CN117261374A - 一种lng船用复合材料型层压木及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，制备方法应用于一种LNG船用复合材料型层压木，所述层压木由聚合物多元醇100份、表面活性剂0.5‑3份、发泡剂0.1‑0.5份、催化剂0.1‑2份、聚合MDI90‑130份、玻璃纤维增强材料50‑250份组成；通过本发明所述的一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，实现了复合材料层压木的连续稳定成型，简化层压木的制备工艺，提高层压木的生产效率和质量稳定性，该复合材料层压木实现了即使在超低温环境下也能够保持高强度、高绝热性能，且各方向性能均衡，能够满足LNG液货舱支撑垫木的使用要求。

Description

一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法
技术领域
本发明涉及液化天然气船用材料技术领域，具体而言，涉及一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法。
背景技术
以LNG代表的液货船舶的市场会越来越大，国内市场对于液货舱层压木需求旺盛。层压木是将成材的红毛山榉树砍伐成树木段，然后送到薄板加工工厂。经过木料筛选和处理之后，树段被剥去树皮，削成薄片板材，然后将板材贴层在真空下浸透酚醛树脂，并在高温和压力的作用下致密化，形成一种高品质的层压木材料，该种层压木主要铺设在液货运输船的独立液货舱与支座钢结构之间，不仅要承受来自液货舱的机械载荷作用，在装载低温货品时，还需要为主船体结构提供绝热保护，以确保主船体材料温度始终处于可接受的水平之上。
目前，层压木作为LNG船普遍采用的绝缘垫块，具有较高的抗压和抗剪切强度，较低的线膨胀系数，较低的摩擦系数，以及较低的热传导系数的优点，但是由于森林资源有限，长期砍伐会出现严重的环境问题，且该种层压木成型工艺较为复杂，制作周期往往较长，供货周期也相对较长，另外木制材料长期处于恶劣的环境下，产品如若不加以保护，会造成潮裂现象；在使用过程中也会有微小生物侵蚀，从而造成霉腐变质等现象。
作为隔热材料，硬质聚氨酯泡沫相比于其他绝热材料如聚苯乙烯泡沫或矿棉它们具有优良的绝热性能，但是单纯的聚氨酯泡沫无法达到使用工况下所需的力学强度，所以需要加入一定的增强材料从而提高其力学性能。在专利文本CN102307922A中公开了一种采用玻璃纤维毡片为增强材料的硬质聚氨酯泡沫，但材料适用于超低温环境下的保温，但其力学强度较低，不能用于“承载结构材料”。专利号为CN107090074A公开了一种高阻燃型玻纤增强硬质聚氨酯保温材料的制备方法，该种材料虽然可以超低温下(-170度)进行保温，但其力学强度同样较低，无法满足“支撑”需求。专利号为CN115572362A公开了一种超细玻璃纤维粘增强型聚氨酯保温材料的制备方法，其密度在170-190kg/m3压缩强度在4.98-6.39MPa的保温材料同样无法达到LNG液货舱承压区域所需的力学性能。以上可见现有的聚氨酯复合材料无法实现在LNG液货舱的超低温环境下兼具热绝缘和力学性能，所以LNG液货舱对于液化天然气的支撑以及运输效果无法得到突破，故而研究如何提升复合材料在低温环境下间距热绝缘力学性能具有重要意义。
在专利CN112319706A中，提及C型LNG液货舱多层聚氨酯绝热系统及其构建方法，包括以下步骤：第一金属座和第二金属座安装于船内，第二金属座内安装第三层压木；第一支座和第二支座安装于低温介质罐体底部，第一支座内安装第一层压木，第二支座内安装第二层压木，第一层压木底部安装于第一金属座内，第二层压木下端面与第三层压木上端面接触；第一层压木上端部外壁和第二层压木外壁通过聚氨酯胶水安装多孔泡沫；低温介质罐体外壁通过聚氨酯胶水安装低温绝热间隔层；低温绝热间隔层外壁喷涂聚氨酯形成聚氨酯喷涂层，聚氨酯为异氰酸酯和多元醇通过喷涂机现场发泡而成，密度约为40kg/m3；聚氨酯喷涂层外安装防水涂层；第一层压木和第二层压木外壁喷涂有