CN101214849B - 轻型聚氨酯泡沫填充护舷及其制造方法 - Google Patents

轻型聚氨酯泡沫填充护舷及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷及其制备方法,该护舷由泡沫体、聚脲涂料层、泡沫体两端的加强凸台和预置在该泡沫体内部且贯穿该泡沫体两端的连接件组成,所述的泡沫体为聚氨酯一体成型泡沫体,所述的聚脲涂料层中设有补强材料层,该补强材料层由化学纤维材料缠绕构成;制备方法包括:将连接件放置在模具内部,将泡沫体注入模具得到聚氨酯一体成泡沫体;将连接件两端与加强凸台连接,缠绕化学纤维材料,喷涂聚脲涂层即得;与现有技术相比,本发明重量小、吸能量大、反力低、使用寿命长,制作工艺简单,耐油性能优异,环境适应能力强。

Description

轻型聚氨酯泡沫填充护舷及其制造方法
技术领域
本发明提供一种舰船护舷,特别是对舰船靠泊或靠帮补给时吸收撞击能量的轻型聚氨酯泡沫填充护舷。
背景技术
目前,舰船护舷产品主要橡胶护舷、充气护舷和泡沫护舷为主。橡胶护舷是将天然橡胶或合成橡胶胶料热熔后在在特定模具中浇铸而成,存在重量大、设计压缩变形小、抗剪切能力差等缺点。充气护舷利用压缩空气作为缓冲介质来吸收舰船的撞击能量,存在反力高、易挤爆等缺点。泡沫护舷是以泡沫材料为缓冲介质,由泡沫板经粘结层绕而成,然后在层绕的泡沫体外部浇铸橡胶表皮,存在制作工艺复杂、泡沫体易层脱分离、使用寿命较短的缺点。
发明内容
针对目前对舰船靠泊或靠帮补给时吸收撞击能量的轻型泡沫护舷的现状以及存在的问题,本发明经过研发,开发了一种吸能量大、反力低、使用寿命较长、制作工艺简单的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,以克服背景技术涉及的舰船护舷的不足。    
本发明的目的在于提供一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷,该护舷通过采用聚氨酯一体成型泡沫体为吸能介质、采用补强材料补强喷涂聚脲为表皮、护舷两端的加强凸台以及通过预置在聚氨酯一体成型泡沫内部的连接件连接组成。
本发明的目的还在于提供一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷的制造方法,通过采用在模具中发泡成型的方法制成聚氨酯一体成型泡沫体,制造成一种吸能量大、反力低、使用寿命较长、制作工艺简单的轻型聚氨酯泡沫填充护舷。
本发明提供一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其由泡沫体、聚脲涂料层、泡沫体两端的加强凸台和预置在该泡沫体内部且贯穿该泡沫体两端的连接件组成,所述的泡沫体为聚氨酯一体成型泡沫体,所述的聚脲涂料层中设有补强材料层,该补强材料层由化学纤维材料经相互缠绕构成。
本发明的护舷所采用的聚氨酯一体成型泡沫体为吸能介质,采用的聚脲涂料层为补强喷涂聚脲表皮层,所述的护舷两端的加强凸台通过预置在聚氨酯一体成型泡沫内部的连接件连接。
本发明的特征尤其在于:上述的聚氨酯一体成型泡沫体是精选特定配方按照特定的重量比例,将其混合物在模具中发泡成型制得的。该特定配方的组成包括5-15重量份的4,4′-MDI、80-120重量份的聚醚多元醇、0.1-2重量份的表面活性剂、3-15重量份的催化剂、0.1-2重量份的硅油等。
所述的MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯。聚醚多元醇也称聚醚,英文名称:Polyether polyols。
本发明的上述表面活性剂优选是三乙醇胺;所述的催化剂优选是辛酸亚锡。
本发明提供的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中上述的聚脲涂料层由组分A和组分R通过喷涂机在泡沫体表面喷涂而成,该组分A是由50-120重量份的MDI与50-120重量份的聚丙二醇(PPG),优选PPG-100(即聚丙二醇-100)组成,优选为组分A的反应预聚物,反应过程为:将PPG升温至120~140℃,减压脱水,冷却至50~60℃,按配比加入事先在室温放置平衡的MDI,边搅拌边升温到70℃以上,在氮气保护下反应,冷却即得,该组分R由45-90重量份的端环氧乙烷基聚丙二醇(PPGT-EO),优选PPGT-5000EO、2-15重量份的二乙基甲苯二胺、1-20重量份的3-3′-二乙基-4-4/-二氨基二苯甲烷、10-30重量份的二辛脂(DOP)组成。
为了增强本发明所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷的抗撞击性,所述的聚脲涂料层中优选还包括设有补强材料层,该补强材料层由化学纤维材料缠绕构成,补强材料为具有一定强度化学纤维材料,例如:采用强度为断裂强度不低于236牛顿的尼龙或涤纶,所述的所述补强材料层和聚脲涂料层为交替设置的多层结构,相邻的补强材料层的缠绕方向相反。例如,优选以15-75度的角度和0.1-5毫米的距离进行分层缠绕。
