CN103395194A - 一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，所述的发射筒包括两个金属衬筒(1)和复合材料筒体(2)，所述的复合材料筒体(2)两端分别密封连接一个金属衬筒(1)，其特征在于，具体的制造方法按如下步骤：1)根据发射筒内腔结构，制作一个表面光滑的柱状模具；……10)机加工步骤1)-9)制得的筒体外径及加强箍外径。采用本发明的制造方法制得的高空灭火火箭复合材料发射筒重量轻、承载能力强、耐高温火焰冲刷、耐高压、密封性能好、抗腐蚀能力强、可多次重复使用、维修成本低。

Description

一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法

技术领域

本发明涉及一种多功能复合材料发射筒的制造方法，特别涉及一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程的加快，高层和超高层建筑与日俱增。高层建筑的内部可燃物多，电器设备多，电气线路纵横交错，非常容易发生火灾，且火灾具有破坏力极大、扑救难度极大、火灾蔓延途径多的特点。高层建筑发生火灾时，人员疏散和火灾扑救工作异常困难，非常容易造成群死群伤的严重后果。我国高空灭火救援技术的研究和应用相对比较落后，消防救援问题凸显。高空灭火火箭是最近兴起的新型灭火手段。

高空火灭火箭将采用发射筒发射，这要求这种复合材料发射筒具有重量轻、耐高温火焰冲刷、承载能力强、耐高压、密封性能好、变形量小、抗腐蚀能力强，可多次重复使用，维修费用低，环境适应性强。此发射筒可在安全距离内对点、面火源进行灭火，有效保障消防人员安全，适用于高层建筑灭火、森林灭火、重大型危化危险源灭火领域。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种可在安全距离内对点、面火源灭火的火箭专用复合材料发射筒的制造方法，制得的发射筒重量轻、承载能力强、耐高温火焰冲刷、耐高压、密封性能好、抗腐蚀能力强、可多次重复使用、维修成本低。

本发明的技术方案是一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，所述的发射筒包括两个金属衬筒和复合材料筒体，所述的复合材料筒体两端分别密封连接一个金属衬筒，其特征在于，具体的制造方法按如下步骤：

1)根据发射筒内腔结构，制作一个表面光滑的柱状模具；

2)使用棉纱蘸取丙酮对模具和金属衬筒表面进行清洗，然后再对模具和金属衬筒进行加温除油处理；

3)将模具和金属衬筒组装，用真空袋法对模具进行气密性检查；

4)在模具表面涂抹两遍PMR脱模剂；

5)在模具上制备耐热防冲刷涂层：使用磷酸盐基涂料进行多次喷涂，每次待涂层表面干燥后再进行下一次喷涂，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，涂层厚度为90um～120um；

6)在步骤5)的耐热防冲刷涂层上制备密封层：首先沿模具环向缠绕铺贴胶膜，然后进行真空预压实；

7)在步骤6)的密封层上制备承载层：将模具固定在湿法缠绕机上，将六轴玻璃纤维纱固定在纤维纱架上，加大缠绕张力使玻璃纤维纱束张紧而不断裂，在密封层表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维形成外径一致的筒状物，在该筒状物外层表面的加强箍部位用玻璃纤维预浸料带缠绕；

8)缠绕结束后进行真空固化；

9)将模具芯轴脱模，两端的金属衬筒保留在筒体上；

10)机加工步骤1)-9)制得的筒体外径及加强箍外径。

更进一步地，其中的步骤10)之后，在制得的复合材料筒上涂装玻璃钢专用涂料。

更进一步地，其中的步骤2)中的加温除油处理的处理工艺为170℃温度下保温0.5小时。

更进一步地，其中在步骤3)中，用真空袋法对模具进行气密性检查的具体方法是：真空表读数达到-0.10MPa时关闭真空阀，5分钟后真空表读数不变。

更进一步地，其中在步骤5)中，用涂-4粘度杯在模具表面喷3～4遍涂磷酸盐基涂料，每遍的喷涂厚度控制在25μm～35μm，漆料粘度严格控制在18～22秒，每次待涂层表面干燥后再进行下一遍喷涂，间隔时间20～30分钟，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，固化工艺：在20分钟内由室温加热至80℃±5℃，再在20分钟内由80℃±5℃加热至120℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由120℃±5℃加热至160℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由160℃±5℃加热至180℃±5℃，并保温60分钟，自然冷却至室温。

更进一步地，其中在步骤6)中，在耐热防冲刷涂层表面环向缠绕铺贴2层中温胶膜，室温抽真空预压实10分钟，预压实真空度不小于-0.094MPa。

更进一步地，其中在步骤7)中，在密封层表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维的缠绕工艺是：将玻璃纤维纱束固定在纤维纱架上，按±45°缠绕15层，加强箍部位用玻璃纤维预浸料带缠绕工艺是：筒体两端加强箍90°缠绕，中间加强箍为±60°缠绕。

