，很好的解决了上述工程问题，亦适用于其他同类应用场合。
附图说明
13.图1是塑料骨架的三视图。
14.图2是塑料骨架的格栅结构填充泡沫混凝土或泡沫铝后的三视图。
15.图3是本实用新型的整体结构示意图。
16.其中，1-塑料骨架，11-表面层，12-格栅结构，2-泡沫混凝土或泡沫铝，3-耐磨层。
具体实施方式
17.如图1-图3所示，一种船用低密高强非金属复合地板，包括塑料骨架1，塑料骨架具有重量轻、强度高的特点；所述塑料骨架1包括上部表面层11和下部格栅结构12，塑料骨架上下不对称设计，上部表面层11提供高强度表面支撑，下部栅格结构12用于减重；塑料骨架的格栅结构12内填充有泡沫混凝土或泡沫铝2，增加阻燃性，同时提高格栅结构的支撑力，填充泡沫混凝土或泡沫铝之前，在塑料骨架的格栅结构内表面涂刷聚氨酯胶水，增强塑料骨架的格栅结构与泡沫混凝土或泡沫铝的结合力；塑料骨架1的表面层涂覆有一层耐磨层3，增强非金属复合地板板材表面的耐磨性，耐磨层3可选用聚氨酯层。
18.塑料骨架的表面层与格栅结构一体成型。
19.所述工程塑料为改性聚苯醚，所述改性聚苯醚密度1.06g/cm3，阻燃性为v0（ul94），拉伸强度63mpa（10kn，20,mm/min） ，弯曲强度82mpa（3kn，20,mm/min），简支梁冲击强度27（2j，2.9m/s）。
20.本实用新型通过多元异构材料耦合技术途径，解决了铺装材料在重量和强度之间的兼顾性问题；本实用新型尤其适用于船体及其舱室甲板（如通用化贮存舱室）对于铺设材料的密度、强度和阻燃性都有较高要求的场合，亦适用于其他同类应用场合，可以很好的适应船体变形工况，同时具有良好的铺装工艺性、耐磨性，很好的解决了现有材料脆性大易开裂，甚至出现局部脱落现象的问题。
21.船用低密高强非金属复合地板的制备工艺
22.聚苯醚塑料骨架1按照已有的设计图纸进行注塑成型，在其下部格栅结构12内进行泡沫混凝土或泡沫铝2填充，具体步骤如下：
23.a)施工前用刷子在聚苯醚格栅结构12的内部全部涂刷一层阻燃型聚氨酯胶水，以
提高聚苯醚材料与泡沫混凝土之间的粘结性，所述聚苯醚格栅结构12的内部为格栅结构与填充物相接触的部位，涂刷完成后，静置干燥24小时后进行后续施工；
24.b)将水泥、粉煤灰、发泡剂等原材料根据工程需要按照设定比例进行搅拌发泡，混合均匀，制成泡沫混凝土2；
25.c)将发泡好的泡沫混凝土2填入聚苯醚塑料骨架的格栅结构12中，并修平；
26.d）静置12小时后进行保湿养护，养护时间不小于24小时，复合形成标准规格的聚苯醚-泡沫混凝土块，如图2所示；
27.e）对制备的聚苯醚-泡沫混凝土块进行打磨，使表面层11粗糙，用于增强聚氨酯耐磨层3与塑料骨架2的表面层11之间的粘接强度，打磨完毕后对聚苯醚-泡沫混凝土块上下表面进行双组份聚氨酯耐磨层3喷涂，达到上下全覆盖效果，耐磨层厚度可以根据需求进行调整。喷涂完毕后等待5-7天，待耐磨层完全硬化后，对其表面不平整的地方进行打磨，最终制成一块低密度高强度非金属复合地板材料。
28.所制备的非金属船用甲板材料密度小于1.3 g/cm3，抗压强度指标大于15mpa，6t载重（4轮）碾压耐磨试验大于5000次条件下，复合地板表面无明显磨痕。
29.船用低密高强非金属复合地板作为船用甲板上的铺设工艺
30.1)甲板预处理
31.将甲板上的杂物和铁锈清除干净，生锈严重的部位应用角磨机进行打磨干净，不用特意打磨平滑；清理甲板时可以用水冲洗甲板，也可以用风机或吸尘器清理,只要保证甲板表面清洁，甲板表面潮湿，可以进行施工作业，不影响效果，但施工时甲板表面不能有游离水，应用海绵吸干。
32.2)铺设复合地板板材
33.为保证船体或舱室甲板表面与复合地板板材粘接牢固，需要对船体或舱室甲板表面、复合地板板材底面（塑料骨架的格栅结构所在的面）进行除污处理，保证平面干净、无杂物；将聚氨酯胶水和有机填料混合，在船体或舱室甲板表面上涂抹均匀，达到找平厚度，然后将复合地板板材铺设在船体或舱室甲板表面上，并进行修平处理；
34.3)填充缝
35.由于船体或舱室甲板面积大，单块复合地板板材面积较小，需要多块复合地板板材依次铺设，相邻复合地板板材之间留有一定缝隙，使用具有粘接和弹性变形能力的填充缝材料进行填充，可保证铺设完成的地板的平整度和整体性，减少因船体变形导致的地板开裂、崩碎现象。为保证填充缝粘接牢固，待铺设好的复合地板板材固化后，需保证复合地板板材之间的缝隙干净、无杂物，将填充缝材料挤入缝隙中，并使用抹刀抹平，静置24小时，待7天后完全固化，完成铺设。
36.铺设完成后的甲板具有平整光滑的表面，其内部的聚苯醚-泡沫混凝土复合材质可以承载大应力而不发生破坏，表面的聚氨酯耐磨层提高了甲板整体的耐久性和耐磨性。整体材料具有阻燃、低毒、低密、高强的特点，基于该技术制作的材料，在密度1.2g/cm3的前提下，抗压强度指标可以达到15mpa以上。
37.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。