CN102167796B - 直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法，涉及飞机油箱及附件材料制备方法：a.聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂和催化剂经计量、搅拌混合均匀制得A组分，多异氰酸酯为B组分；b.将A、B组分在40~80℃下预热，计量后混合，或经聚氨酯浇注机计量、混合，加入模具中，异氰酸酯指数为1.0～1.1；c.模具中的制品熟化后，打开模具，取出制品。本发明制品质量稳定，可满足直升飞机抗坠毁油箱不同坠毁速度的使用要求，在直升机坠地时，只要坠毁速度在17.32m/s以内，吸能保护材料能吸收附件板的大部分撞击能量，保护附件板及其上的零部件不破裂，不漏油，可最大限度地保护飞行员及乘员的生命安全。

Description

直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法

技术领域

本发明涉及飞机油箱及附件材料的制备方法，特别是涉及直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法。

背景技术

抗坠撞性又称抗坠毁性，是指直升机在发生意外事故坠落时，保护乘员生命安全的能力。提高直升机坠撞性应当在直升机开始设计时，就对座舱、座椅、起落架、油箱密封、装载固定等采取特殊措施，使直升机在坠地时(只要坠地撞击速度在设计值以内)，通过一部分结构和结构的变形与破坏，吸收或转移大部分撞击能量，使乘员所受到的地面冲击力最小，座舱尽可能保持完整，油箱及装有毒气的系统不渗漏。因此，直升机坠地后机体和系统虽然遭到极大的破坏，但乘员能在危险环境中得以生存。

燃油箱是存储燃油的，有供油、输油、通气、加油、附件和结构等很多连接界面。在油箱坠撞时很容易被撕裂而引起燃油泄漏，因此油箱的抗坠毁设计是关键的技术。油箱满足抗坠毁条件主要包括两个方而技术：一是箱壁材料及连接技术；二是油箱接头及油箱安装技术；油箱的抗坠毁技术不仅体现在油箱材料、制造和工艺，油箱接头和附件也是油箱抗坠毁设计的重点。

油箱附件是指安装在主油箱上的所有零部件，包括消耗油箱、燃油泵、油量测量装置、放油开关和放沉淀开关。它们在直升机坠撞时可能损坏油箱，导致油箱漏油；也可能自身被损坏，导致燃油泄漏。油箱下附件的抗坠性是通过坠毁冲击性能体现，坠毁冲击要求按中国民航认可的国际通用的环境试验技术条件DO160进行抗坠毁试验。

发明内容

    本发明的目的在于提供直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法，该方法制备了半硬质聚氨酯泡沫塑料油箱及具有良好压缩性能的附件板保护泡沫可以起到缓冲吸能作用，从而避免出现因附件破断而导致油液泄漏，可满足坠毁速度为17.32 m/s的直升飞机抗坠毁使用要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法，包括以下一步法制作步骤：

a. 聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂和催化剂经计量、搅拌混合均匀制得A组分：A组分中聚合物多元醇为己二酸丁二醇聚酯多元醇或己二酸乙二醇酯聚酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇或环氧丙烷聚醚多元醇，扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷，发泡剂为CFC-11、HCFC-141b、水，泡沫稳定剂为硅-碳键非水解型聚硅氧烷-聚醚共聚物或硅油泡沫稳定剂，催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺、环己胺、二甲基乙醇胺、双-（2-二甲氨基乙基）醚；多异氰酸酯为B组分：B组分多异氰酸酯为粗MDI；

b. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，经计量后，将A、B两组分混合，迅速搅拌均匀，或经聚氨酯浇注机计量、混合，然后加入模具中，异氰酸酯指数为1.0～1.1；

c. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品即可。

直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法，包括以下半预聚体法制作步骤：

a. 将多异氰酸酯加入搅拌反应釜，升温至50~70℃，将聚合物多元醇缓慢或分批加到多异氰酸酯中，控制反应温度在60~90℃，聚合物多元醇加完后，继续反应1~2小时，得到A组分：聚合物多元醇为己二酸丁二醇聚酯多元醇或己二酸乙二醇酯聚酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇或环氧丙烷聚醚多元醇，多异氰酸酯为纯MDI；

b. 将聚合物多元醇与扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂混合均匀，得到B组分：聚合物多元醇为己二酸丁二醇聚酯多元醇或己二酸乙二醇酯聚酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇或环氧丙烷聚醚多元醇，扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷，发泡剂为CFC-11、HCFC-141b、水，泡沫稳定剂为硅-碳键非水解型聚硅氧烷-聚醚共聚物或硅油泡沫稳定剂，催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺、环己胺、二甲基乙醇胺、双-（2-二甲氨基乙基）醚；

c. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，经计量后，将A、B两组分混合，迅速搅拌均匀，或经聚氨酯浇注机计量、混合，然后加入模具中，异氰酸酯指数为1.0～1.1；

d. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品即可。本发明的优点与效果是：

（1）本发明采用一步法或半预聚体法制备直升飞机抗坠毁油箱及附件，具有工艺简单，制品质量稳定，制品可满足直升飞机抗坠毁油箱的使用要求。

（2）本发明制备的直升飞机抗坠毁油箱及附件重量轻、安装方便，设置在直升飞机油箱附件板的底部，在直升机坠地时，只要坠毁速度在17.32 m/s以内，吸能保护材料能吸收附件板的大部分撞击能量，保护附件板及其上的零部件不破裂，不漏油，可最大限度地保护飞行员及乘员的生命安全。

