[發明專利]一種海洋平臺生活區圍壁用復合板及其制備方法

有效

• 申請號: 202011015106.0
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112223860B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王曉東;喬英杰;鄭婷;張曉紅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B32B3/24
• 分類號: B32B3/24;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/04;B32B27/02;B32B27/34;B32B5/18;B32B7/12;B32B15/04;B32B15/20;B32B33/00;B63B35/44;B29D7/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發明公開了一種海洋平臺生活區圍壁用復合板及其制備方法，屬于海洋工程技術領域。本發明解決了平臺用傳統的圍壁為鋼板加方鋼梁加固結構，整體結構重量大、隔熱和隔音性能差等問題。且本申請通過短纖維增韌層改善復合材料在海洋工程中容易層間開裂問題。本申請通過碳纖維彈性體復合層改善復合材料阻尼減震、隔音性能，并通過和金屬泡沫復合到一起提高強度降低整體結構重量。與傳統的金屬材料如鋼材、鋁合金相比，復合材料具有高得多的強度比，應用于海洋鉆井平臺上可以大大降低平臺質量并且便于安裝和維修，更輕的結構可以增加有效載荷和操作范圍，為鉆井平臺輕量化做出巨大貢獻。

技術領域

本發明涉及一種海洋平臺生活區圍壁用復合板及其制備方法，屬于海洋工程技術領域。

背景技術

半潛式平臺生活樓需要滿足平臺上大量工作人員的工作和生活需求，通常規模較大；且常規生活樓位于主甲板以上，與主甲板剛性連接，生活樓除了承受船體運動載荷之外還要承受平臺總變形載荷；同時由于半潛式平臺雖然運動性能較好但載重量較小，對平臺結構重量要求較高。因此半潛式平臺上應用的圍壁應該具有強度高、重量輕的特點。現有平臺用傳統圍壁為內圍壁和外圍壁組成，均為鋼板加方鋼梁加固結構，整體結構重量大，且傳統圍壁為了解決隔熱和隔音性能，需要在內外圍壁中間夾層玻璃巖棉等保溫層，進一步增加整體結構重量，雖然現有碳纖維復合材料夾心結構可以解決上述隔熱和隔音問題，但是其耐溫性能、結構強度不能直接替代內外圍壁，且碳纖維復合材料在應用過程中，容易發生層間開裂。因此提供一種海洋平臺生活區圍壁用復合板及其制備方法的十分必要的。

發明內容

本發明為了解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種海洋平臺生活區圍壁用復合板，替代傳統的鋼制板架結構。

一種海洋平臺生活區圍壁用復合板，復合板由若干個第一復合單元層疊組成，相鄰第一復合單元之間通過環氧樹脂膠膜粘結，所述的第一復合單元由梯度復合材料板材和泡沫鋁依次通過環氧樹脂膠膜粘結制成，所述的梯度復合材料板由若干個第二復合單元層疊組成，并采用模壓成型工藝固化；所述的第二復合單元由碳纖維/酚醛樹脂復合層、短纖維強韌化界面層和碳纖維/彈性體改性酚醛樹脂復合層由上至下依次層疊，并采用模壓成型工藝固化。

進一步地，泡沫鋁的泡孔直徑為2mm。

進一步地，第二復合單元數量為3-6個。

上述海洋平臺生活區圍壁用復合板的制備方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，將多個由碳纖維/酚醛樹脂復合層、短纖維強韌化界面層和碳纖維/彈性體改性酚醛樹脂復合層組成的第二復合單元層疊后，采用模壓工藝制備梯度復合材料板材；

步驟二，將環氧樹脂膠膜置于步驟一獲得的梯度復合材料板材和泡沫鋁之間獲得第一復合單元，將多個第一復合單元層疊，并將環氧樹脂膠膜置于相鄰第一復合單元之間，置于模具中，并采用模壓工藝固化成型，模壓完成后脫模并進行修整和清理，獲得海洋平臺生活區圍壁用復合板。

進一步地，步驟一中模壓工藝的具體參數設置為：裝料溫度為90～100℃，加壓溫度為110℃，升溫速率為30℃/min，成型壓力為5MPa，110℃保溫5h。

進一步地，步驟二中模壓工藝的具體參數設置為：成型壓力為10MPa，100℃保溫5h。

進一步地，碳纖維/酚醛樹脂復合層的制備方法為：

S1，剪裁碳纖維3K平紋布，備用；

S2，使用酚醛樹脂作為浸漬液；

S3，使用浸漬液浸漬剪裁后的碳纖維3K平紋布，獲得纖維/酚醛樹脂復合層。

進一步地，碳纖維/彈性體改性酚醛樹脂復合層的制備方法為：

首先，剪裁碳纖維3K平紋布，備用；