[发明专利]一种船舱用聚酰亚胺绝缘泡沫材料防油气渗透的结构设计及安装方法

说明书

本发明公开了一种船舱用聚酰亚胺绝缘泡沫材料防油气渗透的结构设计及安装方法，解决了水路运输中船舶重量大、燃料消耗高、污染严重且油气渗透的问题。该结构特征是：(1)聚酰亚胺隔热泡沫板材选择具有优异隔热及力学性能的耐高低温聚酰亚胺泡沫板材；(2)在需要敷设聚酰亚胺隔热泡沫材料的船舱内壁涂刷1或2层耐高低温底漆；(3)敷设聚酰亚胺隔热泡沫板材；(4)敷设防油层；(5)防油层表面刷涂腻子。该发明选用具有优异隔热性能的轻质聚酰亚胺泡沫板材，并在其表面敷设防油层的结构设计及安装方式可以有效避免油和油气向船舶舱室聚酰亚胺保温板材内部渗透，加快聚酰亚胺隔热泡沫材料在船舶领域的应用。

技术领域

本发明涉及船舱用绝缘材料设计领域，特别涉及一种船舱用聚酰亚胺绝缘泡沫材料防油气渗透的结构设计及安装方法。

背景技术

水路运输虽然是目前耗能最少的运输方式，但是随着水路运输的发展，船舶队伍日益庞大，船舶消耗燃料显著升高。同时我国建造的船舶空船重量要比先进国家同吨位船舶的空船重量重10％左右，这进一步增加了燃料的消耗。而燃料的消耗将会带来大量的气体排放，其中对环境影响较大的气体有氮氧化物与二氧化碳。2011年世界航运业发布的结果表明：氮氧化物排放量占全球每年排放量的30％；二氧化碳排放量占全球温室气体排放量的4.5％。这些气体的大量排放导致酸雨的频发以及温室效应的加剧。因此为降低水路运输对环境的影响，对船舶进行轻量化设计，减少燃料的消耗尤为重要。

目前，在不影响船舶强度、寿命、运载能力、成本等方面的前提下，减少自身重量的最优方法是使用轻质保温材料替换密度较大、导热系数高、吸水严重、防腐性差的岩棉等矿物纤维保温材料。中国专利CN 108819381 A中提出使用面板-气凝胶-芳纶蜂窝-气凝胶-面板结构替换岩棉板。该专利所设计的结构具有优异隔热性能的同时，50mm厚壁板下，每平米重量减轻约4.4kg。中国专利CN 210821245 U中设计出了一种由附胶铝箔，碳纤维无纺布，中间层和背衬无纺布层组成的轻量化吸音隔热垫。该方法所制备的隔热层具有耐高温的特性，能够有效满足发动机舱高温特殊需求。上述专利都是通过逐层组装方法，获得优异的隔热性能、力学性能的隔热复合层。但是复合层中的层与层之间存在物理性能差异，由于每一层的膨胀系数不同，受热后可能会导致复合层变形。

因此，选用一种同时具有轻质、绝热、高强度、阻燃、耐高低温等性能的材料可以有效避免上述缺点。近年来，美、日大力发展聚酰亚胺泡沫作为新型保温材料。聚酰亚胺泡沫具有密度低(10kg/m³左右)、导热系数低(0.03～0.05W/(m·K))、阻燃性好(氧指数大于32％)、耐高低温(可在-200℃～300℃下长期使用)、燃烧时不产生烟气、毒气等优点，完全满足上述要求，是一种理想的船舶保温材料基材。然而舰船内部舱室依据功能不同分为多种不同的舱室，不同功能的舱室内部的环境也大不相同，尤其是机舱、辅机舱和设备舱等舱室，这些舱室内往往混杂有大量的油气，而聚酰亚胺泡沫的多孔结构使得聚酰亚胺泡沫对油气渗透几乎没有阻挡能力，并且油气一旦渗入到聚酰亚胺泡沫材料的内部，将改变聚酰亚胺泡沫的阻燃性能、隔热性能等关键性能。因此需要根据舱室环境对聚酰亚胺保温材料的敷设进行特殊的结构设计。

现有技术中，提高防油气渗透最经济、方便的方法是涂覆防油涂层，CN109422925A、CN110358397A、CN110777566A、CN110799596A、CN 111334136A等中国专利相继公开了防油涂层的制备。但是上述专利制备出来的涂层都属于有机树脂材料，虽然可以有效防止油气的渗透，但是有机树脂极易引燃，并且燃烧时会释放出大量的烟毒性气体，因此有机树脂涂层不适合在船舶上应用。

金属薄板不会燃烧，不存在烟毒性气体，能够防止油气的渗透。同时金属薄板的质量低、热膨胀系数小，并且可以通过胶粘剂粘接在聚酰亚胺泡沫表面。因此金属薄板是一种极佳的可在船舶应用的防油气阻挡材料。一方面金属薄板的铺设不会破坏聚酰亚胺泡沫的性能，也不会出现受热变形现象；另一方面金属薄板的防油气渗透能力使得聚酰亚胺泡沫能够作为轻质保温材料安装在机舱、辅机舱和设备舱等舱室。

发明内容