更进一步地，其中在步骤8)中，真空固化工艺是：由室温升至70℃，保温1小时，再升至110℃，保温2小时，再升至130℃，保温3小时，然后自然冷却至室温。

本发明的有益效果主要体现在以下方面。

1)按本发明方法制得的发射筒密封效果好。本发射筒的金属衬筒与复合材料筒体间采用了可靠的连接与密封工艺技术，克服了连接强度不够与密封性差的问题；

2)按本发明方法制得的发射筒耐高温耐冲刷效果好。本发射筒采用了耐高温耐冲刷涂层与复合材料筒体内壁的结合工艺技术，筒体可承受多次高温燃气冲刷，在冲刷温度1500℃，作用时间0.5s的情况下，可连续使用3次以上；

3)按本发明方法制得的发射筒可承载能力强。经强度设计后该筒体能够承受35MPa的试验压力及轴向最大101T拉力。

说明书附图

图1本发明制造方法制得的高空灭火火箭复合材料发射筒横剖面示意图；

图2本发明制造方法制得的高空灭火火箭复合材料发射筒端部的示意图；

图3本发明制造方法制得的高空灭火火箭复合材料发射筒筒体各层示意图。

图4本发明制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的做进一步描述。

如图1-2所示，本发明的制造方法制得的一种高空灭火火箭复合材料发射筒，包括两个金属衬筒1和复合材料筒体2。所述的金属衬筒1上依次具有环状的台阶6和至少一个环状的凸起7，所述的环状的台阶6倒圆角。所述的复合材料筒体2两端分别密封连接一个金属衬筒1，金属衬筒1的环状的台阶6和环状的凸起7安装在复合材料筒体2内，金属衬筒1的环状的台阶6位于复合材料筒体2的端部。

如图3所示，所述的复合材料筒体2包括内层的耐热防冲刷涂层8、中间层的密封层9和外层的承载层10。所述的复合材料筒体2的耐热防冲刷涂层8为磷酸盐基涂料，密封层9为环氧树脂胶膜，承载层10为玻璃钢。外层的承载层10之外还可再喷涂玻璃钢专用涂层11。

所述的复合材料筒体2的两端和筒体中部的外壁上设置多个凸起的加强箍3，位于筒体中部的外壁上的加强箍3上开有环形卡槽4。所述的复合材料筒体2的壁体上开有圆形通孔5，用于连接点火装置。

原材料的准备，本发明的制造方法所需的原材料有：高温玻璃纤维纱，为主要原材料，起承载作用；SY-24C-300g/m²胶膜，起粘接作用；E51环氧树脂及593固化剂，其作用为将纤维粘接在一起并在纤维之间传递载荷；透气毡，起导气、吸胶作用；100mm宽剥离布，防止流胶，保持良好的外观质量；中温真空袋膜，起抽真空作用；中温无孔隔离膜，抽真空时使用，起隔离作用；中温腻子条，起密封作用。

这种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法按如下步骤：

1)根据发射筒内腔结构，制作一个表面光滑的柱状模具；

2)使用棉纱蘸取丙酮对模具和金属衬筒1表面进行清洗，然后再对模具和金属衬筒1进行加温除油处理，处理工艺为170℃温度下保温0.5小时；

3)将模具和金属衬筒1组装，用真空袋法对模具进行气密性检查，具体方法是：真空表读数达到-0.10MPa时关闭真空阀，5分钟后真空表读数不变，说明模具气密性很好；

4)在模具表面涂抹两遍PMR脱模剂；

5)在模具上制备耐热防冲刷涂层8：两端的金属衬筒1表面用美文胶带进行保护。使用磷酸盐基涂料进行多次喷涂，每次待涂层表面干燥后再进行下一次喷涂，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，涂层厚度为90um～120um，具体工艺是：用涂-4粘度杯在模具表面喷3～4遍涂磷酸盐基涂料，每遍的喷涂厚度控制在25μm～35μm，漆料粘度严格控制在18～22秒，每次待涂层表面干燥后再进行下一遍喷涂，间隔时间20～30分钟，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，固化工艺：在20分钟内由室温加热至8℃0±5℃，再在20分钟内由80℃±5℃加热至120℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由120℃±5℃加热至160℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由160℃±5℃加热至180℃±5℃，并保温60分钟，自然冷却至室温；

6)在步骤5)的耐热防冲刷涂层8上制备密封层9：首先沿模具环向缠绕铺贴胶膜，然后进行真空预压实，具体工艺是：在耐热防冲刷涂层8表面环向缠绕铺贴2层中温胶膜，室温抽真空预压实10分钟，预压实真空度不小于-0.094MPa；

