一种一体式复合材料灭火弹及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种一体式复合材料灭火弹弹翼及其制备方法。该弹翼包括泡沫夹芯(2

【技术实现步骤摘要】
一种一体式复合材料灭火弹及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合材料灭火弹，具体涉及一种一体式复合材料灭火弹及其制备方法。

技术介绍

[0002]森林火灾是森林最危险的敌人，也是我们需要警惕的对象，森林灭火方法一般为人工扑打、用水灭火以及用土灭火，但是这些方法都是传统的灭火方法，也存在一定的缺陷，一个共同的缺陷是都需要亲临现场，这样容易造成灭火人员的伤亡，而且在山区农村，茂密森林地带，最佳的灭火时间也会失之交臂，因此，采用远距离的灭火弹方式灭火也相继出现，但灭火弹弹翼材质基本都是铝合金及金属材质。与复合材料相比，其存在一定缺陷。
[0003]金属加工困难，密度大，成型后的弹翼重量大，给人工扛运增加了劳动量。因金属易锈蚀，使灭火弹弹翼容易出现锈蚀，发射后，影响弹道，且维护与更换的成本巨大。而复合材料弹翼，是较为新型的弹翼形式，但制造及应用中，也有诸多确定。而且金属件加工，工艺复杂，成本也较高。
[0004]因此，为了有效地解决目前金属弹翼成型加工困难，重量大、人工扛运劳动强度大、易锈蚀、成本高等问题，需要专利技术一种新型的灭火弹弹翼。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种一体式复合材料灭火弹弹翼。该弹翼基于各组件之间的协同作用，金属丝杆贯串于泡沫夹芯内部，紧密连接挡板和连接件，形成工字型结构，与泡沫夹芯和蒙皮形成整体式结构，从而均匀的分散应力，不仅可以有效降低弹翼的装备质量，还可以大幅提升弹翼的力学强度和稳定性。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供一种一体式复合材料灭火弹弹翼的制备方法。该方法采用一体式成型方法，将泡沫夹层、金属丝杆、连接件和挡板组装固定后通过模具进行蒙皮包覆和树脂基体固化成型，树脂基体可均匀的填充于各组件之间的间隙，紧固弹翼骨架和夹芯的连接，一次成型，大幅简化工艺流程，便于大规模工业化生产。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种一体式复合材料灭火弹弹翼，所述弹翼包括泡沫夹芯(2
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4)、包覆于泡沫夹芯外侧的蒙皮(2
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1)和内嵌于泡沫夹芯的金属丝杆(2
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3)；所述弹翼的连接面上设有连接件(2
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2)，弹翼中与连接面的相对面覆盖有挡板(2
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5)；所述金属丝杆与连接面相连的一端设有内螺纹，用于固定连接面，另一端设有外螺纹，用于固定挡板；所述连接件为凸起卯榫结构，嵌入式固定于灭火弹的弹筒(3)上。
[0008]本专利技术所提供的灭火弹弹翼基于各部件之间的协同作用，其中，丝杆与连接件和挡板紧密相连，形成工字型加强结构，丝杆贯穿于泡沫夹芯，表面包裹蒙皮材料，形成一体式无缝构件，均匀的分散弹翼上所受应力，大幅提高弹翼的力学性能和稳定性，采用泡沫材料作为夹芯，不仅可以有效吸收冲击应力，延长弹翼使用寿命，还可以在不降低力学强度的前提下实现弹翼的轻量化制备。
[0009]作为一项优选的方案，所述泡沫夹芯为硬质聚氨酯泡沫、交联聚氯乙烯泡沫、聚醚酰亚胺泡沫、聚丙烯腈泡沫、聚酯泡沫和溶液纤维增强PMI泡沫中的至少一种。
[0010]作为一项优选的方案，所述蒙皮为厚度1～3mm的改性树脂复合材料。
[0011]作为一项优选的方案，所述改性树脂复合材料由包括纤维增强体、树脂基体和固化剂固化所得。
[0012]作为一项优选的方案，所述纤维增强体为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的一种。
[0013]作为一项优选的方案，所述树脂基体为不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。
[0014]作为一项优选的方案，所述泡沫夹芯为溶液纤维增强PMI泡沫。
[0015]作为一项优选的方案，所述溶液纤维增强PMI泡沫由包括以下原料经聚合和发泡得到：丙烯酸类单体、丙烯腈类单体、引发剂、发泡剂、成核剂和尼龙6纳米纤维溶液。
[0016]作为一项优选的方案，所述尼龙6纳米纤维溶液占溶液纤维增强PMI泡沫总质量的5～15％。