在本发明的优选实施例中,本发明提供了一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷,该护舷由聚氨酯一体成型泡沫体、含有补强材料层的聚脲涂料层、设于护舷两端的加强凸台和预置在该聚氨酯一体成型泡沫体的内部的连接件组成。其中,所述的聚氨酯一体成型泡沫体是由5-15重量份的4,4′-MDI、80-120重量份的聚醚多元醇、0.1-2重量份的三乙醇胺、3-15重量份的辛酸亚锡、0.1-2重量份的硅油组成,将其混合在模具中发泡成型制得;所述的聚脲涂料层由组分A和组分R通过喷涂机在泡沫体表面喷涂而成,该组分A是由50-120重量份的MDI与50-120重量份的聚丙二醇(PPG),优选PPG-100(即聚丙二醇-100)反应制得的,该组分R包括45-90重量份的PPGT-5000EO、2-15重量份的二乙基甲苯二胺、1-20重量份的3-3′-二乙基-4-4′-二氨基二苯甲烷、10-30重量份的二辛脂(DOP)。本发明中所述的“一体成型泡沫体”也可称为“一体成泡沫体”。
该补强材料采用强度为断裂强度不低于236牛顿的尼龙帘子线,其以15-75度的角度和0.1-5毫米的距离进行分层缠绕,每相邻的两层补强材料层的材料的缠绕方向相反。具体为:尼龙帘子线与圆柱形聚氨酯一体成型泡沫体中心轴线的角度优选为60度,尼龙帘子线之间距离0.5毫米,第一层尼龙帘子线为顺时针缠绕,第二层尼龙帘子线为逆时针缠绕,第三层尼龙帘子线为顺时针缠绕。
上述聚氨酯一体成型泡沫体按实施例1中配方在圆柱形模具中发泡成型后,制得的泡沫体的性能如表1。
表1  聚氨酯一体成型泡沫体性能
    项目     性能指标     标准指标
    密度(kg/m<sup>3</sup>)抗拉强度(KPa)断裂伸长率(%)撕裂强度(N/cm)回弹率(%)75%压缩变形(%)     70.5106833.4476.4     70≥100≥80≥340~50≤8
上述的聚脲涂料层按实施例2中配方进行喷涂,形成的聚脲涂料层的性能如表2。
表2聚脲涂料层的性能
    项目     性能指标     标准指标
    密度(kg/m3)抗拉强度(Mpa)断裂伸长率(%)硬度邵尔A耐磨性(阿克隆法)固含量     0.9814.152064180100%     0.95~1.1≥13.7≥50060~65210100%
上述标准指标是本领域公知的用作对照的标准,用上述表中的数据与标准指标对照,可以证明本发明的护舷在各方面均具有优势。
本发明还提供了上述轻型聚氨酯泡沫填充护舷的制备方法,该方法包括:先将连接件放置在泡沫成型模具的内部,将所述的泡沫体注入泡沫成型模具发泡得到聚氨酯一体成泡沫体;将连接件两端与加强凸台连接,缠绕化学纤维材料,化学纤维材料缠绕的方向与聚氨酯一体成型泡沫体的轴向方向具有15-75度的角度,同时喷涂聚脲涂层,待聚脲涂层完全固化后即得。
在本发明的优选实施例中,上述方法包括:预先将制备好的连接件放置在泡沫成型模具内部,将按聚氨酯泡沫体配方组分均匀混合,待混合物乳白时迅速注入模具发泡,熟化成型脱模即得聚氨酯一体成泡沫体;脱模后的泡沫体处理平滑后,将预置在内部的连接件两端与加强凸台连接,顺时针缠绕补强化学纤维,同时喷涂聚脲材料,补强化学纤维材料层完全覆盖后,逆时针缠绕补强化学纤维,直至聚脲涂层达到要求的厚度,待聚脲涂层完全固化后即得轻型聚氨酯泡沫填充护舷。所述的补强材料层和聚脲涂料层为交替设置的多层结构,该多层结构是指一层以上的结构,相邻的补强材料层的缠绕方向相反;该化学纤维材料为尼龙帘子线或涤纶线。
本发明与现有技术相比,轻型聚氨酯泡沫填充护舷重量小、吸能量大、反力低、使用寿命长,制作工艺简单,耐油性能优异,环境适应能力强,可以漂浮在水面上,作业方便。
附图说明
图1:轻型聚氨酯泡沫填充护舷的结构的剖面图。
附图标号:
1——聚氨酯一体成型泡沫体    2——聚脲涂料层
3——加强凸台                4——连接件
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明,但不限定本发明的实施范围。
实施例1:聚氨酯一体成泡沫体配方
聚氨酯一体成泡沫体的配方(质量份)
  原料     配比
  聚醚多元醇4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯三乙醇胺辛酸亚锡硅油     10080.510.5
实施例2:聚脲涂料层
聚脲涂料层的配方(质量份)
  配合剂     配比
  MDI聚丙二醇-100DOPPPGT-5000EO二乙基甲苯二胺3-3’-二乙基-4-4’-二氨基二苯甲烷     70075019072.726.335
实施例3:轻型聚氨酯泡沫填充护舷的制备方法
预先将制备好的连接件放置在泡沫成型模具内部,将按实施例1的聚氨酯泡沫体配方组分均匀混合,待混合物乳白时迅速注入模具发泡,熟化成型脱模即得聚氨酯一体成泡沫体;脱模后的泡沫体处理平滑后,将预置在内部的连接件两端与加强凸台连接,顺时针缠绕补强化学纤维,同时喷涂聚脲材料,补强化学纤维材料层完全覆盖后,逆时针缠绕补强化学纤维,直至聚脲涂层达到要求的厚度,待聚脲涂层完全固化后即得轻型聚氨酯泡沫填充护舷,该轻型聚氨酯泡沫填充护舷的结构的剖面图见图1,其中,聚氨酯一体成型泡沫体(1)的配方见实施例1,聚脲涂料层(2)的配方见实施例2,预置在聚氨酯一体成型泡沫体(1)内部的连接件(4)两端与加强凸台(3)连接,构成了本发明的轻型聚氨酯泡沫填充护舷。

