一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统和方法与流程

本发明涉及船舶制造领域，具体地，涉及一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法。

背景技术：

现有的船体往往采用钢板、木头、玻璃钢等材料制造而成。

但是，钢板虽然坚实但很重，且成本高昂，使得载重量变小、只适用于大型船体；木头虽然质轻易于取得，但是容易烂掉、寿命短、不适合大船的制造。玻璃钢往往需要环氧树脂手糊，其制造效率低、坚实程度不及钢板、仅适合中小型船体。

故而，一种能够通用于各种船体，且质轻，坚固，成本低廉，性能佳的船体和其制造方法急需研发。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述缺陷，提供一种能够通用于各种船体，且质轻，坚固，成本低廉，性能佳的船体和其制造方法。

本发明提供了一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统，其特征在于：包括底槽和模具组件；

上述底槽内，凹陷式的设有依船体形状设计的制造槽；

上述模具组件，包括吊装系统和模具；

上述吊装系统，用于吊装模具；

上述模具，与制造槽的形状结构相配合，与制造槽之间形成船型预设空间；

上述船型预设空间内设有船体的骨架。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统，还具有这样的特点：即、上述船型预设空间的上沿设有进料环：

或

上述船型预设空间的上沿有至少一对进料口。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统，还具有这样的特点：即、上述底槽和模具内还设有加热/保温装置。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统，还具有这样的特点：即、还包括注射系统；

上述注射系统向船型预设空间内注射制造改性聚双环戊二烯的原料。

另外，本发明还提供了一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，其特征在于：

采用上上述的制造系统；

步骤一、在制造槽内埋设船体的骨架；

步骤二、通过吊装系统将模具吊至制造槽内，通过对制造槽和模具相对位置的调整，形成船型预设空间；

步骤三、通过注射系统向船型预设空间内注射改性聚双环戊二烯的原料；

步骤四、原料经反应后定型。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，还具有这样的特点：即、上述改性聚双环戊二烯的原料由包括如下重量百分比的组份制造而成：

其中，上述催化剂选自钌卡宾催化剂中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，还具有这样的特点：即、上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1为苯环上多取代或单取代的氢、烷基、烷氧基、环烷基、苄基、芳基、杂芳基、卤素、胺基、硝基、n-取代基、s-取代基、o-取代基；r2、r3、r4为苯环上多取代或单取代的氢、烷基、烷氧基、卤素、胺基、硝基；

或

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1为烷基、芳基；r2为氢、烷基、烷氧基、芳基；r3为conme2、so2cf3、cocf3、no2；

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1、r2、r3、r4、r5、r1‘、r2‘、r3‘、r4‘、r5‘r7、z2为氢、烷基、芳基；l为卤素；y为氧或硫；z1为苯环上任一或任几取代的卤素、硝基、氨基、芳基、烷基、烷氧基；

或

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1、r2、r3、r4、r5、r1‘、r2‘、r3‘、r4‘、r5‘、r6、r7、r8、r9为氢、烷基、芳基；l为卤素；z1为苯环上任一或任几取代的氢、卤素、硝基、氨基、芳基、烷基、烷氧基；n＝1,2,3,4,5。

上述阻燃剂为改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁，以及有机硅型阻燃剂、三聚氰胺磷酸盐、磷酸酯类阻燃剂、季戊四醇中的一种或多种阻燃剂的复配混合物。

在本发明中，双环戊二烯的纯度优选为99％以上。

上述改性氢氧化铝以及改性氢氧化镁，其改性过程中所选用的改性剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、有机铬偶联剂脂肪酸及其盐、不饱和有机酸、有机铵盐中的一种或多种复合。

上述改性的方法为，将氢氧化铝/氢氧化镁在水中与改性剂混合后，于20-70℃的温度下超声反应10-60分钟，烘干磨碎后即为改性氢氧化铝/改性氢氧化镁。

上述改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁，与有机硅型阻燃剂、三聚氰胺磷酸盐、磷酸酯类阻燃剂、季戊四醇中的一种或多种阻燃剂的质量比为1:0.1-0.8。

优选地，阻燃剂必然含有磷酸酯类阻燃剂的组分。

更优选地，磷酸酯类阻燃剂在中的阻燃剂中的质量百分比含量不低于20％。

上述偶联剂选自硫醇类偶联剂、有机铬络合物、硅烷类偶联剂、钛酸酯类和铝酸化合物中的一种或几种。

上述防老化剂为双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或几种。

上述紫外线吸收剂选自uv-326、uv-1164、uv-531、uv-327、uv-360、uv-1157、uv-234中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，还具有这样的特点：即、还包括成型优化剂；

上述成型优化剂的用量为原料总重量的0.01-0.5％；

上述成型优化剂由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；

其中，上述马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.5-0.8：2.1-2.3:0.6-0.7。

通过该成型优化剂的加入，能够有效提高产品的耐腐蚀耐腐烂耐海水侵蚀程度，提高产品的坚韧度从而来提高产品的寿命。同时，由于该成型优化剂的加入能够良好调和其他各组分之间的融合聚合形式，使注射成型的均匀度提高的同时，加速反应的进行，从而提高成型的速度和产品最后的均匀度。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，还具有这样的特点：即、将各组分的原料混合后，注射入模具内，与25-60℃的温度下反应1-10分钟即可；

或采用如下步骤：

步骤一、称取50％wt的双环戊二烯、阻燃剂、偶联剂充分混合作为剂料a；

步骤二、将剩余的双环戊二烯，与与其他组分充分混合制成剂料b；

步骤三、将剂料a和剂料b采用枪头混合的方式注射入模具内，将制造槽和模具加热到50-80℃，保温5-10分钟后开模即得；

或采用如下步骤：

步骤一、称取40％wt的双环戊二烯、改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁、硫醇类偶联剂或有机铬络合物，在30-60℃的温度下充分混合作为剂料a；