玛蒂脂，此外，还提及防水涂层为树脂加玻璃纤维布固化形成或树脂加钢丝网固化形成，能够一定程度的提高系统的力学强度，但是该结构复杂，制备方法繁琐，制备成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，以解决现有技术中存在的木质层压木耐腐蚀性较差、绝热性能效果较低，以及层压木制备较为繁琐、成本较高的问题；以此达到能够实现层压木在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能，简化层压木的制备工艺，降低层压木的成本，提高层压木的质量稳定性，增强层压木在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高绝热性能，各方向性能均衡，能够满足LNG液货舱使用要求，并且可以根据需求降低导热系数，提升绝热性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明涉及的一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，所述一种LNG船用复合材料型层压木，所述层压木由聚合物多元醇100份、表面活性剂0.5-3份、发泡剂0.1-0.5份、催化剂0.1-2份、聚合MDI90-130份、玻璃纤维增强材料50-250份组成。
进一步，聚合物多元醇为聚醚多元醇，聚醚多元醇的羟值为300-500mgKOH/g，室温下粘度为400-6000mPa·s，官能度为3-6。
进一步，聚合MDI为多苯基多亚甲基多异氰酸酯MDI，异氰酸酯MDI的异氰酸根含量为30-32wt％，官能度为2-3。
进一步，催化剂为胺类/有机锡类延迟性催化剂或三聚催化剂。
进一步，玻璃纤维增强材料为玻璃纤维网格布、双轴向布、玻璃纤维毡中的任意一种或多种材料复合组成。
进一步，玻璃纤维增强材料的面密度为600-1800g/m2。
进一步，层压木的制备装置包括置布架、注胶盒、聚氨酯注胶机、导向辊、高频振动辅助浸渍机、履带机和锯切机，置布架、注胶盒、导向辊、高频振动辅助浸渍机、履带机和锯切机沿玻纤增强材料移动方向依次分布设置，聚氨酯注胶机用于向注胶盒内输送聚氨酯树脂。
进一步，注胶盒包括注胶槽道，用于玻纤增强材料穿过注胶槽道，与注胶槽道内的聚氨酯树脂混合，起到一次浸胶的作用；每个注胶槽道穿过1-3层纤维增强材料。
进一步，高频振动辅助浸渍机设置在注胶盒与履带机之间，用于对一次浸胶后的玻璃纤维增强材料进行二次震动浸润，并通过履带机模腔内加热固化成型。
一种LNG船用复合材料型层压木的制备方法，用于制备所述的一种LNG船用复合材料型层压木，所述方法包括以下步骤：
步骤一、玻璃纤维增强材料放置与牵引；
步骤二、聚氨酯树脂注胶；
步骤三、玻璃纤维增强材料浸渍；
步骤四、产品固化定型；
步骤五、脱模锯切。
相对于现有技术，本发明所述的一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，具有以下有益效果：
通过所述制备方法，能够实现层压木在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能，简化层压木的制备工艺，降低层压木的成本，提高层压木的质量，增强层压木在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高绝热性能，且各方向性能均衡，能够满足LNG液货舱使用要求，并且可以根据需求降低导热系数，进一步提升绝热性能；此外，通过采用一定面密度的玻璃纤维网格布/双轴向玻璃纤维毡制备了聚氨酯型复合材料，可以在常温以及低温环境下(-163℃)保证绝热性能的同时，维持其在超低温下的力学强度，满足作为LNG船用支撑材料的同时，具有在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高尺寸稳定性及较高的绝热性能的特点，而且具有良好的打孔、粘接等与木材同样的各类加工性能；具体的，1)实现了轻质高强聚氨酯复合材料的连续成型；2)制备了一种尺寸可调、可定制化的复合材料板材，该产品在低温下具有较高的比强度，并且具有良好的绝热效果和阻燃性。
