[发明专利]改进的结构性夹层板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船只(例如船舶、驳船或小艇)的构造方法以及一种结构(例如房屋、桥梁和离岸的结构)。

背景技术

在US5778813和US6050208(文件通过引用并入)中描述的结构性夹层板构件包括，与中间弹性体芯体(如不发泡聚氨酯)粘结到一起的外金属(例如钢)板。这些夹层板技术(SPS)可用在许多形式的构造中以替代加筋板、成型钢板、钢筋混凝土或钢-混凝土组合结构(composite steel-concrete structures)，并极大地简化了由此而产生的结构，改进了强度和结构性能(例如刚度、阻尼特性)，同时节省了重量。

在WO01/32414(同样通过引用并入)中描述了这些结构性夹层板构件的进一步发展。如其所述，可在芯体层内引入空心或实心模板以降低重量，以及可添加横向金属剪切板以改进刚度。相比实心模板，空心模板产生更大的重量降低，因此通常是有利的。该模板可由轻质发泡材料或其它材料例如木材或钢箱、塑料挤压的形状以及空心塑料球制成。

发明内容

本发明的目的是提供一种夹层板，该夹层板的芯体为泡沫塑料模板，这样能更可靠的制造且具有可控的物理性质。尤其可取的是确保了整个芯体内的一致粘合。

根据本发明，提供了一种夹层板，包括：

第一板以及与第一板间隔放置的第二板；以及

芯体，该芯体与第一金属板和第二金属板相粘合，以便在第一金属板和第二金属板间传递剪切力，该芯体包括主芯体材料和多个模板，该模板由比主芯体材料密度更小的轻质材料制成；

其中轻质材料是疏水的。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造夹层板的方法，该方法包括：

设置成间隔放置的第一板和第二板，所述第一板和第二板之间排列有由轻质材料制成的多个模板；

用主芯体材料大体填充第一板和第二板间未被轻质模板占据的空间，主芯体材料与第一板和第二板以足够的强度粘合以在第一板和第二板之间传递剪切力，

其中轻质材料比主芯体材料的密度更小并且是疏水的。

附图说明

将参照以下示例性实施例和所附附图来说明本发明，其中：

图1为根据本发明一实施例的预制的SPS板的截面示意图；

图2为根据本发明一实施例的另一预制的SPS板的水平截面图；

图3为图2的板沿着线“A-A”的竖直截面图；

图4为图2的板沿着线“B-B”的竖直截面图；

图5为图4中为“C”的环绕部分的放大的截面图；

图6为图3中为“D”的环绕部分的放大的截面图；

图7为图2中为“E”的环绕部分的放大的截面图；以及

图8为根据本发明一实施例的制造SPS板的方法流程图。

在各附图中，相似的部分由相似的附图标记标出。

具体实施方式

本发明人发现用由某些泡沫塑料材料制成的轻质模板很难可靠地制造SPS板构件。尤其是，本发明人发现某些泡沫塑料材料导致主芯体材料中形成过多的空隙，当它在由SPS板的外板所界定的腔中浇注时。调查显示，通过用疏水性材料制成的轻质模板，避免了模板表面上的水的吸附。已经发现，吸附到模板表面上的水与芯体材料发生反应，导致起泡。在对比实验中，发现这种起泡是过多空隙以及芯体与外板不完全粘合的原因。因此，通过使用用于模板的轻质疏水性材料，可避免起泡并确保了外板和芯体之间良好的粘合。

在一实施例中，轻质材料对水的接触角大于90度，优选大于95度，优选大于100度，更优选大于110度。为了确保良好的粘合，所需要的接触角可取决于应用的具体情况，尤其是制造期间的大气情况。

一种尤其有用的材料是聚异氰脲酸酯(polyisocyanurate，PIR)泡沫塑料。该泡沫塑料具有附加的优点是，价廉、易得、易于操作且易于切割成恰当的形状。

在一实施例中，模板在平面图中大致为矩形。它们可具有，在平行于第一板的方向上的最大尺寸在200-800mm的范围内，以及平行于第一板的方向上的最小尺寸在90mm-360mm的范围内。模板可在平行于第一板的方向间隔放置(例如，沿与第一板平行的方向上相邻模板之间的距离在20mm-80mm的范围内)。这样的尺寸和间隔提供了芯体材料的适当的数量和分布，以确保剪切力在板间的传递。该尺寸可根据预期负荷以及重量需求(该板的实施应用)来选择。如果需要轻质板(lighter panel)，可增加模板的大小并减少其间的间隔。对于强度更大的板，可减小模板的大小并增加其间的间隔。