一种复合材料地板中梁和集装箱的制作方法

1.本实用新型涉及集装箱的技术领域，具体而言涉及一种复合材料地板中梁和集装箱。


背景技术：

2.在物流运输领域地板是不可或缺的承载构件，目前集装箱地板通常为木质或竹木复合的胶合板，受胶合板尺寸限制，集装箱地板在中间位置沿纵向会产生一条拼接缝，而集装箱使用过程中尤其是海运集装箱需要具有一定的密封性能，以保护箱内货物避免盐汽水雾的侵蚀及受潮等。
3.为满足密封性能，通常会在集装箱地板拼接缝下侧设置一根沿纵向的地板中梁，并通过打密封胶处理起到良好的密封效果。目前地板中梁多为corten钢材，存在耐腐性差，需做防腐处理，不仅污染环境也增加了生产制造成本，且钢制地板中梁在长期疲劳载荷作用下有产生永久变形的隐患。近年来随着铁矿石等原材料的大幅上涨，钢制地板中梁成本也逐步提高，大大增加了箱厂的原材料成本。
4.因此，亟需提供一种复合材料地板中梁和集装箱，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.为至少部分地解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种用于集装箱的复合材料地板中梁，所述复合材料地板中梁包括增强部分，所述增强部分包括：
7.第一表面材料层，所述第一表面材料层位于所述增强部分的顶部；
8.第二表面材料层，所述第二表面材料层位于所述增强部分的底部；以及
9.纤维堆叠层，所述纤维堆叠层设置于所述第一表面材料层和所述第二表面材料层之间，所述纤维堆叠层包括沿厚度方向堆叠的第一连续纤维长丝层和第二连续纤维长丝层，其中所述第一连续纤维长丝层和第二连续纤维长丝层中的连续纤维长丝交叉排布。
10.进一步地，所述纤维堆叠层包括沿厚度方向堆叠的至少一个重复单元，所述重复单元包括：
11.第一连续纤维长丝层—第二连续纤维长丝层。
12.进一步地，所述纤维堆叠层还包括短切纤维纱层，所述纤维堆叠层包括沿厚度方向堆叠的至少两个重复单元，相邻的两个所述重复单元之间设置所述短切纤维纱层。
13.进一步地，所述纤维堆叠层包括沿厚度方向依次堆叠的：
14.第一连续纤维长丝层—第二连续纤维长丝层—短切纤维纱层—第一连续纤维长丝层—第二连续纤维长丝层。
15.进一步地，所述纤维堆叠层还包括短切纤维纱层，所述纤维堆叠层包括沿厚度方向依次堆叠的：
16.第一连续纤维长丝层—短切纤维纱层—第二连续纤维长丝层—短切纤维纱层—第一连续纤维长丝层—短切纤维纱层—第二连续纤维长丝层—短切纤维纱层—第一连续纤维长丝层。
17.进一步地，所述第一连续纤维长丝层和第二连续纤维长丝层中的连续纤维长丝交叉排布的夹角为60～120
°
。
18.进一步地，所述第一连续纤维长丝层和第二连续纤维长丝层中的连续纤维长丝正交排布。
19.进一步地，所述第一连续纤维长丝层和所述第二连续纤维长丝层中的连续纤维长丝选自玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种；
20.所述短切纤维纱层中的短切纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维和芳纶纤维中的一种；
21.所述表面材料层为表面毡层、聚酯毡层或短切纤维纱层。
22.根据本实用新型的复合材料地板中梁，具有重量轻、污染小、耐腐蚀性高，使用寿命长，寿命可达20年以上，抗屈服能力强，回弹性好，结构强度高等优点，且使用过程无需保养维护。
23.本实用新型的第二方面提供一种集装箱，包括上述第一方面所述的复合材料地板中梁。
24.进一步地，所述复合材料地板中梁设置于所述地板的底侧；
25.所述集装箱的地板具有拼接缝，且所述复合材料地板中梁沿所述拼接缝延伸；或者
26.所述复合材料地板中梁沿所述集装箱的长度方向延伸。
27.根据本实用新型的集装箱，能够起到与上述第一方面的复合材料地板中梁相类似的技术效果。
附图说明
28.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
29.附图中：
30.图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的复合材料地板中梁中增强部分的结构示意图；
