CN105644707B - 一种高强度复合材料船板及其应用及防沉客船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度复合材料船板及其应用及防沉客船，包括至少两层船板基体，所述船板基体之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板；所述船板基体包括植物纤维内芯，所述植物纤维内芯外部包覆有玻璃丝布，所述植物纤维内芯和玻璃丝布均浸满复合胶体。本发明的船板由高强度玻璃丝布植物纤维复合材料制成，质量轻，强度好。本发明的船板为模块化预制，可以通过模具大批量生产，船体由船板粘结而成，生产速度快，无废料，省时省工，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明中船板材料的植物纤维采用农作物秸秆制作，属于环保型资源，同时植物秸秆属于可再生资源，取之不尽，用之不竭，能够完全供应本发明船板的制作要求。

Description

一种高强度复合材料船板及其应用及防沉客船

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种高强度复合材料船板及其应用及防沉客船。

背景技术

现有的用于水上居住和旅游的船只基本上是以钢材、木材或木材和钢材结合所制成的船体，该材料船体的缺点在于船体重，用料贵，施工程序复杂，多为单层防水防漏措施，造价相对高，维护成本也高；而玻璃钢材料制成的船体非常脆，强度不能满足要求，老化程度严重。

现有的船体制成后均需要涂刷油漆等进行防锈，后续仍需多次对船体进行处理和维护；且现有船体的重量大，在船头和船尾都设置了至少4个防沉箱，仍不能解决船体容易下沉的问题。

而复合材料则具有较好的韧性，且比重较小，随着交通运输行业轻量、高速、节能、降低污染的发展趋势，复合材料逐渐被视为船体结构的理想材料。但现有普通的复合材料制成的船板不能保证船体的强度，在遇到恶劣的水域环境时，船体很容易被破坏进而发生船体下沉淹没的事故。目前亟需一种能够替代现有材料制作船板同时还能保证船体的强度和避免船体下沉的船板材料和船体。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高强度复合材料船板及其应用及防沉客船，具有双层防撞防漏水功能，大大加强了以人居住及旅游用途的民用船只的安全性能。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高强度复合材料船板，包括至少两层船板基体，所述船板基体之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板；

所述船板基体包括植物纤维内芯，所述植物纤维内芯外部包覆有玻璃丝布，所述植物纤维内芯和玻璃丝布均浸满复合胶体。

优选的，所述玻璃丝布和植物纤维内芯之间设有无纺布夹层；所述无纺布夹层也浸满复合胶体，设置了无纺布夹层，柔韧性更好，且可以循环利用。

一种高强度复合材料防沉客船，包括船体，所述船体上设置若干层舱体；所述船体和舱体均由多个预制船板粘结而成，所述预制船板包括至少两层船板基体，所述船板基体之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板；所述船板基体包括植物纤维内芯，所述植物纤维内芯外部包覆有玻璃丝布，所述植物纤维内芯和玻璃丝布均浸满复合胶体。

优选的，所述船体的预制船板的重量大于舱体的预制船板的重量；通过在船体和舱体的船板基体采用不同的植物纤维内芯，保证船体下部的重量大于上部船体和舱体的重量，形成不倒翁式结构，避免了可能发生侧翻沉没的问题。

优选的，下部船体的预制船板的重量大于上部船体的预制船板的重量；可以将下部船体预制船板的植物纤维内芯的重量设置成重于上部船体预制船板的植物纤维内芯的重量，通过在不同船板内设置不同质量的无机或有机材料，保证船体下部的重量超出上部船体和舱体的重量的1-2倍，形成不倒翁式结构。

所述预制船板之间均通过复合胶体粘结；通过复合胶体粘结后的船板之间连接可靠紧密，牢固程度超出船板本身。

优选的，所述预制船板的上端设置卡槽或卡头，预制船板的下端设置卡头或卡槽。

优选的，所述预制船板的左端设置卡槽或卡头，预制船板的右端设置卡头或卡槽；卡头和卡槽处浸满复合胶体；通过卡头和卡槽的连接，且通过复合胶体粘结，其连接处非常牢固可靠，可以代替龙骨，保证船体的稳固性，同时将船体各个部分连接为一个整体。