附图说明

图1为本发明直升飞机抗坠毁油箱及附件材料的压缩性能曲线图。

图中：压缩形变率为36.7%时，压缩应力σ=1420±100kPa。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

直升飞机燃油箱系统，有供油、输油、通气、加油、安装附件等很多连接界面。在油箱坠撞时很容易被撕裂而引起燃油泄漏。其中箱壁材料及安装附件材料是油箱抗坠毁设计的重点。油箱设置在直升飞机油箱附件板的底部。在直升机坠地时，吸能保护材料能吸收附件板的大部分撞击能量，保护附件板及其上的零部件不破裂，不漏油，最大限度地保护飞行员及乘员的生命安全。

直升飞机抗坠毁油箱箱壁材料及安装附件材料的制备实例如下：

实施例1：

a. 称取四氢呋喃聚醚多元醇1mol、丁二醇2mol、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%和三乙醇胺0.4%、二甲基环己胺0.1%，搅拌混合均匀制得A组分，粗MDI为B组分；

b. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，然后加入预热的模具中；

c. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

实施例2：

a. 称取四氢呋喃聚醚多元醇1mol、乙二醇2mol、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%和三乙醇胺0.4%、二甲基环己胺0.1%，搅拌混合均匀制得A组分，粗MDI为B组分；

b. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，然后加入预热的模具中；

c. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

实施例3：

a. 称取己二酸丁二醇聚酯多元醇0.5mol，四氢呋喃聚醚多元醇0.5mol、丁二醇2mol、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%和三乙醇胺0.4%、二甲基乙醇胺0.1%，搅拌混合均匀制得A组分，粗MDI为B组分；

b. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，然后加入预热的模具中；

c. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

实施例4：

a. 称取己二酸丁二醇聚酯多元醇0.5mol，四氢呋喃聚醚多元醇0.5mol、乙二醇2mol、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%和三乙醇胺0.4%、环己胺0.1%，搅拌混合均匀制得A组分，粗MDI为B组分；

b. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，然后加入预热的模具中；

c. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

实施例5：

a. 将3mol纯MDI加入搅拌反应釜，升温至50~70℃，将0.5mol四氢呋喃聚醚多元醇缓慢或分批加到反应釜中，控制反应温度在60~90℃，四氢呋喃聚醚多元醇加完后，继续反应1~2小时，得到A组分；

b. 将0.5mol四氢呋喃聚醚多元醇与2mol丁二醇、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%、三乙醇胺0.4%、二甲基环己胺0.1%混合均匀，得到B组分；

c. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，或经聚氨酯浇注机计量、混合，然后加入模具中；

d. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

实施例6：

a. 将3mol纯MDI加入搅拌反应釜，升温至50~70℃，将0.5mol己二酸乙二醇酯聚酯多元醇缓慢或分批加到反应釜中，控制反应温度在60~90℃，己二酸乙二醇酯聚酯多元醇加完后，继续反应1~2小时，得到A组分；

b. 将0.5mol四氢呋喃聚醚多元醇与2mol丁二醇、水1.0%、硅油泡沫稳定剂2%、三乙醇胺0.4%、二甲基环己胺0.1%混合均匀，得到B组分；

c. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，将A、B两组分按异氰酸酯指数为1.0～1.1混合，迅速搅拌均匀，或经聚氨酯浇注机计量、混合，然后加入模具中；

d. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品。

本发明的直升飞机抗坠毁油箱及附件吸能保护材料的压缩性能曲线图1的要求。当压缩形变率为36.7%时，压缩应力σ=1420±100kPa。

Claims (1)

1.直升飞机抗坠毁油箱及附件的吸能保护材料的制备方法，其特征在于包括以下半预聚体法制作步骤：

a. 将多异氰酸酯加入搅拌反应釜，升温至50~70℃，将聚合物多元醇缓慢或分批加到多异氰酸酯中，控制反应温度在60~90℃，聚合物多元醇加完后，继续反应1~2小时，得到A组分：聚合物多元醇为己二酸丁二醇聚酯多元醇或己二酸乙二醇酯聚酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇或环氧丙烷聚醚多元醇，多异氰酸酯为纯MDI；

b. 将聚合物多元醇与扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂混合均匀，得到B组分：聚合物多元醇为己二酸丁二醇聚酯多元醇或己二酸乙二醇酯聚酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇或环氧丙烷聚醚多元醇，扩链剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷，发泡剂为CFC-11、HCFC-141b、水，泡沫稳定剂为硅-碳键非水解型聚硅氧烷-聚醚共聚物或硅油泡沫稳定剂，催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺、环己胺、二甲基乙醇胺、双-（2-二甲氨基乙基）醚；

c. 将A组分、B组分在40~80℃下预热，经计量后，将A、B两组分混合，迅速搅拌均匀，或经聚氨酯浇注机计量、混合，然后加入模具中，异氰酸酯指数为1.0～1.1；

d. 模具中的制品经熟化后，打开模具，取出制品即可。

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