附图说明
构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附
图中：
图1为LNG船用复合材料型层压木的制备装置结构示意图。
附图标记说明：1、置布架；12、辅助固化装置；2、注胶盒；3、聚氨酯注胶机；31、聚氨酯A组罐；32、聚氨酯B组罐；33、混合器；34、分流器；4、导向辊；5、高频振动辅助浸渍机；6、履带机；61、下模具；62、上模具；7、锯切机；8、复合材料型层压木。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在现有技术中，层压木或是硬质聚氨酯泡沫的单独使用，会具有无法实现在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能的问题，即便是部分专利中采用层压木与多孔泡沫通过树脂粘合，或是通过多层层压木通过聚氨酯胶水安装多孔泡沫，并在低温介质罐体外安装低温绝热间隔层，低温绝热间隔层外壁喷涂发泡形成的聚氨酯形成聚氨酯喷涂层，并在其外侧安装防水涂层，涂层具有玻璃纤维布固化成型或树脂或钢丝网固化成型，但采用上述方法仍具有操作复杂，制备结构繁琐，力学性能较低的问题。
为了解决现有技术中存在的层压木无法实现在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能，且现有的层压木制备较为繁琐、成本较高的问题；本实施例提出一种LNG船用复合材料型层压木及其制备方法，具体为：一种在低温下(-163℃)使用的具有较高力学性能以及绝热性能的玻纤增强聚氨酯型层压木的制备方法，所述制备方法应用于一种LNG船用复合材料型层压木，所述一种LNG船用复合材料型层压木由聚合物多元醇100份、表面活性剂0.5-3份、发泡剂0.1-0.5份、催化剂0.1-2份、聚合MDI90-130份、玻璃纤维增强材料即玻璃纤维网格布50-250份组成；其中，聚合物多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇或者两者的混合物，聚合物多元醇的羟值为300-500mgKOH/g，室温下粘度为400-6000mPa·s，官能度为3-6，优选的，聚合物多元醇室温下粘度为500-2000mPa·s；聚合MDI为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，聚合MDI的异氰酸根含量为30-32wt％，室温下粘度为200±50mPa·s，官能度为2-3；催化剂为胺类/有机锡类延迟性催化剂、或三聚催化剂和水，使用该催化剂的聚氨酯组合料乳白时间长，有利于玻纤浸渍，且后固化时间快，有利于快速固化脱模；表面活性剂为通用助剂，发泡剂即水，生产过程与聚合MDI反应释放二氧化碳气体，环保无污染；玻璃纤维增强材料为玻璃纤维网格布、双轴向布、玻璃纤维毡中的任意一种或多种材料复合组成；玻璃纤维增强材料的面密度为600-1800g/m2，层压木为玻纤增强聚氨酯型层压木，具有能够在低温-163℃下使用，且具有较高力学性能以及绝热性能的特点；玻纤增强聚氨酯型层压木制备过程中还添加有常用助剂，常用助剂为阻燃剂、硅油、偶联剂中的任意一种或多种；玻纤增强聚氨酯型层压木中包含的化学发泡剂包括水；玻璃纤维增强材料的面密度为600-1800g/m2，在本实施例中，室温下指的是25℃。
此外，通过本申请中的层压木设置，对比现有技术中存在的层压木，通过采用一定面密度的玻璃纤维增强材料即玻璃纤维网格布/双轴向玻璃纤维毡制备了聚氨酯型复合材料层压木，维持其在超低温下的力学强度，本申请中的聚氨酯泡孔结构可以有效阻止热量传递，确保复合材料层压木良好的绝热效果；满足作为LNG船用支撑材料的同时，具有在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高尺寸稳定性及较高的绝热性能的特点，而且具有良好的打孔、粘接等与木材同样的各类加工性能；其有益效果主要体现在：实现了轻质高强聚氨酯复合材料的连续成型；制备了一种尺寸可调、可定制化的复合材料板材，该产品在低温下具有较高的比强度，并且具有良好的绝热效果和阻燃性，还能够提高其耐腐蚀能力。