优选的，所述舱体的预制船板的支撑架或支撑板可替换为防水防火轻质材料，如防火泡沫；确保上层船体的质量比下层船体的质量轻1倍以上。

优选的，所述预制船板的接口处为弧形；将预制船板的连接处设置为弧形，方便预制船板之间的连接，且使预制船板之间的连接更为紧密。

所述船体内设有动力源，动力源由电池或油或天然气提供动力；可采用常规动力，或清洁能源，或新型能源来为船体提供动力，船体可以行走。

所述舱体顶部设置太阳能采光板；通过太阳能为船体提供光能和热水，保证船体的日常生活所需。

优选的，所述太阳能采光板上部架设有玻璃；旅居者在舱体顶部行走时踩在玻璃上，避免直接踩踏太阳能采光板，造成太阳能采光板的损坏。

所述舱体内设有定位系统，可以采用北斗定位系统或GPS定位系统。

所述舱体内设有紧急呼叫系统；在紧急情况下，呼叫救生队进行救急。

优选的，所述船体内部的船尾部分设有减噪箱；在船尾部分将声音变小，减轻噪音对人们生活的影响。

一种高强度复合材料船板在制造物流船或货船的上层舱体的应用，上层舱体包括隔仓部分和夹板部分。

本发明的工作原理为：

本发明采用高强度玻璃丝布和植物纤维通过复合胶体粘结后的船板材料，具有比玻璃钢船体更强的防破损能力，其制造工艺采用双层高强度玻璃丝布植物纤维复合材料，并在两层材料之间增加相互间密闭的网格状支撑架或支撑板，用该蜂窝状船板基体做为船体，具有双层防撞防漏水功能，从而大大加强了以人居住及旅游用途的民用船只的安全性能。

本发明中使用的复合胶体为现有成熟技术。

由于单层高强度复合性船板基体比以往的玻璃钢船体具有更强的坚固性，所以本发明的船体在防撞击和防破损能力上有很大提高。

又由于本发明的船体采用双层高强度玻璃丝布植物纤维复合材料，且双层材料之间设置隔水支撑架，从而使船体的牢固程度及防水防沉功能得到了极大的改善。

两层船板基体为两层防护，船板基体之间的封闭式支撑板为第三层防护，同时，该复合材料具有高强度和质量轻的特性(成型的复合材料小于水的比重)，即便船体严重损坏，也会浮于水面上，船体也不会下沉，形成了第四层防护，对居住及旅游者的人身安全提供了可靠的保证。

本发明的船板材料本身具有很高的强度，在船体中则无需龙骨，除非特殊需要和特别加强，本发明的船体是在各模块化船板之间采用公母插接方式连接，这种方式就可以代替龙骨，依靠船体的各隔断、顶板、底板、舱板相互间的连接支撑，即可不仅保证了船体的牢固程度，更重要的是利用该工艺和结构连接方式，使船体的各个部分组成了一个牢固的整体，而无须其他支架类支撑船体，且其效果也大大超过了现有船体的使用要求。

本发明的有益效果为：

本发明中用于制造船板的复合材料中空防水，起到四层防护作用，即便船体破损，船体也不会下沉，起到了防沉的作用。

本发明的船板具有防火功能，耐高温可达1400多度，船板在1400多度下不会燃烧，船体的复合材料不会被损坏。

本发明船体的船板内添加不同质量的有机或无机材料，可以实现下部船体的质量高于上部船体的1-2倍，从而解决了船体会侧翻沉没的问题。

本发明用于制造船体的船板为模块化生产，船体通过船板之间相互粘结和安装，且不用任何金属连接件，船板间的粘结处成为支撑点，其牢固程度超过了已经制成的船板本身。

本发明的船板为模块化预制，可以通过模具大批量生产，船体由船板粘结而成，生产速度快，无废料，省时省工，提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明中船板材料的植物纤维采用农作物秸秆制作，属于环保型资源，同时植物秸秆属于可再生资源，取之不尽，用之不竭，能够完全供应本发明船板的制作要求。