Claims (8)

1.一种轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其由泡沫体、聚脲涂料层、泡沫体两端的加强凸台和预置在该泡沫体内部且贯穿该泡沫体两端的连接件组成,所述的泡沫体为聚氨酯一体成型泡沫体,所述的聚脲涂料层中设有补强材料层,该补强材料层由化学纤维材料缠绕构成;
其中,所述的聚氨酯一体成型泡沫体的组分包括:5-15重量份的4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、80-120重量份的聚醚多元醇、0.1-2重量份的表面活性剂、3-15重量份的催化剂、0.1-2重量份的硅油。
2.根据权利要求1所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述的表面活性剂是三乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述的催化剂是辛酸亚锡。
4.根据权利要求1所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述的聚脲涂料层由50-120重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯、50-120重量份的聚丙二醇、45-90重量份的端环氧乙烷基聚丙二醇、2-15重量份的二乙基甲苯二胺、1-20重量份的3-3′-二乙基-4-4′-二氨基二苯甲烷、10-30重量份的二辛脂组成。
5.根据权利要求1所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述化学纤维材料缠绕的方向与聚氨酯一体成型泡沫体的轴向方向具有15-75度的角度。
6.根据权利要求5所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述的补强材料层和聚脲涂料层为交替设置,该补强材料层和聚脲涂料层的结构均为多层结构,相邻的补强材料层的缠绕方向相反。
7.根据权利要求5所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷,其中,所述的化学纤维材料为尼龙帘子线或涤纶线。
8.权利要求1所述的轻型聚氨酯泡沫填充护舷的制造方法,该方法包括:先将连接件放置在泡沫成型模具的内部,将所述的泡沫体注入泡沫成型模具发泡得到聚氨酯一体成型泡沫体;将连接件两端与加强凸台连接,缠绕化学纤维材料,同时喷涂聚脲涂层,待聚脲涂层完全固化后即得轻型聚氨酯泡沫填充护舷。
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