所述制备方法包括制备LNG船用复合材料型层压木的装置，所述层压木的制备装置包括层压木的制备装置包括置布架1、注胶盒2、聚氨酯注胶机3、导向辊4、高频振动辅助浸渍机5、履带机6和锯切机7，置布架1、注胶盒2、导向辊4、高频振动辅助浸渍机5、履带机6和锯切机7沿玻纤增强材料移动方向依次线性分布设置，聚氨酯注胶机3用于向注胶盒2内输送聚氨酯树脂，置布架1用于在玻纤增强材料制备过程中，对玻纤增强材料起到支撑和分层的作用，注胶盒2用于向玻纤增强材料的表面涂覆聚氨酯树脂，导向辊4用于控制经过注胶盒2的玻纤增强材料的传送方向，高频振动辅助浸渍机5用于使一次浸胶后的玻纤增强材料产生高频振动以改善浸渍效果实现二次浸胶的作用，履带机6用于带动聚氨酯型复合材料沿履带机6的履带运动方向进行移动，此外由于履带机6还包括模具，模具用于对高频振动辅助浸渍机5二次浸胶后的涂覆聚氨酯树脂的玻纤增强材料进行加热，使聚氨酯树脂固化形成玻纤增强聚氨酯型复合材料型层压木8，锯切机7用于对所制备的复合材料型层压木8进行切割；聚氨酯注胶机3包括混合器33和分流器34，混合器33用于将聚氨酯A组罐31和聚氨酯B组罐32内输出的两组分料进行混合，分流器34分流后连接多个注胶流道进行对玻璃纤维增强材料注胶，在履带机6作用下，玻璃纤维增强材料沿置布架1、注胶盒2、导向辊4、高频振动辅助浸渍机5、履带机6履带及模具、锯切机7运动，并形成复合材料型层压木8，其中，在锯切机7的作用下，根据设定的产品长度自动锯切，得到聚氨酯型复合板即复合材料型层压木8。
通过所述装置能够实现层压木在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能，简化层压木的制备工艺，提高层压木的生产效率和产品质量稳定性，增强层压木在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高绝热性能，能够满足LNG液货舱使用要求，并且可以根据需求降低导热系数，提升绝热性能。
注胶盒2包括注胶槽道，用于玻纤增强材料穿过注胶槽道，与注胶槽道内的聚氨酯树脂混合，起到一次浸胶的作用；注胶槽道设置c条，c为正整数，注胶槽道以自上而下的方式设置在注胶盒2内，上端为玻纤增强材料进入端，下端为玻纤增强材料输出端，注胶槽道内部贯穿设置玻纤增强材料，每条注胶槽道内随机设置a层玻纤增强材料，a为正整数，且a取值范围为1-3层，即优选的，每个注胶槽道穿过1-3层纤维增强材料；注胶机3将注射的聚氨酯树脂通过分流装置均匀分散在玻纤增强材料之间，并在注胶盒2内起到一次浸胶的作用；聚氨酯注胶机3包括储胶罐、混合器33和注胶流道，储胶罐依次通过混合器33、分流器34与注胶流道连通，通过混合器33将储胶罐内流出的胶液经与分流器34连通的注胶流道输送至注胶盒2内部；分流器34包括m个输出口和p个进胶口，m、p均为正整数，进胶口用于添加所需的不同成分的胶液，输出口用于为传输过程中平行排布的玻璃纤维增强材料进行均匀注胶；优选的，p＝2，m≥1，用于便于添加两种组分的待注胶液使用；混合器33包括混合一进口和混合二进口，混合一进口和混合二进口均储胶罐出胶口连通，混合一进口和混合二进口用于对不同组分的待注胶液提供传输入口；储胶罐包括聚氨酯A组罐31和聚氨酯B组罐32，聚氨酯A组罐31的出胶口与混合一进口连通，聚氨酯B组罐32的出胶口与混合二进口连通。
通过注胶盒2和聚氨酯注胶机3的配合设置，能够有效的将不同组分的待注胶液进行混合，并通过聚氨酯注胶机3内的各部件设置，将不同组分的聚氨酯胶液均匀注入注胶盒2内部的注胶槽道内，并与注胶槽道内的玻纤增强材料中均匀混合从而提高层压木内部结构的均匀性和稳定性，为提高层压木的力学性能做铺垫。