本发明的船板由高强度玻璃丝布植物纤维复合材料制成，质量轻，强度好，耐腐蚀，防潮，属于节能环保型船板。

附图说明

图1为本发明船板基体的结构示意图；

图2为本发明高强度复合材料船板的结构示意图；

图3为本发明高强度复合材料防沉人居客船的结构示意图；

图4为本发明人居客船的预制船板连接处示意图；

图中，1为植物纤维内芯，2为无纺布夹层，3为玻璃丝布，4为船板基体，5为支撑板，6为船体，7为舱体，8为卡头，9为卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，船板基体4包括植物纤维内芯1，所述植物纤维内芯1外部包覆有玻璃丝布3，玻璃丝布3和植物纤维内芯1之间设有无纺布夹层2；植物纤维内芯1、无纺布夹层2和玻璃丝布3均浸满复合胶体。本发明的船板基体4的复合材料可以跟其他任何材料复合使用，生产速度极快，一天即可完成一条船主体的全部结构的安装。复合胶体在海水中可吸收氯分子，强度会更好。

如图2所示，高强度复合材料船板，包括至少两层船板基体4，在船板基体4之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板5。

如图3所示，高强度复合材料防沉人居客船，包括船体6，船体6上设置若干层舱体7；该实施例中设置了两层舱体7，舱体7的层数可以根据需要设置，可以设置为三层或以上。

船体6和舱体7均由多个预制船板粘结而成，预制船板即为图2中所示的结构，包括至少两层船板基体4，船板基体4之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板5；船体6的吃水船帮部分均为三层防护，实现船体防撞防漏水功能；船板基体4则如图1中所示的结构，包括植物纤维内芯1，植物纤维内芯1外部包覆有玻璃丝布3，玻璃丝布3和植物纤维内芯1之间设有无纺布夹层2；植物纤维内芯1、无纺布夹层2和玻璃丝布3均浸满复合胶体。预制船板之间均通过复合胶体粘结；通过复合胶体粘结后的船板之间连接可靠紧密，牢固程度超出船板本身。

制成下部船体6的船板基体的植物纤维内芯的重量要大于制成上部船体6的船板基体的植物纤维内芯的重量；或者制成船体6的船板基体的植物纤维内芯的重量要大于制成舱体7的船板基体的植物纤维内芯的重量；通过船体上下使用材料的配比不同，下部船体的船板基体本身要重于上部船体，保证船体下部的重量大于上部船体和舱体的重量，形成不倒翁式结构，避免了可能发生侧翻沉没的问题。

预制船板的接口处为弧形；将预制船板的连接处设置为弧形，方便预制船板之间的连接，且使预制船板之间的连接更为紧密。

船体6内设有动力源，动力源由电池或油或天然气提供动力；可采用常规动力，或清洁能源，或新型能源来为船体提供动力，船体可以行走。舱体7顶部设置太阳能采光板；通过太阳能为船体提供光能和热水，保证船体的日常生活所需，太阳能采光板上部架设有玻璃；旅居者在舱体顶部行走时踩在玻璃上，避免直接踩踏太阳能采光板，造成太阳能采光板的损坏。舱体7内设有定位系统，可以采用北斗定位系统或GPS定位系统。舱体7内设有紧急呼叫系统；在紧急情况下，呼叫救生队进行救急。船体内部的船尾部分设有减噪箱；在船尾部分将声音变小，减轻噪音对人们生活的影响。

船体采用双动力驱动，可以用太阳能光伏提供的电能驱动电机为船体提供动力，在旅游观赏风景时，可以采用太阳能光伏动力驱动，让游客慢慢观赏周围风景；在长途行驶时可用柴油发动机位船体提供动力，快速行驶；满足旅游式和快速行驶双重需求，节省动力，节能环保。

