CN112266181A - 一种防/隔热复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种防/隔热复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防/隔热复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯90‑110份、多聚磷酸铵（APP）5‑25份，氧化锌1‑10份，氧化锑2‑15份，珍珠岩3‑20份，硼酸锌5‑20份，硼酸铵5‑20份。本发明提供的防/隔热复合材料有着与传统防热材料无与伦比的性能优越性，具有低导热系数、高隔热、重量轻、柔性好、耐寒、耐热、工艺实施方便、可靠性高等优点。含有该复合材料的限制性导爆索用软管能够在一定时间内阻滞热量的传递，在瞬时恶劣环境下起到了重要的作用。

Description

一种防/隔热复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于防/隔热材料领域，具体涉及一种防/隔热复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
限制性导爆索（CDF）是新一代航天火工品系统中用于爆轰传递的关键元件，相比柔性导爆索（MDF），CDF外面包覆编织若干层高强度非金属材料，爆轰传递更可靠，爆速更稳定（7000m/S），爆轰之后结构完整、不破裂、无碎片、无爆炸燃气和污染物逸出等优点。全固体运载火箭“CZ-11”，在发射飞行时其舱体表面的导爆索需承受发动机喷射的385kW/m2高强度热流冲刷（385kW/m2热流密度相当于摄氏温度2000℃）。该热流环境条件比国内液态燃料的长征系列运载火箭的热环境条件都要严酷恶劣。而火箭在飞行过程中，各级间断正常点火、开机、发射主要由弹上导爆索进行控制，如果导爆索的防热达不到要求，将可能导致火箭发射直接失败等问题。限制性导爆索用石英复合软管在瞬时恶劣环境下起到了重要的作用。
限制性导爆索用石英复合软管的研制适合现代航天技术发展和未来战争的要求，在火箭的成功发射上亦可以作出了相应的贡献；因此开发研制在特定时间内满足高强度热流冲刷的弹上导爆索用防/隔热热材料是极其必要的。
发明内容
本发明公开一种防/隔热复合材料，其包括如下重量份的组分：聚氨酯90-110份、多聚磷酸铵（APP）5-25份，氧化锌1-10份，氧化锑2-15份，珍珠岩3-20份，硼酸锌5-20份，硼酸铵5-20份。
优选地，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯95-105份、多聚磷酸铵10-20份，氧化锌3-8份，氧化锑5-15份，珍珠岩5-15份，硼酸锌8-15份，硼酸铵8-15份。
示例性地，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯95份、多聚磷酸铵20份，氧化锌3份，氧化锑15份，珍珠岩5份，硼酸锌15份，硼酸铵8份。
示例性地，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯102份、多聚磷酸铵10份，氧化锌8份，氧化锑5份，珍珠岩15份，硼酸锌8份，硼酸铵15份。
示例性地，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯100份、多聚磷酸铵15份，氧化锌5份，氧化锑8份，珍珠岩10份，硼酸锌12份，硼酸铵10份。
优选地，所述聚氨酯为三重交联型聚氨酯。
优选地，上述各组分均为粉体，优选为粒径不超过500目的粉体。
本发明还提供上述防/隔热复合材料在限制性导爆索用软管中的应用。
本发明还提供一种限制性导爆索用软管，其含有上述防/隔热复合材料。优选地，所述防/隔热复合材料包覆在软管的外表面。
优选地，所述软管的材质为石英材质。
本发明还提供上述限制性导爆索用软管的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备防/隔热复合材料的浆料：将聚氨酯、多聚磷酸铵、氧化锌、氧化锑、珍珠岩、硼酸锌和硼酸铵按照上述重量份称取，加入环己酮中，制备成浆料；
（2）将管材浸没于上述浆料中，经过拖拉、干燥、成型，得到限制性导爆索用软管。
优选地，步骤（1）中，对于环己酮的用量没有特别限定，能够满足使制备的浆料黏附在管材上为佳。例如，以重量份计，所述环己酮的用量可以为30-100份，优选40-90份，更优选50-80份。
优选地，步骤（2）中，所述管材为石英软管。
本发明的有益效果：