辅助固化装置12包括高频振动辅助浸渍机5和履带机6，高频振动辅助浸渍机5设置在注胶盒2与履带机6之间，用于对一次浸胶后的玻璃纤维增强材料进行二次震动浸润，用于使增强材料完全浸渍，履带机6用于加热固化完全浸渍的玻璃纤维增强材料，具体的，通过高频振动辅助浸渍机5完全浸渍后的纤维增强材料进入履带机6，并通过履带机6模腔内加热固化成型；履带机6包括上模具62和下模具61，上模具62和下模具61平行设置，用于在牵引装置的作用下，对完全浸渍的玻璃纤维增强材料进行加热固化成型；上模具62与下模具61之间具有一定间隙；在本实施例中，聚氨酯注胶机3中的双组指的是聚氨酯A组罐31和聚氨酯B组罐32，聚氨酯A组罐31内聚氨酯A组成分中的化学发泡剂为水，聚氨酯A组罐31和聚氨酯B组罐32均用于注胶使用；具体的，层压木的制备装置包括置布架1、注胶盒2、聚氨酯注胶机3、导向辊4、高频振动辅助浸渍机5、履带机6和锯切机7，所述置布架1用于放置玻纤增强材料，注胶盒2用于向玻纤增强材料的表面涂覆聚氨酯树脂，聚氨酯注胶机3用于向注胶盒2内输送聚氨酯树脂，导向辊4用于控制玻纤增强材料的传送方向，高频振动辅助浸渍机5用于使玻纤增强材料产生高频振动，履带机6用于牵引聚氨酯型复合材料层压木移动，履带机6设置有模具，模具用于对涂覆聚氨酯树脂的玻纤增强材料进行加热，使聚氨酯树脂固化形成玻纤增强聚氨酯型复合材料层压木，锯切机7用于对玻纤增强聚氨酯型复合材料层压木进行切割。
通过对玻璃纤维网格布/双轴向复合毡增强型聚氨酯用于LNG液货舱支撑系统中的所述制备层压木的装置，能够有效的提升装置的稳定性，并能够简化装置的结构，提高装置的可靠性，进而降低制备层压木时的成本，提高装置的制备效率，此外，高频振动辅助浸渍机5的二次浸润能够有效的提高装置的制备效率，且由于装置结构较为简单，还具有便于维修的作用。
一种LNG船用复合材料型层压木的制备方法，用于制备所述的一种LNG船用复合材料型层压木，所述方法包括以下步骤：
步骤一、玻璃纤维增强材料放置与牵引：根据所需产品的密度和玻璃纤维增强材料的含量，将所需量的玻璃纤维增强材料放置于置布架1上，并通过牵引装置的带动穿过下层注胶盒2，在本实施例中，玻璃纤维增强材料为玻纤网格布/双轴向复合毡，双轴向复合毡即双轴向布的一种类型；具体的，根据所需产品密度与玻纤含量，将一定量的玻纤网格布/双轴向复合毡放置于可调整张力的置布架1上，通过分布/毡板将网格布/双轴向复合毡分为n层，那位正整数，一般取2-5层毡作为一组，通过排布/毡辊穿过下层的注胶盒2，并通过牵引带连接进入模具备用；
步骤二、聚氨酯树脂注胶：将聚氨酯树脂通过聚氨酯注胶机3混合均匀后，经分流器34向注胶盒2均匀注胶，实现玻纤增强材料与聚氨酯树脂的均匀分布和一次浸胶，具体的，聚氨酯树脂通过聚氨酯注胶机3混合好后，经过m道分流器34均匀注胶，m为正整数，确保每个注胶流道树脂流量和压力均衡，且均匀分布在n层网格布/双轴向复合毡之间；
步骤三、玻璃纤维增强材料浸渍：待注胶完成后，一次浸胶的玻璃纤维增强材料通过高频振动辅助浸渍机5，使得聚氨酯树脂彻底浸润玻璃纤维增强材料；具体的，待液体原料经过高频振动辅助浸渍机5，彻底浸润复合的玻璃纤维网格布/双轴向玻璃纤维毡；
步骤四、产品固化定型：在履带机6的模具加热作用下，通过履带机6对已完全浸渍的玻璃纤维增强材料进行固化定型；具体的，纤维增强材料与树脂均匀浸渍后，被履带机6牵引进入上模具62和下模具61之间，在模具加热作用下，树脂被引发发泡并固化，从而形成玻纤增强型聚氨酯树脂复合材料；
步骤五、脱模锯切：通过锯切机7根据设定的产品长度自动锯切，得到复合材料型层压木8；具体的，产品在模具内固化成型后，在模具出口随着模具转动，自动与履带机6转动模具分离，并在转动模具的推动下向前自动传输，到达锯切机7后，根据设定的产品长度自动锯切，得到聚氨酯型复合板即复合材料型层压木8，在本实施例中，前指的是履带机6靠近锯切机7的一侧，及牵引力朝向的一侧。