步骤二、称取40％wt的双环戊二烯、其他阻燃剂、偶联剂，在室温下充分混合作为剂料b；

步骤三、将剩余的双环戊二烯，与其他组分充分混合制成剂料c；

步骤三、趁热将剂料a和剂料b混合后，加入剂料c混合均匀注射入模具内，将制造槽和模具加热到50-80℃，保温5-10分钟后开模即得。

此外，本发明还提供了一种复合材料的制造方法，其特征在于：根据目标复合材料的造型，将上述制造系统中的制造槽和模具进行调整后，采用上述制造方法进行目标复合材料的制造。

本发明的作用和效果：

本发明通过用改性的聚双环戊二烯材料的配方，做成肉或者说包裹物，然后用钢丝(网格状的钢丝网)作为骨架。在预先挖好的船体槽子(可以预挖的金属空腔模型)中一体成型，实现固化。

该方法成型快、性能好、耐腐蚀耐腐烂耐海水侵蚀、寿命长、轻量化(其含钢丝骨架的材料总密度在1.1-1.4之间)，且成型效率高、一体成型、人工成本低、适合大中小各类船体的制作。

附图说明

图1、本实施例涉及的制造系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造系统，包括底槽100、模具200和吊装设备300；

该底槽100内，凹陷式的设有依目标船体形状，通过挖掘或施工的方式来预挖金属空腔模型，获得船型的制造槽体；

根据船体的形状和结构，在该底槽100的制造槽体内，埋设钢丝11(网格状的钢丝网)作为骨架。

该模具200，与制造槽的形状结构相配合；

该吊装设备300，通过电动拉索310与模具200相接后，实现对模具200的吊挂；

在使用的过程中，根据目标船体的形状，通过电动拉索310将模具200吊设在底槽100的制造槽体内，与制造槽之间形成船型预设空间10；

通过向箭头所示的方向注入混合改性聚双环戊二烯的制造原料，反应一定的时间后，通过吊装设备300将模具200拉离后，即可实现船模的构建。

当改性聚双环戊二烯的制造需配合加热过程时，该模具200和底槽100内，靠近船型预设空间10的位置上分别设有电加热设备，如：电热丝等，当聚合过程需要热加热的情况下，启动模具200内的加热设备210和底槽100内的加热设备110即可。

将上述设备应用于船模的制造时，其具体的制造步骤如下所示：

步骤一、根据船模挖出制造槽，并准备模具；

步骤二、在制造槽内埋设船体的骨架；

步骤三、通过吊装系统将模具吊至制造槽内，通过对制造槽和模具相对位置的调整，形成船型预设空间；

步骤三、通过注射系统向船型预设空间内注射改性聚双环戊二烯的原料；

步骤四、原料经反应后定型。

在本实施例中改性聚双环戊二烯材料1#，由如下重量百分比的组份制造而成：

按照以下步骤制备环保阻燃聚双环戊二烯材料1#：

1)称取50％wt的双环戊二烯、钛酸酯偶联剂改性的氢氧化铝、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、kh550充分混合作为剂料a；

2)将剩余的双环戊二烯、催化剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、uv-327、uv-1157充分混合制成剂料b；

3)将混合好的a,b剂料分别加入注塑机的两个料仓，调整吸料的速率比为4.3:1；

4)启动注塑机后，将a,b两种剂料同时吸入注射枪头，进行混合；

5)将混合后的物料注射入船型预设空间内(底膜和模具的温度均设为50-80℃)中，保压5-10分钟；

6)开启模具，脱模，即得带有骨架的船模。

在本实施例中改性聚双环戊二烯材料2#，还可由如下重量百分比的组份制造而成：

1)称取50％wt的双环戊二烯、硅烷偶联剂改性的氢氧化铝、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、tmc-201充分混合作为剂料a；

2)将剩余的双环戊二烯、催化剂、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、uv-1164、uv-1157充分混合制成剂料b；

3)将混合好的a,b剂料分别加入注塑机的两个料仓，调整吸料的速率比为4.3:1；

4)启动注塑机后，将a,b两种剂料同时吸入注射枪头，进行混合；

5)将混合后的物料注射入船型预设空间内(底膜和模具温度均为50-80℃)中，保压5-10分钟；

6)开启模具，脱模，即得目标产品。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料3#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)称取40％wt的双环戊二烯、硅烷偶联剂改性的氢氧化铝、tmc-201，加热至45℃充分混合作为剂料a；

2)称取40％wt的双环戊二烯、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、kh550充分混合制成剂料b；

3)将剩余的双环戊二烯、催化剂等剩余组分、充分混合制成剂料c；

4)趁热将剂料a和剂料b混合后，加入剂料c混合均匀注射入船型预设空间内；

5)底膜和模具的温度均为50-80℃中，保压1-2分钟；

6)开启模具，脱模，即得目标模型。

为了提高船模的韧性和较上之材料更为优秀的防腐耐腐效果，下述实施例加入了优化剂1#或优化剂2#，

优化剂1#由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；其中，马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.5：2.3:0.6。

优化剂2#由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；其中，马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.8：2.1:0.7。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料4#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)将所有的原料混合后，注射入预设空间内中，保压1-3分钟；

2)开启模具，脱模，即得船模。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料5#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)将所有的原料混合后，注射入预设空间内中，保压1-3分钟；

2)开启模具，脱模，即得船模。