本发明提供的防/隔热复合材料有着与传统防热材料无与伦比的性能优越性，具有低导热系数、高隔热、重量轻、柔性好、耐寒、耐热、工艺实施方便、可靠性高等优点。含有该复合材料的限制性导爆索用软管能够在一定时间内阻滞热量的传递，在瞬时恶劣环境下起到了重要的作用。
附图说明
图1为实施例1制备的限制性导爆索用软管的防隔热性能测试结果。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
限制性导爆索用软管的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备防/隔热复合材料的浆料：将三重交联型聚氨酯100份、多聚磷酸铵15份、氧化锌5份、氧化锑8份、珍珠岩10份、硼酸锌12份、硼酸铵10份和环己酮混合，制备成浆料，浆料浓度能够使浆料附着在管材表面；
（2）将管材浸没于上述浆料中，经过拖拉、干燥、成型，得到限制性导爆索用软管。
实施例2
与实施例1不同之处在于：步骤（1）中各组分用量为三重交联型聚氨酯95份、多聚磷酸铵20份，氧化锌3份，氧化锑15份，珍珠岩5份，硼酸锌15份，硼酸铵8份。
实施例3
与实施例1不同之处在于：步骤（1）中各组分用量为聚氨酯102份、多聚磷酸铵10份，氧化锌8份，氧化锑5份，珍珠岩15份，硼酸锌8份，硼酸铵15份。
测试例1
对实施例1得到的限制性导爆索用软管进行如下性能测试。
（1）性能测试：
序号 性能 实验条件 要求
1 常温韧性 23±5℃，180°折叠30次 防/隔热复合涂层不开裂、不脱落
2 耐热性 65±5℃，恒温箱保持4h 防/隔热复合涂层不开裂、不脱落
3 耐寒性 -40±5℃，低温箱保持4h 防/隔热复合涂层不开裂、不脱落
（2）防隔热性能要求测试
测试条件：管径φ：20mm，厚度2.2mm， 起始热流100KW/m2、30s内升至385KW/m2；保持20s、77s后，热流为250KW/m2。
测试结果如图1所示。图1表明，在上述测试条件下，80s后，温升不超过110℃。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防/隔热复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯90-110份、多聚磷酸铵（APP）5-25份，氧化锌1-10份，氧化锑2-15份，珍珠岩3-20份，硼酸锌5-20份，硼酸铵5-20份。
2.根据权利要求1所述的防/隔热复合材料，其特征在于，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯95-105份、多聚磷酸铵10-20份，氧化锌3-8份，氧化锑5-15份，珍珠岩5-15份，硼酸锌8-15份，硼酸铵8-15份。
3.根据权利要求1或2所述的防/隔热复合材料，其特征在于，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯95份、多聚磷酸铵20份，氧化锌3份，氧化锑15份，珍珠岩5份，硼酸锌15份，硼酸铵8份。
4.根据权利要求1或2所述的防/隔热复合材料，其特征在于，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯102份、多聚磷酸铵10份，氧化锌8份，氧化锑5份，珍珠岩15份，硼酸锌8份，硼酸铵15份。
5.根据权利要求1或2所述的防/隔热复合材料，其特征在于，所述防/隔热复合材料包括如下重量份的组分：聚氨酯100份、多聚磷酸铵15份，氧化锌5份，氧化锑8份，珍珠岩10份，硼酸锌12份，硼酸铵10份。
6.根据权利要求1-5任一项所述的防/隔热复合材料，其特征在于，所述聚氨酯为三重交联型聚氨酯。
7.权利要求1-6任一项所述防/隔热复合材料在限制性导爆索用软管中的应用。
8.一种限制性导爆索用软管，其特征在于，所述限制性导爆索用软管含有上权利要求1-5任一项所述防/隔热复合材料。
9.根据权利要求8所述的限制性导爆索用软管，其特征在于，所述防/隔热复合材料包覆在软管的外表面，所述软管的材质为石英材质。
10.权利要求8或9所述限制性导爆索用软管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备防/隔热复合材料的浆料：将聚氨酯、多聚磷酸铵、氧化锌、氧化锑、珍珠岩、硼酸锌和硼酸铵按照权利要求1-6任一项所述重量份称取，加入环己酮中，制备成浆料；
（2）将管材浸没于上述浆料中，经过拖拉、干燥、成型，得到限制性导爆索用软管。
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