7)在步骤6)的密封层9上制备承载层10：将模具固定在湿法缠绕机上，将六轴玻璃纤维纱固定在纤维纱架上，加大缠绕张力使玻璃纤维纱束张紧而不断裂，调整纱片宽度为5±0.2mm。在密封层9表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维形成外径一致的筒状物，在该筒状物外层表面的加强箍3部位用玻璃纤维预浸料带缠绕。在密封层9表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维的缠绕工艺是：将玻璃纤维纱束固定在纤维纱架上，按±45°缠绕15层，加强箍3部位用玻璃纤维预浸料带缠绕工艺是：筒体两端加强箍90°缠绕，中间加强箍为±60°缠绕，缠绕完成后，将玻璃维纱束剪断，称量剩余的玻璃纤维纱轴的总重量可计算玻璃维纱束的实际使用量；

8)缠绕结束后进行真空固化，真空固化工艺是：由室温升至70℃，保温1小时，再升至110℃，保温2小时，再升至130℃，保温3小时，然后自然冷却至室温；

9)将模具芯轴脱模，两端的金属衬筒1保留在筒体上；

10)机加工步骤1)-9)制得的筒体外径及加强箍外径。

在步骤10)之后，在制得的复合材料筒体2上涂装玻璃钢专用涂料。

Claims (8)

1.一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，所述的发射筒包括两个金属衬筒(1)和复合材料筒体(2)，所述的复合材料筒体(2)两端分别密封连接一个金属衬筒(1)，其特征在于，具体的制造方法按如下步骤：

1)根据发射筒内腔结构，制作一个表面光滑的柱状模具；

2)使用棉纱蘸取丙酮对模具和金属衬筒(1)表面进行清洗，然后再对模具和金属衬筒(1)进行加温除油处理；

3)将模具和金属衬筒(1)组装，用真空袋法对模具进行气密性检查；

4)在模具表面涂抹两遍PMR脱模剂；

5)在模具上制备耐热防冲刷涂层(8)：使用磷酸盐基涂料进行多次喷涂，每次待涂层表面干燥后再进行下一次喷涂，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，涂层厚度为90um～120um；

6)在步骤5)的耐热防冲刷涂层(8)上制备密封层(9)：首先沿模具环向缠绕铺贴胶膜，然后进行真空预压实；

7)在步骤6)的密封层(9)上制备承载层(10)：将模具固定在湿法缠绕机上，将六轴玻璃纤维纱固定在纤维纱架上，加大缠绕张力使玻璃纤维纱束张紧而不断裂，在密封层(9)表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维形成外径一致的筒状物，在该筒状物外层表面的加强箍(3)部位用玻璃纤维预浸料带缠绕；

8)缠绕结束后进行真空固化；

9)将模具芯轴脱模，两端的金属衬筒(1)保留在筒体上；

10)机加工步骤1)-9)制得的筒体外径及加强箍外径。

2.如权利要求1所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中的步骤10)之后，在制得的复合材料筒体(2)上涂装玻璃钢专用涂料。

3.如权利要求2所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中的步骤2)中的加温除油处理的处理工艺为170℃温度下保温0.5小时。

4.如权利要求3所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中在步骤3)中，用真空袋法对模具进行气密性检查的具体方法是：真空表读数达到-0.10MPa时关闭真空阀，5分钟后真空表读数不变。

5.如权利要求1-4任一一项所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中在步骤5)中，用涂-4粘度杯在模具表面喷3～4遍涂磷酸盐基涂料，每遍的喷涂厚度控制在25μm～35μm，漆料粘度严格控制在18～22秒，每次待涂层表面干燥后再进行下一遍喷涂，间隔时间20～30分钟，喷涂完毕后室温放置2小时后固化，固化工艺：在20分钟内由室温加热至80℃±5℃，再在20分钟内由80℃±5℃加热至120℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由120℃±5℃加热至160℃±5℃，并保温30分钟，再在20分钟内由160℃±5℃加热至180℃±5℃，并保温60分钟，自然冷却至室温。

6.如权利要求5所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中在步骤6)中，在耐热防冲刷涂层(8)表面环向缠绕铺贴2层中温胶膜，室温抽真空预压实10分钟，预压实真空度不小于-0.094MPa。

7.如权利要求6所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中在步骤7)中，在密封层(9)表面缠绕浸有环氧树脂的玻璃纤维的缠绕工艺是：将玻璃纤维纱束固定在纤维纱架上，按±45°缠绕15层，加强箍(3)部位用玻璃纤维预浸料带缠绕工艺是：筒体两端加强箍90°缠绕，中间加强箍为±60°缠绕。

8.如权利要求7所述的一种高空灭火火箭复合材料发射筒的制造方法，其特征在于，其中在步骤8)中，真空固化工艺是：由室温升至70℃，保温1小时，再升至110℃，保温2小时，再升至130℃，保温3小时，然后自然冷却至室温。

Images