31.图2为根据本实用新型的另一种优选实施方式的复合材料地板中梁中增强部分的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.110：第一表面材料层
34.120：第二表面材料层
35.200：第一连续纤维长丝层
36.300：短切纤维纱层
37.400：第二连续纤维长丝层
具体实施方式
38.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
39.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
40.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、成分和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、成分、组件和/或它们的组合。
41.本实用新型提供了一种复合材料地板中梁，主要应用于各类集装箱、车辆、户外平台和建筑装饰等领域。尤其适合应用于集装箱。其中，集装箱地板多由拼接而成，其上具有拼接缝。本实用新型的复合材料地板中梁优选设置在拼接缝处以对其进行遮挡和/或加强。例如，复合材料地板中梁可以设置在地板的底侧，其优选沿集装箱的长度方向延伸。
42.本实用新型的复合材料地板中梁主要由基体材料与增强部分组成，其中的基体材料可以是热固性树脂，例如其由不饱和聚酯树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂和色浆组成。如热固性树脂还可选用聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等。可选地，基体材料还可以由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等热塑性树脂组成。
43.示例性地，当基体材料选用热固性树脂时，复合材料地板中梁的各组分原材料按照以下重量份数组成：
44.不饱和聚酯树脂：80～120份，
45.固化剂：1～4份，
46.促进剂：0.1～0.5份，
47.增强部分：50～90份，
48.阻燃剂：0～30份，
49.色浆：0～8份。
50.其中，固化剂优选为过氧化甲乙酮、邻苯二甲酸二甲酯、过氧化苯甲酰、二乙二醇和异丙苯过氧化氢其中的一种或多种混合而成。促进剂优选为异辛酸钴。阻燃剂优选为氢氧化铝。色浆是根据产品要求定制的具有特定颜色的树脂基颜料。
51.增强部分包括位于顶部的第一表面材料层110和位于底部的第二表面材料层120。以及位于第一表面材料层110和第二表面材料层120之间的纤维堆叠层。
52.其中，纤维堆叠层通过不同的纤维层堆叠制成，例如使用第一连续纤维长丝层200和第二连续纤维长丝层400沿厚度方向堆叠制成。并且，第一连续纤维长丝层200和第二连续纤维长丝层400中的连续纤维长丝优选为交叉排布。或者说，第一连续纤维长丝层200中的连续纤维长丝的延伸方向和第二连续纤维长丝层400中的连续纤维长丝的延伸方向交
叉。
53.可选地，，纤维堆叠层可以由第一连续纤维长丝层200、第二连续纤维长丝层400和短切纤维纱层300沿厚度方向堆叠制成。
54.示例性地，交叉的角度可以为60～120
°
。优选地，交叉的角度可以为90
°
即，第一连续纤维长丝层200和第二连续纤维长丝层400中的连续纤维长丝优可以正交排布。或者说，第一连续纤维长丝层200和第二连续纤维长丝层400中的连续纤维长丝分别沿复合材料地板中梁的长度方向和宽度方向延伸。
55.在一种可选实施方式中，第一连续纤维长丝层200和第二连续纤维长丝层400中的连续纤维长丝即沿长度方向连续不切断排布的长纤维。短切纤维纱层300中的短切纤维为根据产品需要切割成等长度尺寸的短纤维，例如短切纤维的长度可以是3～10cm。
56.连续纤维长丝以及短切纤维均可以选自玻璃纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、碳纤维或其他纤维等材料中的至少一种。优选地，连续纤维长丝和短切纤维均为玻璃纤维。