通过所述步骤，能够实现层压木在LNG液货舱的超低温环境下兼具绝热和力学性能，简化层压木的制备工艺，增强层压木在超低温环境下保持高强度、高绝热性能，能够满足LNG液货舱使用要求，并且可以根据需求降低导热系数，提升绝热性能，此外，通过本申请所述的一种轻质高强、低温力学性能和绝热性能优异的玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合材料及其连续成型方法；具体涉及一种LNG船领域的耐低温复合材料垫木的拉挤成型工艺，该种工艺采用玻璃纤维网格布作为增强材料，通过微发泡高压浸渍技术，使聚氨酯基体与玻璃纤维网格布紧密结合从而提高材料的各项力学性能；具体涉及使用这种复合材料垫块的B型液货舱、C型液货罐、配备有至少一个这种罐的液货运输船，用于支撑这种船舶中的液体产品的运输。
此外，下述实施例中，密度的测定按照GB/T 1463-2005《纤维增强塑料密度和相对密度试验方法》进行；压缩强度的测定按GB/T 14482005《纤维增强塑料压缩性能试验方法》在20℃(常温下)以及-163℃条件下进行；弯曲强度的测定按照GB/T 14492005《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》在20℃(常温下)以及-163℃条件下进行；导热系数的测定按ISO22007-4《热导率和热扩散率的测定》在20℃(常温下)以及-163℃条件下进行。
实施例1：
聚氨酯树脂A组分配方：多元醇树脂100份，阻燃剂10份、硅油2份，复合型催化剂0.2份；
聚氨酯树脂B组分：聚合MDI120份；
增强材料：面密度为900g/m2玻璃纤维网格布50层，合计约180份；
设定产品密度为1400kg/m3，玻纤含量为45％，根据模具尺寸和速度，自动计算A、B组分树脂流量，然后向增强材料中加入连续计量的聚氨酯组合料，玻纤增强材料与聚氨酯双组份混合料经过注胶盒2均匀分散，并通过高频超声充分混合浸渍后，进入双层履带机6模具发泡固化成型，固化时间40-60min，固化温度控制在50-90℃之间，脱模后锯切得到玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合板材。实施例1所得产品性能测试数据见表1。
实施例2
聚氨酯树脂A组分配方：多元醇树脂100份，阻燃剂10份、硅油2份，复合型催化剂0.2份；
聚氨酯树脂B组分：聚合MDI120份；
增强材料：面密度为900g/m2玻璃纤维网格布60层，合计约190份；
设定产品密度为1400kg/m3，玻纤含量为55％，根据模具尺寸和速度，自动计算A、B组分树脂流量，然后向增强材料中加入连续计量的聚氨酯组合料，玻纤增强材料与聚氨酯双组份混合料经过注胶盒2均匀分散，并通过高频超声充分混合浸渍后，进入双层履带机6模具发泡固化成型，固化时间40-60min，固化温度控制在50-90℃之间，脱模后锯切得到玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合板材。实施例2所得产品性能测试数据见表1。
实施例3
聚氨酯树脂A组分配方：多元醇树脂100份，阻燃剂10份、硅油2份，复合型催化剂0.2份；
聚氨酯树脂B组分：聚合MDI120份
增强材料：面密度为900g/m2玻璃纤维网格布70层，合计约200份；
设定产品密度为1400kg/m3，玻纤含量为65％，根据模具尺寸和速度，自动计算A、B组分树脂流量，然后向增强材料中加入连续计量的聚氨酯组合料，玻纤增强材料与聚氨酯双组份混合料经过注胶盒2均匀分散，并通过高频超声充分混合浸渍后，进入双层履带机6模具发泡固化成型，固化时间40-60min，固化温度控制在50-90℃之间，脱模后锯切得到玻璃纤维增强聚氨酯泡沫复合板材。实施例1所得产品性能测试数据见表1。
实施例4：
为了验证实施例1-3制备得到的玻璃纤维网格布增强聚氨酯型复合材料的力学强度，将现有的玻璃纤维束进行代替，分别制得对比例1和对比例2的玻纤增强聚氨酯复合材料，分别如下：
对比例1的玻纤增强聚氨酯复合材料：多元醇树脂100份，阻燃剂10份、硅油2份，复合型催化剂0.2份；聚合MDI120份；9600tex的连续玻璃纤维655束。
对比例2的玻纤增强聚氨酯复合材料：多元醇树脂100份，阻燃剂10份、硅油2份，复合型催化剂0.2份；聚合MDI120份；9600tex的连续玻璃纤维774束。