[0017]作为一项优选的方案，所述尼龙6纳米纤维溶液由以下质量份组分经预处理所得：尼龙6纳米纤维1～10份，丙烯酸类单体10～40份。
[0018]本专利技术所采用的尼龙6纳米纤维溶液增强PMI泡沫通过控制尼龙6纳米纤维与丙烯酸类单体的比例，可以定量的控制尼龙6的开环比例，从而同时实现尼龙6短链纤维和尼龙6闭环刚体的同时存在；采用该增强PMI泡沫作为夹芯不仅可以保留PMI泡沫内部丰富的多孔结构，起到冲击应力的缓冲作用，还可以在PMI泡沫分子链上接枝短链尼龙6纤维或闭环尼龙6刚性结构，同时提升夹芯的刚性和韧性，拓展弹翼使用的适用环境。
[0019]作为一项优选的方案，所述金属丝杆平行分布于泡沫夹芯中，所述金属丝杆的个数≥2。
[0020]本专利技术还提供了一种一体式复合材料灭火弹弹翼的制备方法，将金属丝杆、泡沫夹芯、连接件和挡板组装得预制件；将纤维增强体和预制件依次铺放于模具后注入树脂基体，依次经固化、脱模和机加工，即得。
[0021]本专利技术的制备方法采用一体式成型工艺，首先组装弹翼的骨架结构，再于真空条件下进行蒙皮的包裹和成型，蒙皮材料所使用的树脂基体可以很好的填充骨架之间的缝隙，提高弹翼的整体性；该方法不仅能有效的提升弹翼的紧密连接，均匀分散所受应力，还大幅减少制备流程，简化工艺，从而实现大规模工业化生产。
[0022]作为一项优选的方案，所述树脂基体的注入方式为真空注入，其条件为：真空度为0.05～0.5MPa，保压时间为5～10min。
[0023]作为一项优选的方案，所述树脂基体的固化条件为：所述树脂基体的固化条件为：温度为常温，时间≥4h。
[0024]相对于现有技术，本专利技术的有益技术效果为：
[0025]1)本专利技术所提供的一体式复合材料灭火弹弹翼基于各组件之间的协同作用，其中，丝杆与连接件和挡板紧密相连，形成工字型加强结构，丝杆贯穿于泡沫夹芯，表面包裹蒙皮材料，形成一体式无缝构件，均匀的分散弹翼上所受应力，大幅提高弹翼的力学性能和稳定性，采用泡沫材料作为夹芯，不仅可以有效吸收冲击应力，延长弹翼使用寿命，还可以
在不降低力学强度的前提下实现弹翼的轻量化制备。
[0026]2)本专利技术所提供的技术方案中，采用一体式成型工艺，首先组装弹翼的骨架结构，再于真空条件下进行蒙皮的包裹和成型，蒙皮材料所使用的树脂基体可以很好的填充骨架之间的缝隙，提高弹翼的整体性；该方法不仅能有效的提升弹翼的紧密连接，均匀分散所受应力，还大幅减少制备流程，简化工艺，从而实现大规模工业化生产。
[0027]3)本专利技术所提供的技术方案中，所采用的尼龙6纳米纤维溶液增强PMI泡沫，可以定量的控制尼龙6的开环比例，从而同时实现尼龙6短链纤维和尼龙6闭环刚体的同时存在；采用该增强PMI泡沫作为夹芯不仅可以保留PMI泡沫内部丰富的多孔结构，起到冲击应力的缓冲作用，还可以在PMI泡沫分子链上接枝短链尼龙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式复合材料灭火弹弹翼，其特征在于：所述弹翼包括泡沫夹芯(2
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4)、包覆于泡沫夹芯外侧的蒙皮(2
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1)和内嵌于泡沫夹芯的金属丝杆(2
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3)；所述弹翼的连接面上设有连接件(2
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2)，弹翼中与连接面的相对面覆盖有挡板(2
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5)；所述金属丝杆与连接面相连的一端设有内螺纹，用于固定连接面，另一端设有外螺纹，用于固定挡板；所述连接件为凸起卯榫结构，嵌入式固定于灭火弹的弹筒(3)上。2.根据权利要求1所述的一种一体式复合材料灭火弹弹翼，其特征在于：所述泡沫夹芯为硬质聚氨酯泡沫、交联聚氯乙烯泡沫、聚醚酰亚胺泡沫、聚丙烯腈泡沫、聚酯泡沫和溶液纤维增强PMI泡沫中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种一体式复合材料灭火弹弹翼，其特征在于：所述蒙皮为厚度1～3mm的改性树脂复合材料；所述改性树脂复合材料由包括纤维增强体、树脂基体和固化剂固化所得。4.根据权利要求3所述的一种一体式复合材料灭火弹弹翼，其特征在于：所述纤维增强体为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维和碳纤维中的一种；所述树脂基体为不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小忠，谢文蓓，鲁先孝，严立专，柳鹏辉，吴耀胜，张雅玲，陈辉煌，
申请(专利权)人：湖南博翔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：