57.在一种可选实施方式中，第一表面材料层110和/或第二表面材料层120优选为表面毡层、聚酯毡层或短切纤维纱层。
58.并且，第一连续纤维长丝层200的面密度优选不低于第二连续纤维长丝层400。或者说，第二连续纤维长丝层400的面密度小于或等于第一连续纤维长丝层200的面密度。进一步优选地，第二连续纤维长丝层400与第一连续纤维长丝层200的面密度之比为1:1～1:5。由此，能够提高复合材料地板中梁在长度方向上的负荷能力。
59.在本实用新型的一种优选实施方式中，如图1所示，复合材料地板中梁可以具有如下排布形式：自上而下为第一表面材料层110—第一连续纤维长丝层200—短切纤维纱层300—第二连续纤维长丝层400—短切纤维纱层300—第一连续纤维长丝层200—短切纤维纱层300—第二连续纤维长丝层400—短切纤维纱层300—第一连续纤维长丝层200—第二表面材料层120。
60.在本实用新型的另一种优选实施方式中，纤维堆叠层可以具有至少一个第一连续纤维长丝层200—第二连续纤维长丝层400形式的重复单元。并且可以根据不同的厚度需求设置若干个重复单元。例如2个、3个、4个5个等。即，增强材料的组成结构为：第一表面材料层110—第一连续纤维长丝层200—第二连续纤维长丝层400—
······
第一连续纤维长丝层200—第二连续纤维长丝层400—第二表面材料层120。
61.另外，在相邻的两个重复单元之间可以设置一层短切纤维纱层300，以提高强度和结合力。
62.具体而言，如图2所示，复合材料地板中梁可以具有如下排布形式：自下而上为第一表面材料层110—第一连续纤维长丝层200—第二连续纤维长丝层400—短切纤维纱层300—第一连续纤维长丝层200—第二连续纤维长丝层400—第二表面材料层120。
63.以上复合材料地板中梁的结构形式仅为比较典型的结构，设计人员可以根据产品性能要求及厚度尺寸的不同，通过增加层数或增加材料面密度等方式进行排列组合，设计满足性能要求的结构形式。
64.短切纤维纱层300的作用是增强连续纤维长丝层之间的界面结合强度，消除复合材料地板中梁成型后的分层隐患。
65.增强部分中的空隙，或者说纤维之间的空隙位置均由基体材料填充，基体材料充
分浸润增强部分后经过一系列的化学反应固化成型为复合材料板材，而后经后续的精切割加工成复合材料地板中梁所需的长宽尺寸。
66.例如，制成的复合材料地板中梁的厚度尺寸优选为2～8mm，宽度尺寸优选为30～150mm，长度尺寸优选为2～16m。制得的成品密度可以为1.5～1.8g/cm3。
67.采用本实用新型的设计参数及成型工艺制造的复合材料地板中梁，其机械性能得到极大提高，满足现有集装箱及车辆用地板中梁的使用要求。本实用新型的复合材料地板中梁由纤维材料和树脂材料制成的增强复合材料地板中梁，实现对传统钢制地板中梁材料的完全替代，复合材料地板中梁可耐强酸、强碱、以及盐汽水雾的腐蚀，其使用寿命长达20年，且复合材料地板中梁具有极佳的回弹性不会产生永久变形，复合材料地板中梁的密度约为1.7g/cm3，其重量只有传统钢制地板中梁的1/5，具有较好的减重效果。具体地，本实用新型具有如下优点：
68.(一)、环保性，本实用新型的新型复合材料地板中梁以纤维和树脂为原材料，避免了传统钢制地板中梁的酸洗、镀锌等重污染工序，可实现了对传统地板中梁的完全替代。
69.(二)、防腐性能，本实用新型的复合材料地板中梁，可耐盐汽水雾、及强酸强碱的腐蚀，使用过程中无维护及维修费用。
70.(三)、满足使用习惯，该复合材料地板中梁的装配及表面处理方式完全符合传统使用习惯，不给客户增加任何处理工序。
71.(四)、使用寿命长，本实用新型的复合材料地板中梁使用寿命为20年，在集装箱或车辆整生命周期不需要更换。
72.(五)、无永久变形，本实用新型的复合材料地板中梁在频繁载荷作用下具有极佳的回弹性，不会像钢制地板中梁产生永久变形。
73.(六)、耐温性优，复合材料地板中梁的正常使用温度范围为-60℃～80℃，满足集装箱及车辆的正常使用温度要求。
74.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
75.本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。