对实施例1-3和实施例4中的对比例1和对比例2得到的玻纤增强聚氨酯型复合材料进行测试，其结果见表1。
表1各实施例中材料的性能评价
从结果可以看出，相比于常用的玻璃纤维束的单向增强，压缩强度(垂直于纤维方向)提升了6倍以上，这是因为本发明在配方中使用的玻璃纤维网格布，其在0°以及90°方向上都有玻纤进行增强，这大大提升了该产品垂直方向的力学强度，导热系数也有4％左右的下降。
由此可见，本发明提供的实施例1-3的玻纤增强聚氨酯型复合材料在-163℃超低温环境中能够兼具极好的力学性能和绝热性能，满足作为LNG船用支撑材料的同时，具有在超低温环境下(-163℃)保持高强度、高尺寸稳定性及较高的绝热性能，产品个方向性能均衡的特点，而且具有良好的打孔、粘接等与木材同样的各类加工性能；制备了一种尺寸可调、可定制化的复合材料板材，该产品在低温下具有较高的比强度，并且具有良好的绝热效果和阻燃性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述层压木由聚合物多元醇100份、表面活性剂0.5-3份、发泡剂0.1-0.5份、催化剂0.1-2份、聚合MDI90-130份、玻璃纤维增强材料50-250份组成。
2.根据权利要求1所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述聚合物多元醇为聚醚多元醇，聚醚多元醇的羟值为300-500mgKOH/g，室温下粘度为400-6000mPa·s，官能度为3-6。
3.根据权利要求1所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述聚合MDI为多苯基多亚甲基多异氰酸酯MDI，异氰酸酯MDI的异氰酸根含量为30-32wt％，官能度为2-3。
4.根据权利要求1所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述催化剂为胺类/有机锡类延迟性催化剂或三聚催化剂。
5.根据权利要求1所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述玻璃纤维增强材料为玻璃纤维网格布、双轴向布、玻璃纤维毡中的任意一种或多种材料复合组成。
6.根据权利要求1所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述玻璃纤维增强材料的面密度为600-1800g/m2。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述层压木的制备装置包括置布架(1)、注胶盒(2)、聚氨酯注胶机(3)、导向辊(4)、高频振动辅助浸渍机(5)、履带机(6)和锯切机(7)，置布架(1)、注胶盒(2)、导向辊(4)、高频振动辅助浸渍机(5)、履带机(6)和锯切机(7)沿玻纤增强材料移动方向依次分布设置，聚氨酯注胶机(3)用于向注胶盒(2)内输送聚氨酯树脂。
8.根据权利要求7所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述注胶盒(2)包括注胶槽道，使玻纤增强材料穿过注胶槽道，与注胶槽道内的聚氨酯树脂混合，起到一次浸胶的作用；每个注胶槽道穿过1-3层纤维增强材料。
9.根据权利要求7所述的一种LNG船用复合材料型层压木，其特征在于，所述高频振动辅助浸渍机(5)设置在注胶盒(2)与履带机(6)之间，用于对一次浸胶后的玻璃纤维增强材料进行二次震动浸润，并通过履带机(6)模腔内加热固化成型。
10.一种LNG船用复合材料型层压木的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-9任一项所述的一种LNG船用复合材料型层压木，所述方法包括以下步骤：
步骤一、玻璃纤维增强材料放置与牵引；
步骤二、聚氨酯树脂注胶；
步骤三、玻璃纤维增强材料浸渍；
步骤四、产品固化定型；
步骤五、脱模锯切。
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