本发明船体的建造过程：

将植物秸秆经破碎形成纤维状(短纤维)，短纤维由玻璃丝布进行包裹形成条状结构；也可选择性的添加无纺布层；

将包好的条状结构用复合胶体浸润；

采用冲压或挤压或模具成型的方式，得到复合材料船板；

将复合材料船板相互拼接起来，形成船体和舱体，并在拼接处用复合胶体粘结，无须其他支撑件和连接件，即完成整个船体的安装过程。

实施例2：

如图4所示，将实施例1中制作船体的预制船板的上端设置卡槽9或卡头8，预制船板的下端设置卡头8或卡槽9；预制船板的左端设置卡槽9或卡头8，预制船板的右端设置卡头8或卡槽9；卡头8和卡槽9处浸满复合胶体；将预制船板之间通过公母插接方式连接，每隔2米多即可用公母插接方式连接，可以代替龙骨，且能起到龙骨的作用，人居客船的底板、侧板等之间均通过这种方式连接；通过卡头和卡槽的连接，且通过复合胶体粘结，其连接处非常牢固可靠，保证船体的稳固性，同时将船体各个部分连接为一个整体。

实施例3：

将实施例1中舱体7部分的预制船板的支撑架或支撑板5替换为防水防火轻质材料，如防火泡沫等轻质保温防水防火材料；确保上层船体的质量比下层船体的质量轻1倍以上。

本发明的人居客船可以建造成各种形式各种风格的，如现代、古典、欧洲等等样式，同时该船体的内外装饰极为方便迅速，可满足人们对装饰的各种形式的要求。

本发明的人居客船可用于内陆水域和海上水域。

本发明的船板方便维修，在破损时用复合胶体补充或粘贴一下即可。

本发明的船板的复合材料不含甲醛，建筑要求0.1级的辐射量，而该复合材料可达0.01级。

本发明的船板无须其他防护，不用进行刷漆等操作。

本发明的船板可以方便快速建造，适用于旅游式小船、游艇、适于旅游的各类船只，同时本发明的船板还可以用于物流船或货船等上层的建造，包括隔仓部分、夹板部分和其他上层建筑部分，而物流船或货船的船身部分仍是采用其原有金属材料进行建造。本发明的船板还可用于导流板、舰船的隔舱等部分的建造，其调整后耐高温达2000多度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (2)

1.一种高强度复合材料防沉客船，其特征是，包括船体，所述船体上设置若干层舱体；所述船体和舱体均由多个预制船板粘结而成，所述预制船板包括至少两层船板基体，所述船板基体之间设有若干层呈封闭网格状的支撑架或支撑板；蜂窝状船板基体做为船体，所述船板基体包括植物纤维内芯，所述植物纤维内芯外部包覆有玻璃丝布，所述植物纤维内芯和玻璃丝布均浸满复合胶体；所述玻璃丝布和植物纤维内芯之间设有无纺布夹层，所述无纺布夹层也浸满复合胶体；植物纤维采用农作物秸秆制作；所述船体的预制船板的重量大于舱体的预制船板的重量；下部船体的预制船板的重量大于上部船体的预制船板的重量；所述预制船板之间均通过复合胶体粘结；

所述舱体的预制船板的支撑架或支撑板可替换为防水防火轻质材料；所述预制船板的接口处为弧形；

所述船体内设有动力源，动力源由电池或油或天然气提供动力；所述舱体顶部设置太阳能采光板；所述太阳能采光板上部架设有玻璃；所述舱体内设有定位系统，所述舱体内设有紧急呼叫系统；所述船体内部的船尾部分设有减噪箱。

2.如权利要求1所述的高强度复合材料防沉客船，其特征是，所述预制船板的上端设置卡槽或卡头，预制船板的下端设置卡头或卡槽；卡头和卡槽处浸满复合胶体；所述预制船板的左端设置卡槽或卡头，预制船板的右端设置卡头或卡槽；卡头和卡槽处浸满复合胶体。