[发明专利]连续长纤维增强的热塑性聚合物复合材料船舶舱口盖支承块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种连续长纤维增强的热塑性聚合物复合材料船舶舱口盖支承块及其制备方法，该舱口盖支承块包含：作为增强剂的连续长纤维，及完全包覆该连续长纤维的热塑性树脂基体，通过一体成型制备而成。本发明采用连续长纤维高比例增强塑料制备的舱口盖支承块，采用复合材料交叉、组装而成，实现力学性能、热性能、加工性能的突破和综合优化。本发明提供的连续长纤维高比例增强热塑性复合材料制备的船舶舱口盖支承块相对现有的工程塑料船舶舱口盖支承块具有性能的极高提升，显示出质的差别，是综合性能最优异，性价比最高的船舶舱口盖支承块产品。

技术领域

本发明涉及一种舱口盖支承块，具体涉及连续长纤维增强的热塑性聚合物复合材料舱口盖支承块及其制备方法。

背景技术

舱口盖支承块应用于大型货船，特别是集装箱船，安装在船体舱口围或舱口盖上，主要起两方面的作用：1)支撑舱口盖，避免舱口围对舱口盖的直接承压，造成舱口围和舱口盖的变形、损坏；2)在船舶晃动时，舱口盖能小幅度相对舱口围滑动，同样起到保护舱口围和舱口盖安全，以及承载物的安全，包括舱口盖上承载物的安全，所以舱口盖支承块实质上是一类重载的平面滑动轴承(Sliding bearing)。

传统的舱口盖支承块由金属制成，如钢材、铜材等。钢材有很高的压缩强度，但耐腐蚀性差，即使是不锈钢，在海上也会很快腐蚀，而且钢材表面的摩擦系数较高，不利于滑动摩擦。铜材腐蚀慢，锡青铜等材料还具备较高的表面硬度和较低的摩擦系数，所以相对应用较多。然而，金属材料总体讲虽然强度高，但缺陷明显，除了腐蚀性之外，安装、更换困难，重量高，成本高，需要替代。

目前替代金属材料的舱口盖支承块多由聚合物材料制备，主要是工程塑料，如尼龙(注塑尼龙，浇注尼龙)、聚氨酯等。工程塑料具有一定的压缩强度，加工简便，成本低，重量轻，安装、更换方便，耐腐蚀，添加润滑成分后摩擦系数更低，但其两大缺陷难以弥补，其一是压缩强度有限，设计压缩强度在120MPa左右，远低于金属材料，特别是模量较低，承压之下变形很大，屈服点在70MPa时就出现，100MPa时变形超过30％，不再起到支撑作用，压力将直接施加到船体上安装支承块的盒体上，造成盒体损坏，乃至舱口围和舱口盖的损坏；其二是对温度的敏感性，温度达到60℃时屈服点明显提前，变形增大，至于摩擦系数在达到40℃以上时明显增加，粘滞现象出现，噪声大作，所以工程塑料的支承块也需要经常更换。

因此，需要寻找一种工艺简便，生产成本低，高强度、高模量和最低摩擦系数的非金属材料以用于船载舱口盖支承块。

发明内容

本发明的目的是解决船载舱口盖支承块的高强度、高模量、耐磨损的技术问题，提供一种连续长纤维高比例增强热塑性复合材料船舶舱口盖支承块，工艺简便，生产成本低，且具有高强度、高模量和低摩擦系数的优点，能很好地满足船载舱口盖支承块的需求。

为了达到上述目的，本发明提供了一种增强的热塑性舱口盖支承块，其包含：作为增强剂的连续长纤维，及完全包覆该连续长纤维的热塑性树脂基体层，通过一体成型的制备而成。

较佳地，所述的连续长纤维的质量含量占比30-70％，优选60-70％，以舱口盖支承块总质量计。

较佳地，所述的连续长纤维包含：玻璃纤维和/或碳纤维。

较佳地，所述的热塑性树脂包含尼龙、聚烯烃等。

较佳地，所述的舱口盖支承块还包含：2-10％的表面改性剂，以舱口盖支承块总质量计。

较佳地，所述的表面改性剂包含：四氟乙烯/高强尼龙交织织物或芳纶织物中的任意一种。

较佳地，所述的表面改性剂通过PP热熔胶处理过。

较佳地，所述的舱口盖支承块的厚度为20-40毫米。

本发明还提供了一种根据上述的舱口盖支承块的制备方法，其包含：